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Verfahren zur Herstellung eines Trockenproduktes aus gekochtem Kartoffelbrei
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenproduktes aus
gekochtem Kartoffelbrei in Form unzermahlener Flocken, das durch Zugabe von heißem
Wasser und/oder Milch in einen Kartoffelbrei zurückführbar ist, wobei geschälte,
zu Brei zerstampfte und gekochte Kartoffel mittels einer oder mehrerer beheizter
Walzen zu einem Film getrocknet werden. Die Erfindung besteht darin, daß der Kartoffelbrei
zur Trocknung in die Form eines Filmes gebracht wird, dessen Dicke zwischen 0,127
und 0,381 mm liegt.
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An sich ist es bekannt, zum Trocknen von Kartoffelbrei zwei gegenläufige
Heißwalzen zu verwenden. Die aus dem Kocher kommenden Kartoffeln werden durch ein
Quetschwerk zerdrückt und dann zwischen die sich gegeneinander drehenden Trockenwalzen
geleitet.
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Demgegenüber besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, die Trocknung
des Kartoffelbreis an einem Kartoffelbreifilm vorzunehmen, der ein Einzellenfilm
ist, d. h. der die Dicke einer einzigen Stärkezelle hat, d: h. mit anderen Worten,
es soll die Dicke eines solchen Einzellenfilms zwischen 0,127 und 0;381 mm liegen,
vorzugsweise zwischen 0,178 und 0,254 mm. Es hat sich nun für die Trocknung als
außerordentlich wichtig herausgestellt, bei dieser Vorschrift nicht nur die obere
Grenze von 0,381 mm nicht zu überschreiten, sondern auch die untere Grenze der Kartoffelstärkezellendicke,
nämlich 0,127 mm, nicht zu unterschreiten. Würde nämlich die untere Grenze unterschritten,
so würde ,sich zwischen den Trockenwalzen eine Zerstörung der Mehrzahl der Stärkezellen
beim Durchgang des Films ergeben. Man würde dann ein Trockenprodukt erhalten, das
sehr schlechte Eigenschaften hat und bei der Rückverwandlung in Kartoffelbrei eine
teigige und klebrige Masse ergibt, weil eben zuvor in großem Maße die Stärkezellen
aufgebrochen worden sind.
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Die erfmderische Erkenntnis und Verfahrensvorschrift liegt also darin,
daß der Trockenvorgang zur Vermeidung von übelständen, die das Endprodukt praktisch
unbrauchbar machen, gerade und nur auf einen Einzellenfilm beschränkt werden muß.
Die Eigenschaften des Trockenproduktes sind dann so erheblich viel besser als dann;
wenn die Grenzen des Einzellenfilms nicht eingehalten werden.
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Die in üblicher Weise aus ungeschälten (oder auch geschälten) Kartoffeln
hergestellten Kartoffelflocken besitzen auf Grund ihrer kolloidchemischen Beschaffenheit
eine sehr schnelle und beträchtliche Quellung bereits im kalten Wasser, und diese
Quellung ist geradezu ein Charakerstikum und ein Maßstab für ihre Qualität, beispielsweise
bei der Verwendung des daraus hergestellten Walzmehls als Backhilfsmittel oder als
Kernbinder. Diese starke Quellfähigkeit ist darauf zurückzuführen, daß der größte
Teil der Kartoffelzellen während des Herstellungsprozesses platzt und die freie
Stärkesubstanz in die interzellularen Räume austritt. Man erhält also in jedem Fall
- sei es mit kaltem Wasser, sei es mit heißem Wasser oder irgendeiner anderen Flüssigkeit
- stets einen zerrigen, zerfließlichen und nicht formbaren Kleister von schleimig-weicher
Konsistenz. Eine derartige Flocke kann daher niemals ein einwandfreies Kartoffelpüree
liefern - sei es mit Wasser oder sei es mit Milch zubereitet. Zieht man zum Vergleich
zunächst ein aus Frischkartoffeln bereitetes Püree heran, so liegt die Stärke darin
zwar auch in vollständig verkleistertem Zustand vor, aber die unverletztenZellen
umschließen das verkleisterte Stärkesubstrat (Amylopektin und Amylose) und verhindern
trotz starker Quellung den
Austritt von Stärkesubstanz in die Interzellularräume
und somit die Bildung eines Kleisters. Ein aus Frischkartoffeln hergestelltes Püree
ist daher gut formbar und mit Gabel oder Löffel einwandfrei teilbar. Es weist keinerlei
schleimige, zerrig-kleistrige oder zerfließliche Konsistenz auf. Alle früheren Bemühungen,
auch aus der Kartoffelflocke eine »Speiseflocke« mit den gewünschten Eigenschaften
herzustellen, waren bisher erfolglos, so daß selbst von ausgesprochenen Trocknungsexperten
es für ausgeschlossen gehalten wurde, auf dem Walzentrockner eine Kartoffelflocke
mit den Eigenschaften- einer einwandfreien Püreeflocke herzustellen, zumal für die
Herstellung des Kartoffelpüreepulvers ein ganz anderer Weg eingeschlagen werden
muß (Add-back-Verfahren). Es war daher auch für den Fachmann überraschend, daß man
die unerwünschte Zellzerreißung im Verlaufe der Trocknung auf der Walze verhindern
kann.
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In älteren Schriften betreffend die Herstellung von Kartoffelflocken
ist über die Schichtdicke des Kartoffelbreis auf den Walzen nur insoweit etwas ausgesagt,
als die Schichtdicke die Bildung eines einwandfreien, d. h. gleichmäßigen, sich
leicht von der Walze lösenden, zusammenhängenden Flockenschleiers gewährleisten
muß.
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Abgesehen von den kolloidchemischen Eigenschaften zeigen auch die
mikroskopischen Bilder von gewöhnlichen Kartoffelflocken und von Kartoffelpüreeflocken
charakteristische Unterschiede. Bei den gewöhnlichen Flocken sind überall die geplatzten
Zellen deutlich erkennbar, und die ausgetretene Stärkesubstanz läßt sich leicht
mit Jodwasser diffus blau anfärben. Im Gegensatz dazu ist die Stärkesubstanz bei
den Püreeflocken in der Zelle lokalisiert, und die mit Jodwasser blaugefärbten,
intakten Zellen liegen deutlich getrennt wie die Punkte eines »Rasters« nebeneinander,
während kaum Stärkesubstanz in die interzellularen Räume ausgetreten ist. Diese
charakteristischen Unterschiede des mikroskopischen Bildes ermöglichen es, auch
ohne Anstellung einer Kochprobe eine gewöhnliche Speiseflocke, d. h. eine Kartoffelflocke,
die in üblicher Weise aus geschälten Kartoffeln auf Walzentrocknern hergestellt
worden ist, von einer speziellen Kartoffelpüreeflocke zu unterscheiden.
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Zur Beheizung der Walzen, Trommeln od. dgl. können jegliche zweckentsprechenden
Mittel dienen, vorausgesetzt, daß die Temperatur der Trommeln, Walzen od. dgl. nicht
so hoch getrieben wird, daß eine wesentliche Verfärbung des Erzeugnisses eintritt.
Die Trommeln, Walzen od. dgl. werden vorzugsweise von innen mittels Dampfes beliebigen
Druckes erhitzt. Das Ausmaß und die Geschwindigkeit des Wasserentzuges aus dem gekochten
Kartoffelbrei hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie z. B. der Temperatur der
Trommeln, Walzen od. dgl. und deren Drehgeschwindigkeit. Dem gemäß dem Verfahren
nach der Erfindung erzielten Produkt kann gewünschtenfalls noch weiteres Wasser
entzogen werden. So ist es im Hinblick auf die Beständigkeit bei der Lagerung erwünscht,
daß der endgültige Feuchtigkeitsgehalt auf 4 bis 109/a des Trockengewichtes herabgesetzt
wird. Man kann dies entweder in einer einzigenVerfahrensstufe durch Anwendung erhitzter
Trommeln, Walzen od. dgl. gemäß der Erfindung erreichen, oder das dabei erfindungsgemäß
erzielte Produkt kann noch dadurch weiter getrocknet werden, daß man es als stetigen
Film von der Trommel, Walze od. dgl. abnimmt und in irgendeiner zweckentsprechenden
Weise einem Trocknungsvorgang unterwirft, z. B. indem man es durch einen Tunnel-
bzw. Kanaltrockner auf einem Förderband od. dgl. hindurchgehen läßt.
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Die gemäß der Erfindung zu behandelnden Kartoffeln können auf irgendeinem
üblichen passenden Weg gekocht und zerstampft werden. Bei den nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen wurden die Kartoffeln durch Anwendung einer Schabeschälvorrichtung
geschält und von Hand von Augen und sonstigen Fehlstellen befreit, zu 6,4-mm-Scheiben
geschnitten, zwecks Entfernung freier Stärke abgespült, mit Frischdampf von Atmosphärendruck
während 35 bis 45 Minuten gekocht und dadurch in Breiform übergeführt, daß sie durch
Flocken bildende Walzen hindurchgeführt wurden. Diese Walzen besaßen einen Durchmesser
von 30,5 cm und wurden auf einen Zwischenraum von 1,3 mm eingestellt. In ihrer Oberfläche
waren Nuten parallel zur Drehachse eingeschnitten, und sie wurden mit etwas unterschiedlichen
Geschwindigkeiten angetrieben, um ihren Griff zu verbessern.
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Es ist schon früher vorgeschlagen worden, dem gekochten Kartoffelbrei
geringe Mengen von Calciumchlorid zuzusetzen, um hierdurch das Aufbrechen der Zellwandungen
während des Verfahrensvorganges auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Gemäß der Erfindung
wurde festgestellt, daß das Zusetzen einer verdünnten wäßrigen Lösung von Calciumchlorid
in dem Maße, daß sich eine Konzentration von 0,01 bis 0,1%, vorzugsweise von 0,059/o,
im Kartoffelbrei einstellt, wenn man die Lösung alsbald nach dem Zerdrücken der
Kartoffel zusetzt, eine gewisse Verbesserung des Endproduktes mit sich bringt; allerdings
kann ein in hohem Maße befriedigendes Produkt auch ohne diesen Zusatz hergestellt
werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Ausführung der Erfindung genügt es daher,
daß eine Calciumchloridlösung dem gekochten Kartoffelbrei in solcher Menge zugesetzt
wird, daß man eine Konzentration zwischen 0,01 und 0,1%, vorzugsweise 0,059/0, bezogen
auf das Gewicht des gekochten Kartoffelbreis, erhält.
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Zur Festigung der Zellwandungen ist schon vorgeschlagen worden, den
Kartoffelbrei, vorzugsweise in Verbindung mit einem Abkühlungsvorgang, während eines
Zeitraumes bis zu 24 Stunden zu lagern. Während dieses Verfahren unwirtschaftlich
ist, wurde gemäß der Erfindung als vorteilhaft festgestellt, die Kartoffeln nach
dem Zerdrücken und vor der Trocknung 30 bis 60 Minuten zu lagern. Um die Erfindung
besser verständlich zu machen, werden die nachstehenden Einzelheiten für Versuche
aufgeführt, die lediglich Erläuterungsbeispiele darstellen: Die Versuche wurden
mittels eines Trockners durchgeführt, der aus zwei Walzen aus nichtrostendem Stahl
mit 15;2 cm Durchmesser und 19,37 cm Länge bestand, deren gemeinsame Gesamtoberfläche
1858 cm2 beträgt. Die tatsächlich zum Trocknen verwendete Oberfläche erstreckt sich
von dem Zwischenraum bis zu einem Messerabkratzer über ungefähr zwei Drittel des
Umfanges der Walzen. Die Walzen wurden einander gegenüber gelagert und mit gleichen
Geschwindigkeiten in einander entgegengesetzte Richtungen in Drehung versetzt. Sie
wurden von innen mit Dampf bei geregeltem Druck beheizt, so daß ihre Temperatur
genau eingestellt werden konnte. Die Ergebnisse einer Anzahl von Versuchen sind
in den nachstehenden Zahlentafeln aufgeführt:
| Trommeltrocknung von Kartoffelbrei |
| Dampfdruck Zwischenraum Feuchtigkeitsgehalt |
| Versuch an den Walzen Temperatur zwischen den Walzen Berührungszeit
des Produktes in. /o |
| Nr. (bezogen auf das |
| in kg/cmq in ° C in mm in Sekunden Trockengewicht) |
| 1 2,81 141 0,203 15 7,0 |
| 2 4,43 155 0,203 12 7,0 |
| 3 5,77 16-1 0,203 9 6,7 |
| 4 6,78 157 0,102 10 5,7 |
| 5 2,95 143 0,330 25 11,8 |
| 6 2,95 143 0,432 25 13,1 |
| 7 1,75 130,5 0,178 15 17,6 |
Die Produkte nach den Versuchen Nr. 1 bis 3 zeigten gute Beschaffenheit. Das Produkt
nach Versuch Nr. 4 enthielt einen übermäßigen Anteil an gebrochenen-Zellen und freier
Stärke; demzufolge hatte es bei der Zurückführung eine unerwünschte teigige Konsistenz.
Das Produkt nach Versuch Nr.5 war nach der Zurückführung etwas kornreich, wenngleich
nicht so kornreich, daß sein Wert wesentlich herabgesetzt wäre; jedoch machte sein
hoher Feuchtigkeitsgehalt es bei der Lagerung unbeständig. Dieser Mangel wurde beseitigt,
wenn man den Stoff weiter bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 7% trocknete,
und zwar durch Verwendung von Umlufttrocknem der Tiegel-, Tunnel- bzw. Kanalbauart
oder der pneumatisch arbeitenden Bauart. Das Produkt des Versuches Nr. 6 erforderte
nicht nur eine weitere Trocknung, ,sondern war auch sehr kornreich und nicht befriedigend.
Das Produkt des Versuches Nr. 7 erforderte weitere Trocknung, um Lagerbeständigkeit
zu erhalten, war aber im übrigen ein sehr befriedigendes Produkt. Der Versuch Nr.
2 der Zahlentafel wird nachstehend als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben: Idaho Russet-Kartoffeln, US Nr. 1, Größe A, wurden leicht in einer
Schabeschälvorrichtung geschält und von Hand von Fehlerstellen und Augen befreit,
in Scheiben von 6,4 mm Dicke geschnitten, zur Entfernung freier Stärke abgespült,
mit Frischdampf von Atmosphärendruck 35 Minuten gekocht und dadurch zerdrückt, daß
sie durch Flocken bildende Walzen hindurchgeschickt wurden, die auf einen Abstand
von 1,3 mm eingestellt waren.
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Eine mikroskopische Prüfung zur Bestimmung der Zellengröße dieses
Kartoffelbreis zeigte, daß 90% der Zellen ein Ausmaß von 0,127 bis 0,305 mm über
ihre längste Achse besaßen. 2% der Zellen maßen über 0,305 mm und 8°/o unter 0,127
mm.
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Eine 3 %ige Calciumchloridlösung wurde diesem Brei unter Umrühren
in einem kleinen Mischer in einer Menge von 61 g auf 3624 g Einsatzmenge an Brei
zugesetzt. Der Brei wurde dann bei ungefähr 48°C während 45 Minuten gehalten. Der
Spielraum zwischen den Trommeln eines Doppeltrommeltrockners wurde auf 0,18 bis
0,229 mm eingestellt, und die Trommelgeschwindigkeit wurde so eingestellt, daß ,sich
eine Berührungszeit von 12 Sekunden an den Trommeln ergab. Der Brei wurde dann den
Trommeln zugeführt, die mit Druckdampf von 4,43 kg/cm2 beheizt wurden. Das erzielte
Produkt enthielt 7% Feuchtigkeit und hatte eine Dicke von 0,116 bis 0,152 mm. 30
g des Produktes wurden durch Zusetzen einer Lösung zurückverwandelt, die durch Mischen
von 103 g kochenden Wassers und 35 g Milch bei Zimmertemperatur und Umrühren während
etwa einer Minute gewonnen worden war. -Das zurückverwandelte Produkt hatte ein
befriedigendes Aussehen und Gefüge und war weder teigig noch körnig und glich vollständig
frisch hergestelltem Kartoffelbrei im Geruch bzw. Geschmack.
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Die gemäß der Erfindung hergestellte Trockenkartoffehuasse wird in
Form dünner poriger Flocken gewonnen, die eine günstige Dicke von ungefähr 0,12
bis 0,15 mm besitzen. Zufolge dieser außerordentlich geringen Dicke der Flocken
und auch ihrer Porosität kann das Produkt schnell durch Mischen mit einer angemessenen
Menge Wasser oder Milch zurückverwandelt werden, und zwar kann diese Flüssigkeit
jede beliebige Temperatur zwischen Räumtemperatur und ihrem Siedepunkt besitzen.