DE1417009A1 - Verfahren zur Herstellung eines pulverfoermigen,schuettfaehigen,benetz- und dispergierbaren,nicht lebensfaehigen Trockenhefeproduktes - Google Patents

Description

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Patentanwälte * -

Dr.-ing. HANS RUSCHK? ' * JUnJ 1969

Dipl.-Ing. HEINZ AGULAR
8 München 80, Pienzenauerstr. 2

Patentanmeldung P 14 17 009.3

H 5293

Carnation Company, Los Angeles» Kalifornien / USA

Verfahren zur Herstellung eines pulverförmiger schttttfähigen, benetz- und dispergierbaren nicht-lebensfähigen

Trockenhefeproduktes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen, sohtittfähigen, benetz« und dispergierbaren nichtlebenefähigen Trockenhefeproduktes aus handelsüblichem, nichtlebensfähigem Trockenhefepulver. Nicht-lebensfähige Trockenhefe besteht aus trockenen Zellen aus irgendeinem geeigneten Stamm von Saooharomyoes Cerevisiae und Torulopsia Utilis, Im allgemeinen kann Hefe als ein echter Pilz aufgefasst werden,

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aesoen Übliche und überwiegende Wacliotumsform einzellig ist. Torulopsis Ufciliß wird in breitem umfange aur Herstellung von ITahrungs- und Futtermitteln verwendet und technisch durch Gärung von Holzrttckständen und roher Sulfitlauge aus der Papierindustrie hergestellt.

Saccharomyces Cerevlsiae kann als Nebenprodukt eines bellebigen Gärungsprozesses erhalten werden und fällt beiapielsnreise beim Brauen von Bier, daB aus einem Extrakt aus Getreidekörnern und Hopfen hergestellt wird, an. Die trockenen Zellen werden von der Gärungslösung abzentrlfugiert und sauber gewaschen, worauf sie getrocknet werden. Jede dieser Hefearten fällt in Form eines verhältnismässig feinen Pulvers an, wobei die Einzelteilchen des Pulvers im wesentlichen eine Grosse von 4 bis 20 u aufweisen. Die Endprodukte können auch Vitamine des B-Komplexes enthalten und besitzen infolge ihrse verhältnismässig gross en Protein- und Vitamingehaltes einen hohen Nährwert.

Trockenhefe ist infolge des hohen Proteingehaltes sehr hygroekopisch. Aus diesem Grunde lässt sie sich nicht benetzen, wenn eine bestimmte Menge auf eine bestimmte Menge Wasser aufgebracht wird, zumal sich das Produkt noch in einer feinverSeilten Form befindet. Man nimmt an, dasa diese Uhbenetzbarkeit auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Teilchen, die anfänglich mit dem Wasser in Berührung kommen, eine schmierige Schicht bilden, wobei die angrenzenden Teilchen dazu neigen, sich unter Bildung einer !Trennschicht zu vereinigen, welche die Wasserdurchdringung verhindert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Protein der einzelnen Teilchen sehr schnell Yfasser aufnimmt und schmierig wird. Die angrenzenden schmierigen Teilchen neigen dazu, ebenfalls su verschmieren und aneinander festzukleben, wodurch wiederum eine Barriere gebildet

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wird, welche eise IJorehäringimg durch. Wasser verhijadei't. Bin zusätzliches Rühren oder Bewegen führt nur eu einer Zerteilung der grösseren Stücke in kleinere Stücke, se dass das Produkt nach einem starken mechanischen Hühren in Wasser dispergiert werdeii. kann«

Sie Hygroskopizität von Irockenhefe stellt beispielsweise bei der Sablettenherstellung unter Verwendung dieses Produktes

ein schwerwiegendes Problem dar, ä

Es besteht seit langem ein Bedarf, eine nicht-lebende Trockenhefenahrung sur Verfügung au haben» die in Wasser ohne übermäsaig starkes Rühren oder vorherige Anteigung au einer Paste dispergierbar ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Herstellung eines derartigen Produktes ermöglicht. Die erfindungsgemäss hergestellte Trockenhefe lässt sich durch einfaches Einrühren in Wasser leicht dispergieren.

Me Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. |

Figur 1 stellt ein Heratellungsschema für das neue Hefeprodukt dar.

Figur 2 ist eine schematische Ansicht einer geeigneten Vorrichtung zur Verdichtung des Produktes.

Pigur 3 aeigt in aohematlscher V/eise eine andere Herstellungsart des nouen Hefeproduktes.

Erf indungegemäßs wird zunächst ein Pulver aus nicht-lebender !irockenhefe hergentellt. Dieses Produkt ist im Handel erhält-

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. licli. Ee fällt im allgemeinen als Nebenprodukt der technischen Gärung in verhältnismässig feinpulveriger Form an, wobei die Einseiteilchen im wesentlichen kugelförmig sind und eine Grosse Ton 4 - 20 ji aufweisen. Dieses feine Pulver wird dann einer Aggregierungsbehandlung unterzogen, bei welcher die einzelnen Seilchen soweit befeuchtet werden, das β sie schmierig und klebrig werden. Pie schmierigen Seilchen werden dann dassu gebracht, unter Bildung von Agglomeraten zu -verkleben, Biese Agglomerate besitzen eine willkürliche Gestalt und Grosse, wobei die Grosse jedoch erheblich grosser ist als die der Binselteilchen. Ansohliessend wird das Material getrocknet, wobei der Endfeuchtigkeitsgehalt auf einen vorher bestimmten Wert eingestellt wird.

Xn Figur 1 sind die Verfahrensechritte in Form eines Schemas veranschaulicht. Der Yerfahrensschritt 10 aeigt die Verfahrensmaflnaftme der Zufuhr des Pulvers aus einer nicht-lebenden Srokkenhefe bis zur Aggregierungsbehandlung. Wie bereite erwähnt, lässt sich das pulverige Ausgangsprodukt nicht benetzen und kann nur durch starkes Rühren oder Bildung einer Auegangspaste in Wasser dispergiert werden. Sas Produkt ist ferner wegen seines verhältnisraässlg hohen Proteingehaltes aus sarordentlich hygroskopisch. .

Während der Aggregierungsbehandlung wird soviel Feuchtigkeit zugesetzt - der spesifische Feuchtigkeitsgehalt wird weiter unten näher angegeben - , dass die Oberflächen der Sinzelteilohen klebrig werden. Während sich diese Eeilchen in einem schmierigen Zustänä befinden, werden sie durchmischt und dasu gebracht, in Form von Aggregaten miteinander au verkleben. Die Grosse dieser Aggregate ist wesentlich grosser als diejenige der Sinselteilchen. Der Varfahrensschritt 11 besteht darin,

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diese feuchten Zusammenballungen einer Troeknungsaone oder einer Trooknungslaehandlung smzuführen. Dabei wird das feuchte Produkt mit !Drockenluft mit einer solchen Temperatur behandelt, die zur Entfernung des überschüssigen Wassers ausreicht. Das mit 12 bezeichnete Endprodukt enthält 8 1/2 # Feuchtigkeit oder weniger und stellt Aggregate mit einer willkürlichen Grosse dar.

Wie nachstehend noch näher erläutert werden wird, isb dieses Endprodukt, dessen Seilchen eine willkürliche ßröeae besitzen, verhältnismässig rasch benetzbar und lässt sich durch einfaches Einrühren in Wasser dispergieren. Unter dem Begriff "benetsbar" ist die Fähigkeit des Produktes au verstehen, augenblicklich unter die Wasseroberfläche abzusinken. Wie Torstehend dargelegt, besitzt das Ausgangsprodukt diese Fähigkeit nicht und bildet bei der ersten Berührung mit dem Wasser Klumpen. Das aggregierte Produkt ist ferner leicht schtittfähig und baokt nicht zusammen. Aus diesem Grunde lässt es sich durch eine Weiterverarbeitungsvorrichfeung, wie sie bei der 3?ablettenhersteilung üblich ist, ohne Zusammenbacken odor Verstopfen der verschiedenen Leitungen hindurchschicken.

Figur 2 sseigt eine geeignete Vorrichtung, welche sur Ausführung der Aggregierung des Ausgangsproduktes verwendet werden kann. Diese Vorrichtung gleicht den Vorrichtungen, wie sie in den deutschen Patentschriften . ... .₀. und , ... ...

(Patentanmeldungen und entsprechend den US-Anmeldungon Serial No. 370 420 vom 27. Juli 1953 und Serial No. 573 910 vom 26. Märss 1957) beschrieben werden. Im einzelnen besteht diese Vorrichtung aus einer senkrechten Kammer 13 mit einem senkrechten Einlass 14, der die Pulvermischung aufnimmt, die pneumatisch aus einem Zufuhrbehälter

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zugeführt wird. Aus der Kammer 13 wird etwas Luft durch, die Leitung 15 entfernt, wobei in die Kammer Luft durch, eine öffnung 16 zwischen dem Hauptteil der Kammer und einem Entlearungstrichter 17 eingesaugt wird. Die Seiten der Kammer 13 können durch umlaufende warme Luft mittels eines Mantels 18 warmgehalten werden» wodurch das Kondensieren von Feuchtigkeit an der Innenfläche der Kammer verhindert wird» Sas leicht flieBsende Produkt geht durch eine Behandlungszone 19 hindurch, wo es mit feinversprühtem Wasser, welches aus einer Düse 20 kommt, vermischt wird. Durch die Düsen 21 kann ferner etwas gesättigter Viasserdampf zugeführt werden, wobei das herabfallende Pulver genügend feuchtigkeit aufnimmt, während es sich in der Behandlungszone befindet. Auf diese Weiße besitzt das durch den Trichter 17 abgezogene Material einen ßesamtfeuchbigkeitsgehalt von 16 - 35 & wobei 25 ^ ein Optimum darstellen. Dieses Endprodukt wird dann in dem !Brockner 11 aufbereitet, wobei ein Bndprodukt erhalten wird, das einen Cteoamtfeuchtigfceitsgehalt besitzt, der sich für eine Verwendung in technischem Maßstabe eignet. Dieses Produkt besitzt beispielsweise einen Gesamtfeuchtigkeitngehalt von vorzugsweise 8 1/2 # odor weniger. Die bevorzugte Temperatur in der Behandlungsaone liegt zwischen 27 und 49°C

Bei dor Vormischung der Teilchen des Ausgangapulvers mit Dampf und vertjjwiihtem Wasser verteilt sich die feuchtigkeit auf der Oberfläche der Teilchen, wobei dieso genügend Feuchtigkeit aufnahmen, um ihre Oberfläche klebend oder schmierig zu machen. Ausßordern mischen sich diese l'eilohen in der Boftandlungszone in ausreichendem Maße in einer solchen Vieise, dass beliebige Berührungen swischen den leuchen in Suspension stattfinden, wodurch sie zum Aneinanderheften in Form von Aggregaten mit einer willkürlichen Gestalt gebracht werden. Die Aggregate be-

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stehen aus einer Hehrzahl von leuchen des Ausgangaproduktes lind sind wesentlich grosser als die Einzel teilchen.

Sie gesamte Behandlungeseit des Ausgangspulvers in der Kammer 13 kann zwischen 2 und 20 Sekunden schwanken. Die feuchten Aggregate, die den Entleerungstrichter 17 verlassen, werden auf ein endloses Band 22 gebracht, welches das !Material dem Endtrockner 11 zuführt. Es ist auch möglich, die feuchten * Aggregate direkt aus der Säumer 13 in den End trockner 11 zu bringen.

Wenn auch 3ede geeignete Torrichtung oder Verfahrensweise zur Entfernung des Peuehtigkeitsüberschussea während der Endtrocknung verwendet werden kann, so hat es sich dennoch als s zweckmässig herausgestellt, eine mechanische Behandlung, die BU einer Zerkleinerung dor gebildeten Aggregate führt, zu vermeiden. Ein zweckaässiges 0?r ο cknungs verfahr an besteht darin, die feuchten Aggregate auf eine Lochplatte oder ein Sieb zu bringen, worauf die Lochplatte oder das Sieb geschüttelt wird, vm das Material von der Zuführungsstelle bis zu der Entleerimgsstelle zu bewegen. Durch die Sieböf fnungon odor Perf orierungen der Lochplatte wird wärme Srockenluf t aufwärts hin?- durchgeleitet. Die Sieböffnungen, die Schüttelbewegung sowie die trocknungsluft, welche durch das Sieb geblasen wird, sind derartig berechnet, dass die Produktschicht, welche sich entlang des Siebes bewegt, in der Weise aufgelockert wird, dass üie Schichtstärke das Mehrfache der normalen Schicht stärke beträgt. Durch diese Behandlungsart wird das Produkt aitf einem luftpolster gehalten. Auf diese Weise erfolgt eine trocknung ohne eine grobe mechanische Behandlung. Bei einer solchen Verfahrensweise kann die Temperatur der Trocknungsluft »wischen 93 und 149⁶G ßonwanken, wobei ein Bereich von 110 - 132°C optimal ist.

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Die Behandlung in der, durch Figur 2 vriodergegebonen Vorrichtung sowie die iiad trocknung muss unter solchen Zeit- und TemperaYurbedingungen durchgeführt werden, daao jede unerwünschte Änderung durch Zersetzung des Hefeproteins vermieden, wird. Bs wurde gefunden, das«, falls das Ausgangspulver durch die Kammer in 2 - 20 Sekunden hindurchgeht, soviel Feuchtigkeit zugefügt wird, dass die feuchten Aggregate, die durch den Entleerungafc trichter 17 entleert werden, einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von 16 - 35 $ besitzen, während die Endtrocknung mit einer !Trockenluft von einer Temperatur von 110 - 132°0 während einer Zeitspanne von 2 Minuten keine unerwünschte Veränderung in Bezug auf Geruch oder physikalische Eigenschaften sowie keine merkliche Verminderung des Vitamingehaltes verursacht.

Wie vorstehend erwähnt, dient die Aggregierungsbehandlung dazu, feste Bindungen zwischen den Teilchen des Ausgangsmaterials zu schaffen, so dass sich das ."Endprodukt in Form von unregelmäßigen Aggregaten mit einer Grosse befindet, die wesentlich gröe~ eer ist als diejenige der Einzelteilchen. Diese Form des Produktes verleiht ihm eine verhältniflmäesig gute Benetzbarkelt. : w Wird beispielsweise ein Löffel des Produktes in einen mit Wasser gefüllten Becher eingetaucht, so schwimmt das Produkt nu?? während einer sehr kurzen Zeitspanne auf der Wasseroberfläche und sinkt dann fortschreitend unter den Wasserspiegel. Nach dem Untersinken kann das Produkt leicht durch einfaches Rühren mit einem löffel oder einem anderen Gegenstand dispergiert werden. Schmierige Klumpen, welche die Disporgierbarkeit behindern, bilden sieh nicht. Ein weiteres Merkmal des erfindxingsgemässen Produktes ist seine leichte Schüttfähigkeit. Dies bedeutet, dass das Produkt nicht zusammenbackt, und zwar trotss der Hygroskopizität des Proteins. Daher lässt sich das Produkt durch Fördexleitiragen einer Tablettenherstellungsvorrichtung

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zuführen, ohne dass dabei die Leitungen durch Zusammenbacken vorstopfan. Eine weitere Eigenschaft des Produktes besteht darin, dass seine Geruchs- und Geoohmackseigonachaften in keiner Weise leiden oder verändert werden. Infolgedessen ist das Produkt sowohl hinsichtlich des Produktos bzw. des Geschmackes als auch des Nährwertes mit dem Ausgangsmaterial gleichzu- ae bzen. .

Nachstehend wird die Herstellung einer aggregierten !Eorulopsis Utilis-Hefe beschrieben?

Gb wird ein Hefeausgangsprodukt verwendet, v/ie es im Handel erhältlich ist. Dieses Produkt besteht aus einzelnen Hefettiilchen mit einer Grosse von 5-20 u. Diese Teilchen sind abgeplattet, kugelförmig oder Zitronenförmig. Dieses Hefeausßiingsprodukt wird der Behandlungszone Ln einer Menge von 453 kg in der Stunde zugeführt, wobei eine solche Menge versprühtes Wasser und gesättigter Wasserdampf zugeführt werden, dass der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt des Produktes auf 25i 1 $> vih'hüht wird. Die temperatur in der Behandlung«zone beträgt etwa ä 37,8°0. Die Einzelteilchen den uraprUngLiehen Hefeproduktee v/erden schmierig und klebrig und haften in agjrregierter Form aneinander an,

Dio End trocknung erfolgt untor Verwendung von zv/ai Sieben oder Tiochplatten, die in der oben betjekriebenen Weise geschüttelt werden. Das eine Sieb niBimt das angefeuchtete aggreglerte Produkt aus der Befeuchtungsvorrichtung auf und befördertesauf das zweite Sieb. Ein Luftstrom von 50976 cdni/Minute v/ird durch beide Siebe hindurchgeleitet, wobei die !Eemperatur der Trooknungsluft, die durch das erste Sieb streicht, etwa 121⁰C und die Temperatur der 'Jrocknungsluft, die durch das zweite Sieb

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geblasen wird, etwa 11f>°0 beträgt.

Die Endfeuehtigkeit des fertigen Produktes, welches von dem zweiten Sieb entnommen wird, beträgt 7,05 fi. In 6 Ilinutan werden 45 »3 kg des Ausgangsproduktes verarbeitet.

Die Siebanalyse des erhaltenen Produktes ist wlo folgt:

Teilchen, die auf einem Sieb mit einer Höhten Masehenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden 66 #

Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) hindurchgehen und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) zurückgehalten werden 2 $

Tauchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) hindurchgehen und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,09 mm (150 mesh) zurückgehalten werden 4 #

Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichton Maschenweite von 0,09 mm (150 meoh) hindurohgehen 2 $>

Eine besondere Methode zur Herstellung von aggregierter Saccharomyces Oerevislae-Hefe wird nachstehend angegeben:

Eine getrocknete Nährhefe, die im Handel erhältlich lot, wird In den Befeuchter in einer Menge von 362,4 kg pro Stunde eingebracht. Dann werden versprühtes Wasser und Daiapf in einer solchen Menge in die Behandlungszone eingeführt, dass die Gesamtfeuchtigkeit des Produktes, das aus dem Befeuchter entnommen wird, zwischen 23 und 27 $ schwankt, wobei der Durchschnitts-Peuohtigkeitsgehalt 25 $> beträgt. Die Temperatur In der Behandlungszone in dem Befeuchter beträgt im Durchschnitt

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~ 11 etwa 24°C.

Die sweite Stufe der Trocknung ist öle gleiche wie vorstehend angegeben. Ee wird eine Iiuftmenge von 62304 cdm/Miniite durch "beide Siehe hindurohgeschicist. Die Temperatur der Trocknungsluft, die durch das erste Sieh durchgehlasen wird, he trägt 143,5°C, während die Temperatur der Trocknungßluft, welche durch das aweite Sieh durchgeschickt wird, auf 138°G eingestellt wird. Die Temperatur des Produktes ssum Zeitpunkt seiner Entnahme von dem zweiten Sieh beträgt 6O°C. Das Endprodukt besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 4»5 und 5f5 #.

Die Siebanalyse dieses Produktes ergibt folgende Werte:

Teilchen, die auf einem Sieb mit einer lichten Kaschenweitö von 0,2$ mm (60 mesh} zurückgehalten werden 73 $

Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Haschenweite von 0,25 mm (60 mesh) hindurchgehen und von einem Sieb mit einer lichten Haschendeite von 0,15 mm (100 mesh) zurückgehalten werden 22. $

Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 miß (100 mesh) hindurchgehen und von einem Sieb mit einer lichten Maßchenweite von 0,09 mm (150 mesh)

Ult worden 2 $>

Teilchen, lie (Ivxoh ein Sieh mit einer lichten

Haechenwaite von 0,09 naa (150 mesh) hindurch·™

gehen 2

Die getrocknet« AiiBgangßnähxhefe kanu auch mit Trockenmilch in footer I?orm vor dem MnbringQn in die Aggre-· giervorrichtiMi/.?; rjemäas 3?igur 2 vermischt sein, ¥enn auch einß beliebige liongv an pulverißierter fesatar TrockenmD cli mit der Auögangsnährheji'ft -vexmlsoht und fuieoliliessond agg:.'egiert !renn, so hnt aXu}\ dennoch heranogeateilt, do.03 eine

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die au 5 - 20 f> aus Trockenmilch besteht, bei der Aggregierung au einem Produkt führt, welches noch seine ursprünglichen Hefemerkmale beibehält.

der in 7igux 3 mit 23 bezeichneten Verfohrenemaßnahme wird das Ausgangsprodukt, das, wie eingange erwähnt wurde, aus trockenen Zellen von jedem geeigneten Stamm von Sacoharomyces Gerevisiae "bzw. Sorulopsia Ütills bestehen kann, mechanisch mit pulverisierter Trockenmilch vermischt, wie sie durch übliche Spruntrocknungsmethoden hergestellt werden kann. Bin derartiges Milchprodukt besitzt einen erheblichen Laotosegehalt (wasserfrei) und ist verhältnlsmäasig hygroskopisch« Dieses Produkt ist ebenfalls schwer benetzbar und kann in kaltem Wasser nur durch längeres Rühren oder mechanisches Bearbeiten dispergiert werden. Die Teilohengrösee beträgt im Derohsohnitt weniger als 70 u. Wird ein derartiges Milchpulver mit dem Ausgangshefepulver mechanisch vermischt, so erhält man eine homogene Mischung, in der die Seilohen der Iröckenmiloh in inniger Berührung mit den leuchen des Ausgangshef eproduktes vorliegen.

IHe Mischung aus der Verfahrens stufe 23 wird in die Behändlungssone 19 der Aggregiervorrichtung gebracht, worauf Feuchtigkeit in Form von versprühtem Wasser bssw. Dampf In einer solchen Menge zugeführt wird, dass der Gesamtfeuolrfcigkeitsgehalt des Produktes zwischen 10 und 35 i» beträgt, wobei das Optimum bei 25 $> liegt. Dieser Yerfahrenesohritt ist in "Figur 3 mit 24 bezeichnet. Das erhaltene Produkt wird dann einer Bndtrocknung (25) in der vorstehend beschriebenen Weise unterzogen. Das Bndprodukt besitzt einen feuchtigkeitsgehalt, der vorzugsweise unter 8 1/2 $> liegt. Die Werte der Siebanalyse entsprechen den vorstehend angegebenen Werten.

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Claims (1)

1. U17009

   Patentansprüche

   rsssssissssss

   1, Verfahren, zur Herstellung eines pulverförmiger schUttfähigen, benetz« und dispergierbaren nioht-lebensfähigen Trokkenhefeproduktes aus handelsüblichem, nicht-lebensfähigem Irοekenhefepulver, dadurch gekennzeichnet, dass man das irolckenhefepulver zur Vorschmierung der einzelnen Trockenhefeteilchen durch Besprühen mit Wasser und gegebenenfalls mit gesättigtem Wasserdampf innerhalb von Minutenbruchteilen auf einen Wassergehalt von 16-35/6 anfeuchtet, und das auf diese Weise gebildete krümelige Produkt ansohliessend bei 93 - 149°C in Üblicher Weise unter Vermeidung einer Proteindenaturierung auf einen Wassergehalt von höchstens 8,5 # trocknet.

   2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Anfeuchtung des !Erοckenhefepulvers bei 27 - 49 ⁰C innerhalb einer Zeitspanne von 2-20 Sekunden durchfuhrt.

   3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerung des krümeligen Produktes duroh Behandlung mit Heissluft mit einer !!temperatur von 110 — 132°O innerhalb einer Zeitspanne von 2 Minuten durchgeführt wird.

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