DE2516253A1

DE2516253A1 - Herstellung kristallinen zuckers

Info

Publication number: DE2516253A1
Application number: DE19752516253
Authority: DE
Inventors: Wilson Menzies Nicol
Original assignee: Tate and Lyle PLC
Current assignee: Tate and Lyle PLC
Priority date: 1974-04-16
Filing date: 1975-04-14
Publication date: 1975-11-06
Also published as: AU8016375A; CA1040194A; IE40998L; IE40998B1; DE2516253C3; DK161975A; NL7504545A; DE2516253B2; JPS519736A; NL168269B; US3972725A; HK31380A; ZA752257B; SU618054A3; FR2268077A1; KE3046A; NL168269C; IT1032674B; GB1460614A; FR2268077B1

Description

Dk. EYSENBACH

PATE N TANWALT Telegramme: PATENTEYSENBACH, PULLACH-ISARTAL

Telefon München (08Π): 7930391 Dr. Hans Eysenbach, D - 8023 Pullach, Baumstraße 6 Zeichen - ref.: NaT-20-P (24443)

Datum : 14. April 1975

Beschreibung

P atentanmeldung

"Herstellung kristallinen Zuckers"

Anmelderin: Täte & LyIe Limited, London, England

Als Priorität wird hsansprucht: 16. April 19 74 aus Britischer Patentanmeldung Nr. 16 572

Die Erfindung betrifft das Auskristallisieren von Zucker durch einen Prozeß, der unter der Bezeichnung "Transformation" bekannt ist.

Bis jetzt erfolgte die Herstellung kristallinen Zuckers in den meisten Fällen durch Beschickung von Pfannen mit einem heißen konzentrierten Sirup, anschließendes Ansetzen eines Vakuums über den Pfannen und durch anschließendes Abdampfen eines Teiles des Wassers aus dem Sirup. Es kristallisiert dann ein Anteil an Zucker aus und wird abgetrennt, im allgemeinen durch Benutzung einer Zentrifuge. Die Mutterlauge wird dann erneut aufgekocht und in den Prozeß zurückgeführt, um einen weiteren Ertrag an Zuckerkristallen zu gewinnen. Dieser Prozeß kann mehrmals wiederholt werden, bis sich gegeberienfalls schließlich eine Melasse bildet, aus welcher der Zucker nicht mehr leicht auskristallisiert; diese Endproduktmelasse ist im allgemeinen für Humanverwendung nicht mehr geeignet und findet im allgemeinen nur noch eine Anwendung als Tierfutter oder als Quelle für abgebaute Kohlehydrate. Obgleich ein extrem

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reiner Zucker in dem ersten Kristallisationsertrag hergestellt wird, werden die nachfolgenden Erträge zunehmend weniger rein. Darüber hinaus ist der Prozeß sehr langsam und kompliziert. Er hat den weiteren Nachteil, daß er im allgemeinen nur chargenweise durchgeführt werden kann und daß er verhältnismäßig sehr stark abhängig ist von der Geschicklichkeit und der Verfahrensbeobachtung durch den Bearbeiter. Eine schnellere und einfachere Verfahrensweise wäre sehr erwünscht, und zwar auch dann, wenn sie nicht dazu ausreicht, einen derart reinen Zucker zu erzielen, wie er bei dem ersten Ertrag des'beschriebenen Prozesses erhältlich ist.

In der Theorie ist auch ein Verfahren der Sukrosetransformation bekannt geworden und während einer beträchtlichen Zeitspanne auch in einem beschränkten Ausmaß praktiziert worden. In dieser Verfahrensweise wird ein Zuckersirup solange eingeengt, bis er übersättigt wird: wässrige Zuckerlösungen können nämlich leicht ohne Kristallkeimbildung übersättigt werden, durch einengendes Kochen. Die Kristallkeimbildung wird dann durch mechanische Mittel eingeleitet, worauf die Kristallisation des Zuckers einsetzt. Da Zucker eine positive Kristallisationswärme besitzt, wird die während dem Auskristallisieren entwickelte Wärmemenae dazu führen, weiteres Wasser aus der Lösung heraus zuverdampfen. Unter der Voraussetzung eines geeignetes Gleichgewichtes zwischen Temperatur und Konzentration des Zuckersirups kann eine im wesentlichen vollständige Verdampfung des Wassers erreicht werden, so daß der auf diese Weise hergestellte Zucker eine sehr niedrige Restfeuchtigkeit aufweist. Um zu verhüten, daß sich eine feste Masse von Zuckerkristallen bildet, ist es erforderlich, daß der Zuckersirup gut in Bewegung gehalten wird während der Kristallisation: diese Vorbedingung wird normalerweise erreicht durch Rühren, beispielsweise unter Benutzung von Rührstangen, welche ihrerseits für die erforderliche Kristallkeimbildung sorgen. Obgleich ein solches Verfahren befriedigend arbeitet, kann es doch nicht in einer kontinuierlichen Arbeitsweise durchgeführt werden und außerdem ist eine nachfolgende Aufarbeitung, beispielsweise durch Vermählen und durch Separieren, erforderlich, um ein brauchbares marktfähiges Produkt zu erzeugen. Darüber

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hinaus ist der zum Zerbrechen der kristallinischen Zuckermassen erforderliche Energiebedarf während dem Fortschreiten der Kristallisation in ganz übermäßiger Weise anwachsend. Die benötigte Energiezufuhr ist derart groß, daß die für eine kommerzielle Arbeitsweise erforderliche Anlage außerordentlich massiv hergestellt sein muß, wodurch jeglicher ökonomischer vorteil über die konventionellen Verfahrensweisen wieder illusorisch gemacht wird. Ein weiterer Nachteil besteht in der Tendenz der kristallisierenden Zuckermasse, die Apparatur zu verkleben. Aus diesen Gründen ist der Versuch, eine kontinuierliche Verfahrensweise auf dieser Transformation aufzubauen, bisher nicht erfox^roich gewesen.

Es kommt hinzu, daß die sehr erhebliche während der Auskristallisierung freigesetzte Wärmemenge dazu führt, eine Karamelisierung zu verursachen, falls eine größere Zuckermenge auskristallisiert wird, es sei denn, daß sehr komplizierte Mittel zur Verminderung der Temperatur eingesetzt werden.

Die Der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand deshalb darin, das bekannte Verfahren zum Auskristallisieren von Zucker durch Kristallkeimbildung in einem übersättigten Zuckersirup und anschließendes Kristallisierenlassen des kristallkeimhaltigen Sirups in solcher Weise durchzuführen, daß ein Zusammenbacken der Kristalle zu einer nur schwer wieder zu zerbrechenden Zuckerkristallmasse unterbleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß der kristallkeimhaltige Zuckersirup zur Hervorrufung einer schlagartig plötzlich erzwungenen homogenen Kristallkeimbilduna des Zuckers einer Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 5.000 cm/sec/cm unterworfen wird.

Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung der neuen Erkenntnis, daß überraschenderweise das sogenannte Transformieren wesentlich wirkungsvoller als bisher ausgeführt werden kann, wenn man den Zuckersirup einer ausreichend hohen Scherungskraft unterwirft, und zwar einer derart hohen Scherungskraft, daß eine schlag-

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artig plötzliche Kristallkeimbildung erzielt wird, und der weiteren Erkenntnis, daß eine solche hohe Scherungskraft überraschenderweise dann während des weiteren Auskristallisierens gar nicht mehr erforderlich ist, vorausgesetzt, daß sie während der Kristallkeimbildung genügend groß war. Der erfindungsgemäße Auskristallisierungsprozeß beruht also darin, daß der Zuckersirup im Gegensatz zu der bisherigen Art des Transformationsprozesses, bei dem der Zuckersirup einer Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von wesentlich unterhalb 1.000 cm/sec/cm ausgesetzt worden war, die Kristallkeimbildung unter Einwirkung einer Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 5.000 cm/sec/cm ausführt. Der erfindungsgemäße Prozeß ermöglicht die Durchführung des Zuckertransformationsprozesses ohne die Nachteile, die bisher bei der Durchführung dieses Prozesses auftraten, und der ganz besondere Vorteil, der durch die Vermeidung dieser Nachteile auftritt, liegt darin, daß dieser Prozeß nun kontinuierlich ausführbar geworden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens wird also ein übersättigter Zuckersirup einer Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von wenigstens 5.000 cm/sec/cm zur Hervorrufung der schlagartig plötzlich erzwungenen homogenen Kristallkeimbildung unterworfen und man läßt dann das Auskristallisieren vor sich gehen. Dieses Auskristallisieren findet vorzugsweise in einer dünnen Schicht ohne irgendwelche Bewegung oder nur unter geringer Bewegung statt.

Für die praktische Durchführung des Verfahrens ist jede konventionelle, mechanische Scherungskrafte ausübende apparative Ausrüstung brauchbar, vorausgesetzt, daß diese Ausrüstung dazu fähig ist, während der Kristallkeimbildung im Zuckersirup eine Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 5.000 cm/sec/cm auszuüben. In der Praxis ist es allerdings vorzuziehen, eine Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 10.000 cm/sec/cm vorzusehen, und es ist weiterhin vorteilhaft, eine noch höhere Scherungskraft aufzuwenden mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens

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20.000 cm/sec/cm; es sollte also vorzugsweise eine solche apparative Ausrüstung verwendet werden, welche zur Hervorrufung der letztgenannten hohen Scherungskräfte ausreicht. Es ist gefunden worden, daß besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn man Hochgeschwindigkeitsmaschinen des Engpaßtyps verwendet Colloidmühlen oder Homogenisierer. Falls eine Colloidmühle verwendet wird, ist ihre spezielle Art nicht kritisch bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Prozesses, weil die von jeder Colloidmühle hervorgerufene intensive Zerschlagungswirkung die erforderliche schlagartig plötzlich erzwungene homogene Kristallkeimbildung hervorruft. Allerdings ist gefunden worden, daß es zweckmäßig ist, eine Colloidmühle des Konustyps zu verwenden und eine geeignete marktgängige Mühle dieses Typs ist unter der Bezeichnung "Fryma MZ in-line colloid mill" bekannt; diese Apparatur ist zur Ausübung einer Scherungskräft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von etwa .-¹0.000 cm/sec/cm imstande. Es können für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Colloidmühlen des Diskustyps verwendet werden, um ein hervorragend gutes Endprodukt zu erzeugen. Andererseits kann jedoch jeglicher Homogenisierer verwendet werden, vorausgesetzt, daß er dazu imstande ist, eine Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 5.000 cm/sec/cm hervorzurufen. Als ein Beispiel für eine marktgängig erhältliche Homogenisierungsanlage dieses Typs kann genannt werden der "Silverson in-line mixer emulsifier"; dieser Apparat ist dazu fähig, eine Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von etwa 80.000 cm/sec/cm hervorzurufen.

Die Ausrüstung zur Erzeugung der Scherungskraft wird vorzugsweise derart angeordnet, daß sie mit einem möglichst schnellen Hindurchströmen des Zuckersirups betrieben werden kann; auf jeden Fall sollte sie mit einer derart hohen Geschwindigkeit betrieben werden, daß der kristallkeimhaltige Sirup diese Apparatur bereits verläßt, bevor eine irgendwie beträchtliche Kristallisation stattgefunden hat.

Um die schlagartig plötzlich erzwungene Kristallkeimbildung im Zuckersirup hervorzurufen, ist die benötigte Verweilzeit des Sirups in der die Scherungskräfte ausübenden Apparatur zur Er-

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zielung von optimalen Resultaten umgekehrt proportional zu dem Geschwindigkeitsgradienten der ausgeübten Scherungkraft. So ist z.B. bei einer Colloidmühle, welche üblicherweise mit einem Geschwindigkeitsgradienten von etwa 30.000 cm/sec/cm betrieben wird, die bevorzugte Verweildauer im Bereich von 0,05 bis 0,5 Sekunden, insbesondere von 0,25 Sekunden, wogegen in einem Homogenisierer wie dem Silverson in-line mixer emulsifier, der üblicherweise mit einem Geschwxndigkeitsgradienten von etwa 8O.OOO cm/sec/cm arbeitet, die bevorzugte Verweilzeit im Bereich von 0,0001 bis 0,001 Sekunden, wobei eine Vervzeilzeit von etwa 0,0005 Sekunden die besten Ergebnisse erzielt. Im allgemeinen ist eine Ausrüstung vorzuziehen, welche so arbeitet, daß die Verweilzeit des Zuckersirups in dieser Apparatur nicht mehr als eine Sekunde beträgt.

Die Temperatur des Zuckersirups bei dem Eintritt in die Scherungskraft-ausübende Anlage beträgt vorzugsweise 115 bis 135 C, jedoch ist anzuführen, daß die optimale Temperatur abhängig ist von einer Anzahl weiterer vorliegender Faktoren wie Konzentration des Zuckersirups und Verunreinigungsgehalt im Sirup. Die erwünschte Konzentration des Zuckersirups bei dem Ausgangsmate— rial wird durch gut bekannte Methoden erzielt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die für eine jeweilige praktisch vollständige Verdampfung des Wassers benötigte Wärmemenge bei verschiedenen Konzentrationen des Zuckers im Sirup und andererseits die aus der Kristallisation bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Konzentrationen erhältliche Wärmemenge aus der Kristallisation.

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Tabelle

Konzentration:	Wärmebedarf:	Aus Kristallisation verfügbare	ΔΗ bis 120°C KJ ;	££ bis 13O⁰C KJ	26,9
g Zucker pro	latente Wärme	Wärme		*	27,3
100 g Lösung	menge der Ver dampfung KJ	^H bis 110°C KJ		27,6
86	31,6			27,9
87	29,4		20,9
88	27,1		21,1
89	24,9		21,3
90	22,6	16,2	21,6
91	20,3	16,4	21,8
92	13,1	16,6
93	15,8	16,7

Wenn die aus der Kristallisation verfügbare Wärmemenge geringer ist als die latente Verdampfungswärme, kann eine befriedigende Transformationsdurchführung nicht erreicht werden. Es ist also ersichtlich, daß die erforderliche einzustellende Temperatur umso niedriger sein muß, je höher die Zuckerkonzentration im Zuckersirup ist. So ist z.B. dann, wenn man eine Zuckerkonzentration im Ausgangsmaterial von 9O⁰Bx (d.h. 90 g Zucker pro 100 g Sirup) vorliegen hat, eine Temperatur von mindestens 120 C einzustellen; andererseits muß man, wenn eine Konzentration von 9 3° Bx vorliegt, eine Temperatur von 110°C wählen. Wenn man die Ausgangskonzentration des Zuckersirups durch Einkochen bei atmosphärischem Druck einstellt, kann eine Konzentration von etwa 90° Bx normalerweise erreicht werden und ein Zuckersirupausgangsmaterial von einer solchen Konzentration wird sich normalerweise in trockene Kristalle umwandeln (transformieren) lassen bei einer Temperatur von oberhalb 123°C.

In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß bei Verwendung von Temperaturen von unterhalb 125°C etwas zusätzliche Trocknung des umgewandelten Zuckers erforderlich ist, wogegen bei Verwendung

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von höheren Temperaturen eine Kontrolle der Kristallisation schwierig ist=, Jedoch ist die optimale Temperatur und Konzentration für jedes besondere Ausgangsmaterial leicht durch einfache Vorversuche festzulegen.

Der mit Kristallkeimen versehene Sirup wird vorzugsweise aus der hohe Scherkräfte ausübenden Apparatur _e also beispielsweise der Colloidmühle, auf eine Sammler unter lage abgelassen, die sweekmäßig für den kristallisierten Zucker nicht haftfähig ist» Wenn man_s wie es normalerweise der Fall ist, den erfindungsgemäßen Prozeß als kontinuierliches Verfahren durchführen wi 11p dann benutzt man als S animierunter lage vorzugsweise ein sich bewegendes Förderband, und zwar vorzugsweise eine solches aus Stahl oder aus verstärkten Plastikmaterialen (beispielsweise ©in mit Polytetrafluorethylen imprägniertes Fasermaterial). L/ar Sammler kann vorgeheizt sein? um das Verdampfen des Wassers %u unterstützen? jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich bsi der Fortsetzung der Betriebsweise <>

Die sehr schnelle und intensive schlagartig einwirkende Kraft durch die eine hohe Scherungskraft ausübende Apparatur auf den ütaekersirup verursacht eine schlagartig plötzlich erzwungene und im wesentlichen homogene Kristallkeimbildung im Sirup. Da jedoch der Sirup vorzugsweise unmittelbar anschließend auf die Behandlung in der hohe Scherkräfte ausübenden Anlage abgelassen werden soll, hat die tatsächliche Kristallisation noch nicht eingesetzt in. arhalb dieser Anlage und es wird auf diese Weise eine Verstopfung vermieden. Darüber hinaus ist es bevorzugt, ämn arfindungsgemäßen Proseß so durchzuführen <> daß die exotherme Kristallisation auf einem bewegten Förderband stattfindet, wobei keine kompakten Massen des auskristallisierten Zuckers auftreten können, wie es der Fall sein würde, wenn die Kristallisation innerhalb des Hohlraumes eines Kristallisationskessels stattfinden würde. Als Resultat erhält man ein Produkt,welches weich ist, feucht ist und eine spröde Feststoffmasse mit "offener" Struktur darstellt; diese "offene" Struktur ist wesentlich mikrozellularer Natur und sie ist verursacht durch den Blaseffekt des verdampfenden Wassers. Die Feststoffmasse kann leicht in Partikel

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einer gewünschten GröB?. verbrochen werden durch den Verbraucher unter Verwendung jeglichsr konventioneller Methode, So Ist beispielsweise die Fes ts toi fir. aase in einen Rohbruch zv. verhandeln durch eine Zf-ritoßung laid anschließende Passage durch eine Raymond-v^;ühi.e. Eine andere Methode würde darin bestehen, die Pcctmasse durch eine ival '<:e auf ein oder auf mehrere Gitter auszutreiben oder auf Keilclrahtschirme oder auf perforierte Platten in einer Arbeitsweise, co'.s derjenigen ähnlich ist welche für die Konfektionierung von Fadennudeln bekannt ist. Die letztgenannte Verfahrensweise i«t bevorzugt.

Zu Abschluß des Prozesses wird der Zucker vorzu9swelse getrocknet, urn etwa noch verbliebene restliche Feuchtigkeit zu vertreiben. Irgendwelche üblichen Trocknungsapparaturen, welche in der Zuckerindustrie Verwandung finden, wie beispielsweise ein Trommeltrockner, der bei Temperaturen von beispielsweise etwa 60° C arbeitst, sind geeignet. Obgleich das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens in allgemeinen übereinstimmend sein wird mit einem Produkt des früheren Transformationsprosesses, obgleich dieses Produkt also alle Verunreinigungen enthält, welche im ursprünglichen Sirup vorhanden waren, 1st dies oft anriehirbar oder tatsächlich sogar erwünscht, wenn ein "brauner" Zucker gefordert wird. Die Schüttdichte des Produktes ist abhängig von der Art und Weise, wie die Feststoffmasse zerstoßen ist und sia kann schwanken von 0,4 bis 0,9 g/cm . Der erfindungsgemäße Prozeß besitzt also den zusätzlichen Vorteil, daß er es ermöglicht, einen Zucker hersusteilen, welcher einer viel geringere Schüttdichte aufweist;, als die üblicherweise auf billigem und leichtem Wege hergestellten Produkte.

Die Eigenschaften des Endproduktes .hängen zu einem gewissen Ausmaß ab von der Natur der Verunreinigungen, welche darin vorhanden sind und dies hängt seinerseits wiederum ab von der Natur der Verunreinigung; welche im ursprünglichen Zuckerslrur vorliegen. Im Prinzip Kann c'«r erfinäungsgemäße Prozeß angewendet werden auf ZuckerlL>?v-i;gan_? v:::-:i~he üi-^x in irgendeinem Stadium der üblichen Zuckerraffinierung l^SinC-en and er kann tatsächlich angewendet werden nach der Rück reinigung des Zuckers, der nach der Produktion verunreinigt worden ist, -Jedoch wird es zunehmend schwieriger, wenn der Gehalt an Verunreinigungen anwächst, eine be-

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iriefii^3iiil schnelle ^rs-ts formation su erzielen, mid di~ Trans fo isation wird imvGlIständicf ssin_? wann der Verunrainigengsgehalt oberhalb 15 % liegt» Dsir^infolge Ist es vorzuziehen/ für den er-S£iiäuß£jsgsKS.ßsii Frogaß einen Suckersirup als Auscfangsisaterial SH verwanö-sn _f welchsr die Verunreinigungen nur in einer Menge von 'wenige- als 15 Gswichtsprozet sn Feststoffen aufmalst ο

Die Ssrf indunci tilrd naciifolgend anhand dsr bsigegebenen Zeichnun wslclie ein FlisSäiagrsrrsi sur Darstellung einer bavorsugten führwn^sform wiedergibt_f näher erläutert'=

Tn dsia Tank 1. wire! !"cksrsiriip heiß eingegebene Dieser Zucker*- sirup k£i'iFi bs.ispiaisv7aiss einen Peststoff geh alt von 5O Gewichts-% bis 80 Gemciits—% errclia.iten und kann irgendeinen gnclrersirup darstellen c wie ex* in der konventionellen Raffinierung anfällt? er kann absr auch ein wiedsr ausgelöster_f zuvor bereits bearbeiteter guckst sein« aus des T'anlc 1 wird eier Sirup auf einen Platten— xFsrdampfer 2 gegeben _y wo öfer Sirup durch Abdampfen von Wasser eingeengt wird_f ϊϊσε eine konssntrierte Euckersiruplöstsag su ge= rinnen,? t-relche bsispislsweiss einen Feststoff geh alt von 9 Ge= wichts-% oäer darüber snthälto Der Verdaspfer 2 wird durch Wasserdampf sagalieiat-i, ss Izsmn sich dabei hm Niederdrudkäampf handeln Cbeispielsweiss von 2 ^S kg/eilt'* bzw_o 40 psi g) oder aber auch Hochdruckdampf (ddio Dampf von etwa 10 _P5 kg/cm bsw_o 150 psi g) c Dieser Dampf wird durch die Leitung 3 eingespeiste Durch die Rohrleitung 4 wird der kondensierte abgedampfte Wasserdampf abgeleitet« der eingeengte Sirup wird vorzugsweise bei einer Temperatur,- welche oberhalb 123°C liegt_c durch eine Colloidmühle 5 gefördert., in welcher er schlagartig plötzlich homogen zur lirlstailkeimbildung gebracht v?irdc Der Sirup verläßt die Colloid-Stliile als eins crercigs Masse β _P in welcher sich die Kristalle irs Wachsturasprozeß befinden? diese Masse fließt auf ein Förder-= band 7_e welches falls gewünscht erwärmt werden kann_o Dieses Förderband ist umschlossen von einer Kammer S„ welche mit einem Dampfesstraktor 9 ausgerüstet ist, zwecks Entfernung des aus dem umgeformten Zucker l·D sich abscheidenden Wasserdampfes π Die UrnfOiHiting wird norjsaler^veiss während sinent Seitverlauf von etwa 5 MiEmtsn öcrasdaiossen ssitio Di© Länge des Förderbandes und

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seine Geschwindigkeit sollten so gewählt werden, daß der Zucker eine Verweilzeit auf diesem Band von mindestens 1,5 Minuten hat, bevor der Zucker von dem Band durch den Abschaber 11 entfernt wird. Der Zucker wirddann durch die Walze 12 auf einem Drahtsieb oder auf einer perforierten Platte 13 nach seiner Partikelgröße auseinandergetrennt. Der auseinandergetrennte Zucker wird dann falls gewünscht durch eine weitere Mühle {nicht gezeigt) gefördert, bevor er über das Förderband 14 zu einem konventionellen Trommeltrockner 15 gebracht wird.

Die Erfindung sei ferner erläutert durch Beschreibung fei-:-.vr.der Ausführungsbeispiele.

Beispiel 1

Unter Benutzung der in. der beigegebenen Zeichnung gezeigten Apparatur wird ein Zuckersirup, welcher durch Auflösen von weißem Zucker in Wasser hergestellt ist und einen Wassergehalt von 25 % aufweist, ferner 99,96 Gewichts-% Zucker, bezogen auf den Feststoffgehalt, und 0,015 Gewichts-% Veraschungsrückstand (Gewichtsprozent bezogen auf Feststoffgehalt) enthält. Dieser Zuckersirup wird mit einer Temperatur von 85°C in den Tank eingefüllt. Der Sirup wird dann aus dem Tank 1 mit einer Fließgeschwindigkeit von 70 kg/Stunde auf den Plattenverdampfer 2 gegeben, wo er mit Hilfe von Dampf eines Druckes von 2,8 kg/cm , welcher durch die Rohrleitung 3 zugeführt wird, bis auf einen Feststoffgehalt von 65 Gewichts-% auf 90 Gewichts-% eingeengt ist. Der eingeengte Sirup wird dann bei einer Temperatur von 125°C durch die Colloidmühle 5 (Fryma Colloid Mill MZ 80/R) gefördert, welche mit etwa 3.000 Umdrehungen pro Minute mit einem Abstand von 300 Mikron zwischen den Konusteilen betrieben wird. Der Sirup wurde auf diese Weise einer Scherungskraft mit einem Geschwind!gkeitsgradienten von etwa 30.000 cm/sec/cm unterworfen und mit einer Verweilzeit von etwa 0,25 Sekunden behandelt, wodurch die beabsichtigte schlagartig plötzliche Kristallkeimbildung erzielt wurde. Der dabei entstehende cremige Sirup, in welchem sich die Kristalle bereits im Bildungszustand befinden, wurde sofort aus der Colloidmühle entfernt und strömte auf das Förderband 7, unter Ausbildung

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einer Schicht von 15 mm Dicke. Die Länge des Förderbandes betrug 1/2 m und der Zucker hatte darauf eine Verweilzeit von 2 Minuten, bevor er durch den Abschaber 11 davon entfernt wurde. An diesem Stadium war der Zucker halb trocken und war leicht mit Hilfe der Walze 12 und eines 1 cm-Drahtsiebes 13 in Stücke verschiedener Größe aufzuteilen. Der aufgeteilte Zucker, der noch etwas feucht war, wurde dann durch eine Raymond-Laboratoriumsmühle ohne Sieb hindurchgetrieben und anschließend getrocknet in einem konventionellen Trommeltrockner während etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von 60°C, bis eine Feuchtigkeit von etwa 0,5% erreicht war

Als Ausbeute erhielt man 45 kg/Stunde an einem frei fließenden, gekörnten Zucker.

Beispiel 2

Unter Ausführung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise und der Verwendung eines Rohrzuckersirups mit einem Gehalt von 30 % Wasser bei einem Zuckergehalt von 90,36 Gewichts-%, bezogen auf Feststoffe) und 3,27 % Veraschungsrest (bezogen auf Feststoffe) eingeengt bis auf einen Gehalt von 91 Gewichts-% Feststoff, unter Einhaltung einer Temperatur von 126°C. Der eingeengte Sirup wurde dann mit Kristallkeimen versehen in der gleichen Colloidmühle und unter den gleichen Bedingungen, wie es in Beispiel 1 beschrieben worden ist; es entstand eine ähnliche mit Kristallkeimen versehene cremige Masse. Diese Masse wurde auf das Förderband gegeben und hier für etwa 4 Minuten belassen und dann in Festteilchen aufgeteilt (gekörnt) durch einen 1 cm-Drahtschirm; anschließend wurde die Masse durch eine Raymond-Laboratoriumsmühle gegeben, welche mit einem Sieb von 4 mm Maschenweite ausgestattet war. Der gekörnte Zucker wurde dann während 15 Minuten bei 6O⁰C in einem konventionellen Trommeltrockner getrocknet. Die entstandene braune Zuckermasse hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,85 Gewichts-%, bedaß ein freies Fließvermögen und hatte eine sehr angenehme Ges chmacks charakteristik.

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Beispiel 3

Ein roher Zuckersirup mit einem Gehalt an 32 Gewichts-% Wasser und enthaltend 99,96 Gewichts-% Sukrose (bezogen auf das Feststoffgewicht) wurde bis auf einen Feststoffgehalt von 90 Gewichts-% auf einem Plattenverdampfer eingeengt, wie es in Beispiel 1 beschrieben worden ist. Der erhaltene eingeengte Sirup wurde bei einer Temperatur von 125°C durch ein Emulgiergerät (0,5 hp Silverson in-line mixer emulsifier) gefördert, wo dieser Sirup schlagartig plötzlich mit Kristallkeimen versehen wurde. Die Scherungskraft in diesem Emulgiergerät besaß einen Geschwindigkeitsgradienten von etwa 80.000 cm/sec/cm und eine mittlere Verweilzeit von etwa 0,0005 Sekunden. Der dabei entstehende mit Kristallkeimen versehene cremige Sirup wurde sofort auf ein sich bewegendes Band gepumpt, wo er während 4 Minuten verblieb, worauf die Umwandlung in Kristalle im wesentlichen abgeschlossen war; das Produkt wurde dann in Form von halbtrockenen Fondant-ähnlichen Klümpchen gewonnen. Diese Klümpchen wurden durch ein Keildrahtgitter von 2 mm Maschenweite gerollt und dann während 15 Minuten bei einer Temperatur von 60°C in einem Drehtrommelverdampfer getrocknet. Das getrocknete Produkt war körnig und besaß eine frei fließende Beweglichkeit.

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Claims

Täte & LyIe Limited Zeichen: MaT-20-P (24443)

Datum : 14. April 1975

Patentansprüche

Verfahren zum Auskristallisieren von Zucker durch Kristallkeimbildung in einem übersättigten Zuckersirup und anschließendes KristallisierenJLassen des kristallkeimhaltigen Sirups, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Sirup zur Hervorrufung einer schlagartig plötzlich erzwungenen homogenen Kristallkeimbildung des Zuckers einer Scherungskraft, mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 5.000 cm/sec/cm unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scherungskraft mit einem Geschwindigkeitsgradienten von mindestens 10.000 cm/sec/cm, vorzugsweise mindestens 20.000 cm/sec/cm angewendet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherungskraft durch eine Colloidmühle hervorgerufen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Sirups in der Colloidmühle im Bereich von 0,1 bis 0,5 Sekunden liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2_t dadurch gekennzeichnetj, daß die Scherungskraft mit Hilfe eines Homogenisierers ausgeübt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Sirups in dem Homogenisierer im Bereich von 0,0001 bis 0,001 Sekunden liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche«» dadurch gekennzeichnet, daß der Sirup weniger als 15 Gewichts-% an Verunreinigungen enthält.
8. Verfahren nach einaffi der vorhergehenden ÄBsprüche? dadurch gekennzeichnet, daß der übersättigte Zuckersirup sine Temperatur

TOiS faisidestens 123 C und sine Eiicksrkonzentratio^ von mindestens 9OS3SS ausweis-cc g D £ ? 4 8 / C 11 5