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DE2141329C3 - Verfahren zum Entwässern eines Kohlenhydratsirups - Google Patents

Verfahren zum Entwässern eines Kohlenhydratsirups

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Publication number
DE2141329C3
DE2141329C3 DE2141329A DE2141329A DE2141329C3 DE 2141329 C3 DE2141329 C3 DE 2141329C3 DE 2141329 A DE2141329 A DE 2141329A DE 2141329 A DE2141329 A DE 2141329A DE 2141329 C3 DE2141329 C3 DE 2141329C3
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DE
Germany
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starch
syrup
pulp
temperature
gelatinization
Prior art date
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Expired
Application number
DE2141329A
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English (en)
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DE2141329A1 (de
DE2141329B2 (de
Inventor
Elmer F. Chicago Ill. Glabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel Corp
Original Assignee
Henkel Corp
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Publication date
Application filed by Henkel Corp filed Critical Henkel Corp
Publication of DE2141329A1 publication Critical patent/DE2141329A1/de
Publication of DE2141329B2 publication Critical patent/DE2141329B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2141329C3 publication Critical patent/DE2141329C3/de
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
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    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21D—TREATMENT OF FLOUR OR DOUGH FOR BAKING, e.g. BY ADDITION OF MATERIALS; BAKING; BAKERY PRODUCTS
    • A21D2/00—Treatment of flour or dough by adding materials thereto before or during baking
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    • A21D2/14—Organic oxygen compounds
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    • A23L27/30—Artificial sweetening agents
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Description

55
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern eines Kohlenhydratsirups mit hohem Fructosegehalt unter Zugabe von nichtverkleisterter Stärke.
Unter der Bezeichnung »Maissirup mit hohem Fructosegehalt« wird hier ein Maissirup verstanden, dessen Feststoffe mindestens 40 Gew.-% Fructose und mindestens 40 Gew.-% Glucose enthalten, wobei der Rest höhere Saccharide, insbesondere Maltose, sind. Der Wassergehalt eines derartigen Sirups liegt in der Regel bei etwa 29,0 Gew.-%. Der Gehalt an mineralischen Stoffen ist klein und liegt in der Regel bei etwa 0,05 Gew.-%. Ein typischer Maissirup mit hohem Fructosegehalt enthält - 29,0% Wasser und 71% Feststoffe. Die Feststoffe bestehen im wesentlichen aus 42% Fructose, 50,0% Glucose und 8,0% höherer Saccharide, insbesondere Maltose.
Während ein normaler Maissirup sprühgetrocknet werden kann, ist es wegen der Zusammensetzung eines derartigen Maissirups mit hohem Fructosegehalt nicht möglich, ihn sprühzutrocknen. Übliche Maissirupe haben nach der Veröffentlichung in Proceedings of the 37th Annual Meeting of the Bakery Engineers (1961), Seite 103, Tabelle 3, folgende Zusammensetzung:
Gew.-%
normal
mittel
Wasser 19,7 19,3 18,2
Feststoffe 80,3 80,7 81,8
Asche (Mineralien) 0,3 0,4 0,3
Die Feststoffe des Maissirups sind lauter Kohlenhydrate mit der Ausnahme von einer kleinen Menge Asche oder mineralischen Bastandteilen. Die Zusammensetzung des Kohlenhydratanteils ist wie folgt:
Gew.-%
normal
mittel
Glucose 19,3 9,1 37,0
Maltose 14.3 51,9 31,5
Höhere Saccharide 66,4 39,0 31,5
Aus diesen Angaben geht hervor, daß in der Zusammensetzung zwischen einem Maissirup mit hohem Fructosegehalt und einem üblichen Maissirup wesentliche Unterschiede bestehen.
Ein anderer zuckerartiger Sirup, der beim Trocknen Schwierigkeiten bereitet, ist der flüssige Honig. Honig hat nach einer Untersuchung von 490 Proben von flüssigem Honig gemäß der Veröffentlichung »Composition of American Honey«, United States Department of Agriculture Research Technical Bulletin 1 M-2b, Seite 11, Tabelle 1, folgende Zusammensetzung:
Gew.-% Feststoffe, be
Normaler rechnet auf
flüssiger Trockene Basis
Honig
Wasser 17,200 46,200
Fructose 38,190 37,705
Glucose 31,280 1,582
Saccharose 1,310 8,828
Maltose 7,310 1,810
Höhere Saccharide 1,500 0,204
Asche 0,169 0,050
Stickstoff 0,041 3,621
Nicht-bestimmte Anteile 3,000
100,000
100,000
Wenn man flüssigen Honig mit Maissirup mit hohem Fructosegehalt vergleicht, stellt man fest, daß der Fructosegehalt bei beiden Produkten nicht stark voneinander abweicht. Flüssiger Honig enthält aber im
Unterschied zu diesem Maissirup eine nennenswerte Menge an Saccharose und außerdem auch Stickstoff bzw. Proteine. Außerdem ist die Menge an Glucose in dem Maissirup mit hohem Fructosegehalt wesentlich höher als im flüssigen Honig. Wegen dieser Merkmale bereitet offensichtlich die Entwässerung von Getreidesirup, insbesondere von Maissirup. Schwierigkeiten und erfordert eine besondere und neuartige Arbeitsweise. Neben der Trocknung ist noch von größerer Bedeutung die Stabilisierung des getrockneten Produktes, so daß es im wesentlichen nichthygroskopisch ist.
In der US-PS 26 93 420 ist ein Verfahren zur Herstellung eines festen Honigproduktes beschrieben, bei dem ein Stärkematerial verwendet wird. Nach dieser Patentschrift können verschiedene Stärken benutzt werden, einschließlich der Stärken, die aus Reis, Kartoffeln, wachsartigem Mais, Bataten, Tapioka und Pfeilwurz gewonnen werden. Die Stärke kann verkleistert brw. geliert oder vorverkleistert bzw. vorgeliert oder in anderer Weise modifiziert werden. Als Stärke kann Weizenmehl oder ein anderes stärkehaltiges Mehl verwendet werden. Soweit verkleisterte Stärke benutzt wird, ist diese bei Temperaturen oberhalb ihrer Verkleisterungstemperatur verkleistert worden. Das Stärkematerial wird mit dem flüssigen Honig gemischt, und die Mischung wird in Mulden in einem Kanaltrockner oder in einem pfannenartigen Verdampfer erwärmt. Anschließend wird das getrocknete Produkt grob zerkleinert, pulverisiert oder gemahlen. Alternativ kann die Mischung aus Honig und Stärke mit Wasser jo gemischt und auf einem Walzentrockner oder in einem Sprühtrockner getrocknet werden.
Die DE-AS 10 03 560 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Honigprodukten, bei dem eine Lösung von gelatinierter bzw. verkleisterter Stärke mit Honig vermischt und die Mischung bei einer Temperatur bis etwa 45° C bis zum vollständigen oder teilweisen Abbau der Stärke stehengelassen und dann aufgearbeitet wird. Der Honig enthält stärkeabbauende Fermente, die den Abbau der Stärke in der Mischung mit Honig herbeiführen.
Wenn man versucht, mit Hilfe der bekannten Arbeitsweisen ein trockenes Produkt aus Kohlenhydratsirupen mit hohem Fructosegehalt herzustellen, so erhält man keine befriedigenden Ergebnisse. Obwohl man Kohlenhydratsirup mit hohem Fructosegehalt in flüssiger Form verwenden kann, besteht der Wunsch nach einem festen Produkt mit einem hohen Fructosegehalt in Form eines trocken erscheinenden fließfähigen Pulvers, das dem Rohrzucker gleicht. Gewöhnlicher Rohrzucker bleibt in seiner freifließenden Form erhalten, obwohl er hygroskopisch ist. Ein festes Produkt, das freifließend ist, hat aber eine Reihe von Vorzügen, insbesondere bei der Herstellung von Lebensmittelprodukten, wie Brot, Kuchen, Mehlspeisen und Speiseeis.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, ein verbessertes Verfahren zum Entwässern eines Kohlenhydratsirups mit einem hohen Fructosegehalt unter Zusatz von nichtverkleisterter Stärke aufzuzeigen, wobei man mit Hilfe dieses Verfahrens ein trockenes, nicht klebendes Produkt erhalten soll, das gegenüber Feuchtigkeit beständig ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Das bei der Erfindung erhaltene feste Kohlenhydratprodukt liegt in Form eines trocken erscheinenden, fließfähigen Pulvers vor, das frei von gummiartigen, klebenden und klumpigen Bestandteilen isL
In einer bevorzugten Form der Erfindung wird der Brei aus der nichtverkleisterten Stärke und aus dem Kohlenhydratsirup mit hohem Fructosegehalt während des Erwärmens entlüftet bzw. von der eingeschlossenen Luft befreit Die Entlüftung wird bevorzugt durch Zugabe einer ausreichenden Menge eines Emulgator*, z. B. 0,2 bis 0,8% und üblicherweise nicht mehr als 1% Emulgator, bezogen auf die gesamten Feststoffe, erleichtert Emulgatoren enthalten bekanntlich sowohl hydrophile als auch hydrophobe Gruppen und fördern die Freigabe von eingeschlossener Luft Die Abgabe der Luft kann durch Prüfung des Breies unter einem Mikroskop beobachtet werden. Ein bevorzugter Emulgator für die Entfernung der eingeschlossenen Luft ist hydroxyliertes Lecithin. Andere geeignete Emulgatoren sind Glycerinmonostearat und Glycerindistearat oder beliebige polyoxyethylierte Emulgatoren, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Brot und anderen Bäckereiprodukten verwendet werden.
Die nichtverkleisterte Stärke, die bei dem Verfahren der Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise Weizenstärke, die eine Verkleisterungstemperatur von etwa 710C hat Beispiele von anderen geeigneten Stärken sind Maisstärke und Reisstärke. Weizenstärke und Reisstärke sind der Maisstärke überlegen, da sie nur einen geringen Geschmack haben, wogegen die Maisstärke ein besti/nmtes Geschmacksmerkmal besitzt, das sie auf das fertige getrocknete Produkt übertrag;.
Es können auch andere Getreidestärken der eingangs bereits erwähnten Art verwendet werden, vorausgesetzt, daß ihre Verkleisterungstemperatur nicht niedriger als 65,6° C beträgt. Anstelle der extrahierten Stärken können auch Weizenmehl, Maismehl und Reismehl verwendet werden. Der Geschmack des Mehls ist jedoch in jedem Fall eindeutig ausgeprägter als derjenige eier extrahierten Stärke. Aus diesem Grund ist es für eine kommerzielle Nutzung der Erfindung im Hinblick auf den Geschmack des fertigen trockenen Produktes wenig ratsam, mit den angegebenen Mehlsorten zu arbeiten, obwohl sie vom technischen Standpunkt aus durchaus geeignet sind.
Stärken aus Wurzeln von Pflanzen, wie Tapiokastärke und Kartoffelstärke sind für die Erfindung nur sehr wenig oder nahezu ungeeignet, da die Gefahr besteht, daß wegen ihrer niederen Verkleisterungstemperatur eine zu hohe Verkleisterung während der Trocknungsstufe eintritt
Gewünschtenfalls kann ein Teil des Maissirups mit hohem Fructosegehalt durch Honig ersetzt werden. Vorzugsweise werden dem Sirup zusätzlich auch noch Hydrophobiermittel zugesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Honig mit Maissirup mit hohem Fructosegehalt in einem Gewichtsverhältnis von Honigfeststoffen zu Feststoffen des Maissirups mit hohem Fructosegehalt von 15 :85 bis 85 :15 gemischt.
In der Regel besteht das bei dem Verfahren der Erfindung erhaltene, feste Produkt im wesentlichen aus folgenden Stoffen:
Feststoffe des Maissirups
mit hohem Fructosegehalt
Teilweise verkleisterte Stärke
mit einer Verkleisterungstemperatur
von mindestens 65,6° C
Gewichtsteile
40-70
60-30
Honigfeststoffe
Wasser
Emulgator
Hydrophobiermittel
Gewichlstcilc
0-60
0,5-4,0
0-1
0-1
Für das Erwärmen und Trocknen der breiartigen Masse aus Kohlenhydratsirup und Stärke gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Bevorzugt wird bei der Erfindung eine Arbeitsweise benützt bei der die breiartige Masse in Form eines dünnen Films getrocknet wird. Dieses kann in verschiedener Weise unter Verwendung von in der Technik üblichen Trocknungsvorrichtungen erfolgen. Derartige Vorrichtungen sind z. B. Walzentrockner, die entweder bei atmosphärischem Druck oder in einer Vakuumkammer betrieben werden. Andere geeignete Trocknungsvorrichtungen sind Muldentrockner oder Trockenbänder, die ebenfalls bei atmosphärischem Druck oder in einer Vakuumkammer betrieben werden können. Das wesentliche Merkmal dieser Trockenverfahren besteht darin, daß ein dünner Film des Breies aus dem Sirup mit hohem Fructosegehalt unter Zugabe oder in Abwesenheit von Honig mit einer erwärmten Oberfläche in Berührung kommt. Die Temperatur dieser Oberfläche wird üblicherweise auf etwa 163 bis 190° C eingestellt. Die Berührung des Films mit einer derartigen Oberfläche ist relativ kurz und dauert im allgemeinen etwa 5 bis 30 Sekunden.
Das Wirkungsprinzip bei diesem Trocknungsverfahren besteht darin, daß man den Sirup mit hohem Fructosegehalt mit der Stärke verbindet bzw. kombiniert. Während der Einwirkung der erwärmten Oberfläche auf den Brei aus dem Sirup und der Stärke wird die Stärke teilweise »in situ« verkleistert. Unter diesen Umständen wird das Wasser des Sirups rasch von den Zuckermolekülen auf die Stärkemoleküle überführt, wodurch die Stärke teilweise verkleistert wird. Dann werden die Stärkekörner durch die Erwärmung gezwungen, aas Wasser durch Verdampfen freizugeben. In der erhaltenen trockenen Masse können teilweise verkleisterte Stärkekörner beobachtet werden. Es liegen auch Anzeichen dafür vor, daß eine chemische Kombination oder Verbindung zwischen der Stärke und dem Zucker eingetreten ist, da der Zucker aus dem getrockneten Produkt nicht wieder extrahiert und in seine ursprüngliche Form übergeführt werden kann. In ähnlicher Weise kann auch die Stärke nicht extrahiert oder von dem Zucker getrennt werden. Mikroskopische Untersuchungen zeigen, daß die Stärke nur teilweise und nicht vollständig verkleistert ist.
Die bevorzugte Vorrichtung zum Trocknen des Breies in Form eines dünnen Films ist der Doppelwalzentrockner mit zwei heißen Zylindern. Bei Verwendung dieser Einrichtung ist es möglich, die Oberflächentemperatur der Zylinder durch die Einstellung des Druckes des Dampfes, mit dem die beiden Trommeln beheizt werden, zu steuern.
Bevorzugt wird der Brei aus dem Sirup und der Stärke zu einem dünnen Film geformt und zu einem papierdünnen Blatt getrocknet, indem man den Brei in den Walzenspalt von zwei in engem Abstand stehenden, gegeneinander rotierenden Walzen einführt, wobei diese Walzen eine Oberflächentemperatur von 162,8 bis 190,6°C haben und die Berührungszeit zwischen den heißen Walzenoberflächen und dem Brei 5 bis 30 Sekunden beträgt.
Es lassen sich aber auch andere bekannte Verfahren für die Trocknung von dünnen Filmen verwenden. Von größerer Bedeutung ist bei der Erfindung die Trocknung des Breies in Form eines dünnen Films gegenüber der Bedeutung der speziell verwendeten Trockeneinrichtung.
Für die Durchführung der Erfindung in technischem Ausmaß sind auch die wirtschaftlichen Aspekte des Trockenverfahrens von erheblicher Bedeutung. Daraus ergibt sich, daß der Brei, der den Trockenvorrichtungen
ίο zugeführt wird, leicht zu handhaben sein soll und daß auch das getrocknete Produkt, das die Trockner verläßt, in solchem Zustand sein sollte, daß es gut handhabbar und leicht und rasch in eine pulverförmige Masse umgewandelt werden kann. Außerdem liegt es auf der Hand, daß das Verfahrensprodukt in diesem Zustand über längere Zeiträume lagerfähig sein soll. Die Erfindung umfaßt deshalb alle bekannten Arbeitsweisen zur Erreichung dieser Ziele.
Bei der Erfindung bildet die Mischung aus dem Sirup mit hohem Fructosegehalt und der Stärke einen glatten homogenen, halbviskosen Brei. Dieser Brei wird auf den Doppelwalzentrockner oder einen anderen Trockner gepumpt Die beiden Walzen, die gegeneinander rotieren, nehmen den Brei aus Sirup und Stärke auf und bilden einen dünnen Film. Unter dem Einfluß der hohen Temperatur der Oberflächen der Walzen tritt eine partielle Verkleisterung der Stärke ein, wobei das an die Fructose und die anderen Zuckermoleküle des Maissirups gebundene Wasser für diese Verkleisterung verwendet wird. Dieses Wasser wird dann aus der entstandenen Kombination bzw. Mischung verdampft, während der Film sich auf der Oberfläche der Walzen befindet. Die Geschwindigkeit, mit der die Walzen sich drehen, bestimmt bei einer gegebenen Temperatur den Grad der Verkleisterung. Beim üblichen Betrieb eines Heißwalzentrockners ist ein Schabmesser vorgesehen, das den getrockneten Film von der Oberfläche der Walzen entfernt. Das Schabmesser ist sehr scharf und ist mit großer Präzision auf die Oberfläche der Walzen eingestellt.
Bei der Durchführung der Erfindung ist es für den Fachmann nicht schwierig, die Geschwindigkeit der Walzen so einzustellen, daß eine optimale partielle Verkleisterung bei der Trocknung des Breies eintritt.
Wenn die Geschwindigkeit der Walzen zu groß ist oder wenn die Kombination aus Stärke und Sirup mit hohem Fructosegehalt (mit oder ohne Honig) nicht richtig abgemischt ist, kann die Stärke nicht ausreichend verkleistert werden, bevor der Film das Schabmesser
so erreicht. Dieses kann dazu führen, daß eine klebende Masse entsteht, die nicht ausreichend getrocknet ist. Wenn aber die Stärke ausreichend partiell verkleistert ist, erhält man durch das Abschaben von der Oberfläche der Walze einen kontinuierlichen, aber leicht zerbrechlichen Film, der, solange er warm ist, eine ausreichende Festigkeit besitzt, um auf eine Einrichtung zur Weiterverarbeitung überführt zu werden. Die Verkleisterung der Stärke kann aber auch zi- weit führen. Dieses kann auf eine zu langsame Bewegung der
to Walzen oder auf eine Kombination von Defekten, die später noch näher beschrieben werden, zurückzuführen sein. In einem derartigen Fall ist die Stärke vollständig verkleistert oder sogar noch weiter behandelt, so daß ihre Struktur vollständig zerstört ist. Ein derartiger Film bildet bei dem Abschaben von den Walzen eine relativ dicke Masse. Er ist kautschukartig und hat eine hohe Zugfestigkeit. Außerdem ist der Film klebrig und rolll sich an der Kante des Schabmessers auf. Man erhält also
nicht einen dünnen, kontinuierlichen, aber leicht zerbrechlichen Film, wie bei der nur partiellen Verkleisterung der Stärke. Aus diesem Grund ist eine vollständige Verkleisterung der Stärke unerwünscht, da in einem derartigen Fall keine befriedigende Trocknung des Produktes in technischem Maßstab möglich ist.
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht infolgedessen darin, daß die Stärke nur teilweise verkleistert wird, wodurch der Sirup mit hohem Fructosegehalt (mit oder ohne Honigfeststoffe) in einen trockenen Zustand übergeführt wird, so daß beim Abkühlen ein Produkt von kristallinem Charakter entsteht, das in ähnliche Teilchengrößen wie Saccharose übergeführt werden kann. Die erhaltenen Teilchen sind beständig und verhältnismäßig wenig hygroskopisch. Die Teilchen können in Säcken, z. B. 20-kg- oder 50-kg-Säcken, unter normalen Lagerhausbedingungen gelagert werden, ohne daß das getrocknete Produkt wieder in den flüssigen Zustand durch Absorption von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre zurückkehrt. Dieses ist sehr überraschend, da Fructose in beliebigen Formen die Eigenschaft hat, Wasser aus der Atmosphäre zu absorbieren. Diese Eigenschaft ist noch ausgeprägter, wenn die Fructose getrocknet wurde. Offensichtlich ist dies eine natürliche Eigenschaft dieser Zuckerart. Durch die Erfindung wird diese Neigung zur Aufnahme von Wasser aus der Atmosphäre für den an Fructose reichen, getrockneten Kohlenhydratsirup beseitigt. Dieses Ergebnis ist auch im Hinblick auf die Verwendung des getrockneten Produktes als Backzusatzstoff, z. B. zum Brotbacken, von Bedeutung, da dieses Produkt mehr Wasser absorbiert als durch die Entwässerungsstufe bei dieser Erfindung entfernt wurde. Dabei wird das Wasser fest an die Kombination aus dem fructosehaltigen Sirup und der partiell verkleisterten Stärke gebunden. Das Brot bleibt deshalb längere Zeit weich als bei Verwendung eines flüssigen, fructosehaltigen Maissirups.
Bei der Durchführung dieser Erfindung ist der Zusatz eines als Entlüftungsmittel dienenden Emulgators von großem Vorteil bei dem Arbeiten in technischem Maßstab, da sich in einem derartigen Fall das partiell verkleisterte, getrocknete Produkt bei Verwendung von Walzentrocknern von der heißen Walze viel besser mit dem Schabmesser ablösen läßt
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, falls nicht ausdrücklich etwas andere angegeben wird.
Beispiel 1
Es wird eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Teile
Maissirup mit hohem Fructosegehalt
(Sirup)
Weizenstärke
Hydroxyüertes Lecithin
65,0
34,5
0,5
100,0
Diese Gesamtmischung hat ein Gewicht von 45,4 kg. Die Bestandteile werden gemischt, indem man den Sirup in einem Mischgefaß mit einem kräftigen Rührer vorlegt Der Rührer ist in der Mischung so angeordnet, daß er um eine horizontale Achse rotiert Der Mischbehälter ist im Querschnitt U-förmig. Der Mischer hat die Gestalt einer Teilspirale. Es können auch andere Mischer verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Rührblätter eine kräftige Konstruktion besitzen und durch einen Motor von ausreichender Kraft angetrieben werden, um das viskose Material vermischen zu können. ") Der Mischbehälter ist ummantelt, so daß der Behälter geheizt werden kann. Man kann die Heizung aber auch durch den Rührer vornehmen, wenn man einen Hohlrührer verwendet, durch den Dampf geleitet werden kann.
κι In den vorgelegten Sirup wird die Weizenstärke bei laufendem Rührer portionsweise eingetragen. Nachdem die gesamte Stärke zugegeben worden ist, wird das Mischen fortgesetzt, bis ein glatter Brei erhalten worden ist, in dem die gesamte Stärke gleichförmig in dem Maissirup verteilt ist. Zu diesem Zeitpunkt läßt man Dampf in die Ummantelung des Mischers oder in den hohlen Rührer eintreten und erwärmt dadurch die Temperatur der Mischung auf 54,44° C.
Zu diesem Zeitpunkt wird das hydroxylierte Lecithin zugegeben, und das Mischen wird zur Entlüftung des Breies fortgesetzt. Die erforderliche Zeit für das Mischen in dieser ersten Stufe hängt von der Größe des Ansatzes und des Mischers ab. Wenn man einen Ansatz von 45,4 kg und einen Mischer von einer entsprechenden Größe verwendet, werden etwa 7 bis 10 Minuten für die erste Mischstufe benötigt. Für die Entlüftung benötigt man weitere 5 Minuten.
Wenn das Mischen und die Entlüftung beendigt ist, werden der Dampf und der Rührer abgestellt. Man läßt dann die Mischung mindestens 8 Stunden und höchstens 16 Stunden stehen. Während dieses Stehens fällt die Temperatur der Mischung unterhalb 54,4° C.
Der Mischer wird dann wieder angestellt, und die Temperatur wird erneut auf 54,4° C erhöht. Sobald diese Temperatur erreicht ist, ist der Brei fertig, um auf den Walzentrockner gepumpt zu werden.
Der Brei wird auf den Trockner in der Weise gepumpt, daß er in den Spalt zwischen den beiden im Gegensinn laufenden Walzen fällt. In dem Spalt wird ein Niveau von etwa 15 bis etwa 25 cm für die Tiefe des Breies aufrechterhalten, wobei die Walzen des Trockners einen Durchmesser von 122 cm und eine Länge von 3 m haben.
Der Dampfdruck in den Walzen wird vorzugsweise bei 5,83 bar gehalten. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen liegt vorzugsweise bei 2,5 U/min. Falls die Walzengeschwindigkeit leicht erhöht wird, ist es zweckmäßig, auch den Dampfdruck leicht zu erhöhen. Andererseits kann auch der Dampfdruck gesenkt werden, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen entsprechend reduziert wird. Derartige Einstellungen der mechanischen und thermischen Bedingungen sind für den Fachmann selbstverständlich.
Auch die Einstellung des Walzenabstandes im Walzenspalt ist eine Größe, die einen wesentlichen Einfluß auf den Umfang der Verkleisterung hat Es liegt auf der Hand, daß die öffnung des Walzenspaltes in Abhängigkeit von der Menge der Stärke und auch von dem Verhältnis der Konzentration der Stärke zu derjenigen des Sirups in dem Brei variiert werden kann. Auch eine derartige mechanische Einstellung bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten.
Wenn alle diese Gesichtspunkte berücksichtigt werden, entsteht auf der Walzenoberfläche ein Film, der bei Erreichung des Schabmessers leicht von der Oberfläche der heißen Walze abgenommen werden kann. Der Ffflm bzw. das Blatt anf der Walzenoberfläche hat bei dem Erreichen des Schabmessers das Aussehen
eines dünnen weißen Papiers. Beim Abnehmen ist der Film geschmeidig, da seine Temperatur relativ hoch ist. In dem Ausmaß, in dem der Film abkühlt, wird er sehr schnell zerbrechlich und schlagempfindlich. Diese Änderung vollzieht sich in Sekunden. Der Film bzw. das Blatt kann dann sehr leicht in einer Hammermühle oder in einer anderen Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert werden, so daß Teilchen von der gewünschten Teilchengröße erhalten werden. In der Regel werden Teilchen bevorzugt, die zu 100% durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,595 mm gehen.
Beispiel 2
Es werden die folgenden Bestandteile kombiniert:
Bestandteile
Teile
klebrig und feucht, woraus sich ergibt, daß es nicht ausreichend getrocknet ist. Durch Erhöhung des Dampfdruckes oder durch Erniedrigung der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen können diese Mangel nicht > beseitigt werden. Die Prüfung des fertigen Produktes ergibt, daß keine befriedigende partielle Verkleisterung der Stärke eingetreten ist. Aus diesem Versuch geht hervor, daß man den Brei längere Zeit bei den angegebenen Temperaturen, bevorzugt bei einer in Temperatur von 54,4°C, halten muß, um eine gute partielle Verkleisterung der Stärke zu erreichen.
Beispiel 4
ij Es wird die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 verwendet mit der Ausnahme, daß folgende Bestandteile benützt werden:
Maissirup mit hohem Fructosegehalt
(Sirup)
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin
Auch in diesem Fall werden die
solchen Mengen verwendet, daß die Gesamtmischung ein Gewicht von 45,4 kg hat.
Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen. Das Produkt, das von dem Schabmesser abgenommen wird, ist ein glattes, kontinuierliches Blatt, das nach dem Abkühlen sehr leicht zerkleinert werden kann.
Beispiel 3 Es werden folgende Bestandteile kombiniert:
70,0
29,5
0,5		 in Bestandteile Teile
100,0
sstandteile 		Maissirup mit hohem Fructosegehalt
Flüssiger Honig
Weizenstärke
Hydroxyliertes Lecithin		 37
33
29,5
0,5
Es wird ein trockenes Produkt mit befriedigenden Eigenschaften und einem Honiggeschmack erhalten.
Beispiel 5
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß folgende Bestandteile verwendet werden:
Bestandteile
Teile
Bestandteile
Teile
Maissirup mit hohem Fructosegehalt
(Sirup)
Weizenstärke Hydroxyliertes Lecithin
Maissirup mit hohem Fructosegehalt 33
50,0 Flüssiger Honig 37
49,5 Weizenstärke 29,5
0,5 40 Hydroxyliertes Lecithin 0,5
100,0
Auch in diesem Fall hat die Gesamtmischung ein Gewicht von 45,4 kg.
Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen. Das vom Schabmesser abgenommene Produkt ist trocken und läßt sich nach dem Abkühlen sehr gut zu einem körnigen Material zerkleinern.
Vergleichsversuch 1 Es werden folgende Bestandteile kombiniert:
Bestandteile
Teile
Maissirup mit hohem Fructosegehalt
(Sirup)
Weizenstärke Hydroxyliertes Lecithin
50
55
65,0
34,5
0,5
100,0
Es wird ein trockenes Produkt mit befriedigenden Eigenschaften und einem Honiggeschmack erhalten.
In den folgenden Versuchen wird gezeigt daß die Temperatur, auf die der Brei erwärmt wird, auch dann wichtig ist, wenn man ihn 8 bis 16 Stunden stehenläßt bevor er auf einem heißen Walzentrockner getrocknet wird. In diesem Zusammenhang sei aber darauf hingewiesen, daß das Stehenlassen des Breies für 8 bis 16 Stunden zwar eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Stufe der Erfindung ist, doch ist es nicht erforderlich, die Konditionierung zur Erreichung einer partiellen Verkleisterung beim Entwässern in dieser Weise durchzuführen. Man kann vielmehr durch Änderung des Erwärmens und der Zeitdauer des Stehenlassens die partielle Geuerbarkeit der Stärke auch in anderer Weise erreichen.
In den Vergleichsversuchen 2 bis 4 und in Beispiel 6 wird stets die folgende Mischung verwendet:
60
Auch in diesem Fall hat die Gesamtmischung ein Gewicht von 45,4 kg.
In diesem Beispiel wird der Brei auf eine Temperatur von 54,4° C erwärmt und dann sofort auf den heißen Walzentrockner gepumpt Das von dem Sdiabmesser abgenommene Blatt aus der getrockneten Masse besitzt eine sehr schlechte Qualität und kann nur mit großen Schwierigkeiten gehandhabt werden. Das Blatt ist
Bestandteile
TeQe
Maissirup mit hohem Fructosegehalt Weizenstärke Hydroxyliertes Lecithin
65,0
34,5
05
100,0
Das Gesamtgewicht der Bestandteile beträgt 45,4 kg.
Vergleichsversuch 2
Die Temperatur des Breies wird auf 48,9°C erhöht. Dann wird die Erwärmung abgestellt, und der Brei wird 16 Stunden stehengelassen. Dann wird er erneut auf 48,9°C erwärmt und auf den Walzentrockner gepumpt. Das Blatt aus der getrockneten Mischung ist bei der Abnahme durch das Schabmesser leicht klebrig, feucht und läßt sich nur schwer handhaben.
Beispiel 6
Es wird die Arbeitsweise von Vergleichsversuch 2 verwendet, doch wird die Temperatur auf 60,0°C erhöht. Dieser Brei läßt sich gut trocknen und handhaben wie derjenige von Beispiel 1, bei dem eine Temperatur von 54,4° C verwendet wurde.
Vergleichsversuch 3
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Vergleichsversuch 2 mit der Ausnahme, daß die Temperatur des Breies auf 65,6° C erhöht wird. Bei diesem Versuch war das Blatt aus der getrockneten Masse bei der Abnahme durch das Schabmesser leicht gummiartig, woraus sich ergibt, daß die Verkleisterung zu weit gegangen ist.
Vergleichsversuch 4
Es wird die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Vergleichsversuch 2 mit der Ausnahme, daß die Temperatur auf 71,1°C erhöht wird. Bei der Abnahme des Blattes durch das Schabmesser wird ein sehr dickes und kautschukartiges Blatt erhalten, das nur schwer zu handhaben ist. Die Prüfung des getrockneten Materials zeigt, daß die Verkleisterung zu weit gegangen ist.
In den Beispielen 1 bis 3 wird gezeigt, daß verschiedene Mengen an Stärke mit dem Maissirup kombiniert werden können. Für den Fachmann ist klar, daß das ideale Produkt möglichst wenig Stärke und möglichst viel Feststoffe aus dem Maissirup mit hohem Fructosegehalt enthält. Der Anteil an Stärke beeinflußt aber den Grad der Verkleisterung, da dieser im Zusammenhang mit der Menge an Wasser in dem Maissirup mit hohem Fructosegehalt steht.
Der Vergleichsversuch 1 zeigt ein getrocknetes, aber klebriges Produkt mit einer nicht ausreichend verkleisterten Stärke.
In den Beispielen 4 und 5 wird die Herstellung und die "> Eigenschaften von Mischprodukten erläutert, die die Feststoffe aus Maissirup mit hohem Fructosegehall und Honigfeststoffe enthalten.
In den Vergleichsversuchen 2 bis 4 und in Beispiel 6 wird der Einfluß der Temperatur auf den Brei vor dem
κι Trocknen auf heißen Walzentrocknern gezeigt. Die ideale Temperatur für die Konditionierung der Stärke für die partielle Verkleisterung beträgt 54,4°C. Diese Temperatur liegt deutlich unterhalb der Verkleisterungstemperatur von Stärke in Wasser allein. Die
ι ■> Verkleisterung von Weizenstärke beginnt im allgemeinen bei etwa 71,10C. Die Verkleisterungstemperatur von Weizenstärke in einer einfachen Lösung von Zucker in Wasser ist höher als diejenige für die gleiche Stärke in Wasser allein. Aus diesem Grund beginnt die Verkleisterung bei der Erfindung nicht schon während des Erwärmens des Breies, sondern erst später in der Entwässerungsstufe.
In den vorstehenden Beispielen und Vergleichsversuchen wurde ein Maissirup mit hohem Fructosegehalt verwendet, der ein typischer Maissirup mit hohem Fructosegehalt ist, wie er eingangs beschrieben wurde und der 29,0% Wasser und 71% Feststoffe enthält. Ein derartiges Produkt ist im Handel erhältlich.
Die nach dem Trocknen und Zerkleinern erhaltenen
in Produkte sind trocken erscheinende fließfähige Pulver, die frei von gummiartigen, klebrigen und klumpigen Bestandteilen sind. Wenn die Produkte über längere Zeiträume gelagert werden sollen, ist es manchmal vorteilhaft, ein Hydrophobiermittel zuzugeben, wobei dieser Zusatzstoff in der Regel in Mengen von nicht mehr als 1 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das trockene Produkt, zugegeben wird. Beispiele von geeigneten Hydrophobiermitteln sind Calciumstearat, mikronisiertes Siliciumdioxid, Tricalciumphosphat und Magnesiumcarbonat. Das Hydrophobiermittel kann dem getrockneten Produkt während der Zerkleinerung beigefügt werden. Das bevorzugte Hydrophobiermittel ist Calciumstearat.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Entwässern eines Kohlenhydratsirups mit hohem Gehalt an Fructose, bei dem man den Sirup mit nichtverldeisterter Stärke, die eine Verkleisterungstemperatur von mindestens 65,60C hat, mischt, den entstandenen Brei bis zum Verkleistern der Stärke erhitzt und trocknet dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenhydratsirup ein Maissirup eingesetzt wird und der entstandene Brei auf einer Temperatur von 83 bis 16,7°C unterhalb der Verkleisterungstemperatur der Stärke gehalten wird, bis die Stärke so weit konditioniert ist, daß sie nur teilweise verkleistert, wenn sie nachher auf ihre Verkleisterungstemperatür erwärmt wird und dieser Brei nachher auf eine Temperatur oberhalb der Verkleisterungstemperatur der Stärke erhitzt wird, bis das Produkt getrocknet ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei während der Erwärmung entlüftet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung der Entlüftung eine ausreichende Menge eines Emulgators zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß hydroxyliertes Lecithin als Emulgator verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stärke Weizenstärke verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Honig mit Maissirup mit hohem Fructosegehalt in einem Gewichtsverhältnis von Honigfeststoffen zu Feststoffen des Maissirups mit hohem Fructosegehalt von 15:85 bis 85:15 gemischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwässerung des Breies und zur teilweisen Verkleisterung der Stärke der Brei in Form eines dünnen Films erwärmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei zu einem dünnen Film geformt und zu einem papierdünnen Blatt getrocknet wird, indem man den Brei in den Walzenspalt von zwei in engem Abstand stehenden, gegeneinander rotierenden Walzen einführt, wobei diese Walzen eine Oberflächentemperatur von 162,8 bis 190,60C haben und die Berührungszeit zwischen den heißen Walzenoberflächen und dem Brei 5 bis 30 Sekunden beträgt
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