DE1492759B1 - Verfahren zur Verbesserung der Dispergierbarkeit und Benetzbarkeit von Milchpulver - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesse- welches nach der Sprühtrocknung vorsichtig behan-

rung der Dispergierbarkeit und Benetzbarkeit von delt worden ist, damit kein Abrieb der Partikeln

Milchpulver. durch Reibung aneinander entsteht, so fallen nur

Diese Eigenschaft eines Vollmilchpulvers z. B. ist geringe Mengen von freiem Fett an. Bei mechanisch

eine spontane Erscheinung, welche definiert werden 5 zerstoßenem Pulver dagegen gelingt es, eine größere

kann als das Vermögen der Pulverteilchen, von Fettmenge zu extrahieren, da das Fett dem Äther

selbst gruppenweise oder einzeln und in unterschied- leichter zugänglich ist. In diesem Fall ist die Misch-

lichem Maße mit Wasser in Kontakt zu treten. Bringt barkeit bei 20, 30 und sogar oft bei 40° C schlecht,

man beispielsweise etwas Milchpulver auf die Ober- denn der Fettfilm, der im Moment der Zubereitung

fläche einer bestimmten Menge Wasser, wobei die io einer Vollmilch mit dem Wasser in Berührung

beiden Mengen dem Feststoffgehalt von frischer kommt, befindet sich größtenteils in festem Zustand.

Milch entsprechend bemessen sind, so kann man drei Dieser wasserdichte Fettüberzug macht die einzelnen

verschiedene Fälle unterscheiden: Pulverteilchen ausgesprochen wasserabstoßend. Das-

\ T^ « ι !.ι -ι. j /-α. _o» u j λι/ ^selbe gilt für walzengetrocknete Milchpulver, bei

1. Das Pulver bleibt an der Oberflache des Wassers; _{denen die M freies} ^& _{Fett erheb}i_{ich gro}ß_er als bei es ist praktisch kein Untertauchen von Pulver- _sprühgetrockneten Milchpulvern ist.

teilchen zu beobachten _{Gemäß der Erfindung kann die} Dispergierbarkeit

2. Nur ein Teil der Teilchen taucht von selbst _{und Benetzbarkeit bz}£ Mischbarkeit von Milch-JÄ.'ff ^d,J^er andere Teil dauernd an der _{lyem dadurch erheblich verbesS}ert werden, daß die

ι °b^erflache des Wassers bleibt. Milchpulverteilchen mindestens teilweise mit einer

3. Alle Milchpulverteilchen tauchen von selbst _Subst^ _überzogen werden, die eine bei 16 bis unter und sinken mehr oder weniger schnell _{lgo Q flüssi Fr} ^B _{akuon VQn Milchfett enthält wobei} zum Boden des Gefäßes; nach einer gewissen _{die setz} ⁶ _{te M}ilchfettfraktion derart bemessen ist, Zeit verbleibt kein Pulver mehr an der Ober- _daß ^ _{im Endprodukt in Mengen bis zu 2}o/_{o V}orflache der Flüssigkeit. %■ _t

Der erste Fall ist derjenige eines Milchpulvers mit Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich

»schlechter Mischbarkeit«. Im zweiten Falle können die Mischbarkeit aller Milchpulver verbessern, gleich-

mehrere Grade unterschieden werden: tauchen nur gültig welches Trocknungsverfahren (Sprühtrocknung,

wenige Partikeln unter, so ist die Mischbarkeit noch Walzentrocknung, Gefriertrocknung) bei deren Her-

immer schlecht, während beim Untertauchen von 30 stellung angewendet wurde. Selbstverständlich ist die

mehr als einem Viertel der Gesamtpulvermenge ein erzielbare Verbesserung um so größer, je weniger

Pulver als »nicht sofort mischbar« bezeichnet werden freies Fett das Milchpulver enthält,

kann. Im dritten Fall kann, vorausgesetzt, daß sich Man hat bereits nach den Ausführungen in

das Untertauchen der Gesamtpulvermenge innerhalb »J. Dairy Science«, 1959, S. 1038 bis 1044, zur Her-

von 2 Minuten vollzieht, von einer »guten sofortigen 35 stellung und Verbesserung von Milchpulvern frischer

Mischbarkeit« gesprochen werden. Ist mehr Zeit Milch Butterfettfraktionen, die im Bereiche von 19

nötig, so ist die Mischbarkeit als »gute nicht sofortige bis 24° C und 28 bis 30° C flüssig sind, zugesetzt

Mischbarkeit« zu bewerten. und dann die Milch auf übliche Weise in agglome-

Bei gleicher Temperatur und, wohlverstanden, mit riertes Milchpulver übergeführt. Die so erhaltenen dem gleichen Pulver sind die drei oben beschriebenen 40 Milchpulverteilchen enthalten die Butterfettfraktion Vorgänge beliebig reproduzierbar; anders verhält es gleichmäßig in der gesamten Masse verteilt, d. h. im sich dagegen, wenn der Versuch mit wärmerem wesentlichen im Inneren im Gemisch mit den anderen Wasser durchgeführt wird. Dann tritt leicht eine Ver- Feststoffen. Im Gegensatz dazu sind bei dem eränderung der Erscheinungen ein, indem sich das im findungsgemäß hergestellten Milchpulver die einzelersten Fall beobachtete Verhalten demjenigen im 45 nen Teilchen von einem Film der bei 16 bis 18° C zweiten Fall, das Verhalten im zweiten Fall dem- flüssigen Butterfettfraktion überzogen, der auf diese jenigen im dritten annähert. Es ist ja bekannt, daß Weise seine günstige Wirkung auf die Dispergierbareine allmähliche Erhöhung der Wassertemperatur keit und Benetzbarkeit weit intensiver ausüben kann, früher oder später zum vollständigen Untertauchen Nach dem Verfahren der französischen Patentaller Pulverteilchen führt, was die Endstufe des 50 schrift 1218 803 setzt man zur Verbesserung der gegenseitigen Verhaltens des Milch-Wasser-Kom- Benetzbarkeit von Milchpulvern dem fertigen Pulver plexes darstellt. Wird die Mischbarkeit eines Milch- oberflächenaktive Stoffe wie ölsäure, Glycerinmonopulvers bestimmt, so muß deshalb genau angegeben laurat oder Sojalezithin zu. Dieses Verfahren hat den werden, bei welcher Wassertemperatur sie ermittelt Nachteil, daß es zu Milchprodukten führt, die Fremdwurde. 55 stoffe enthalten und die insofern den Bestimmungen

Milchpulver werden im allgemeinen aus einem des Lebensmittelgesetzes nicht entsprechen. Mit den homogenisierten Vollmilchkonzentrat hergestellt. Die erfindungsgemäßen Verfahren ist es dagegen möglich, Sprühtrocknung des letzteren führt zu einem Pulver Milchpulver guter Benetzbarkeit zu erhalten, die mit 2 bis 3% Restfeuchtigkeit, in welchem das Fett einem Vollmilchpulver entsprechen, das nur aus den in Form von Einschlüssen mehr oder weniger gleich- 60 natürlichen Bestandteilen der Ausgangsmilch besteht mäßig in den fettfreien Trockensubstanzen, d. h. dem und das gegenüber einem auf übliche Weise durch Zucker, den Salzen und den Proteinen, welche Konzentrieren, Trocknen und Agglomerieren hergegewichts- und volumenmäßig den größten Teil des stellten Milchpulver gleicher Zusammensetzung verPulvers ausmachen, verteilt ist. Alle diese Fett- besserte Eigenschaften besitzt. Ein hierzu angestellter einschlüsse haben praktisch dieselbe chemische Zu- 65 Vergleichsversuch führte zu folgendem Ergebnis,
sammensetzung und bleiben, besonders bei normaler Ein erfindungsgemäß mit 2% einer bei 16 bis Lagerungstemperatur, größtenteils fest. Extrahiert 18° C flüssigen Butterfettfraktion behandeltes VoIlman mit trockenem Äther das Fett aus einem Pulver, milchpulver mit einem Gehalt an 28 % Fett, 69 °/o

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Nichtfettbestandteilen und 3% Feuchtigkeit wurde tionieren der verschiedenen Elemente des Apparats verglichen mit einem Vollmilchpulver der gleichen wird das im Trichter durch Schwerkraft absinkende Zusammensetzung, bei dem jedoch keine Butterfett- Pulver in seiner Bewegung zuerst vom Gasstrom auffraktion zugesetzt war. gehalten, dann vom letzteren in dessen Bahn ins

Je 20 g der beiden Proben wurden in 150 ecm 5 Innere und gegen die Basis des Zyklonapparats mit-Wasser von 20° C eingeschüttet. Während sich das gerissen. Beim Aufeinandertreffen der beiden rechterfindungsgemäß behandelte Produkt ohne Umrühren winkligen Ströme werden die das Aerosol bildenden innerhalb von 20 bis 60 Sekunden mit dem Wasser flüssigen Fetttröpfchen von den Pulverteilchen leicht vermischte, war eine vollständige Mischung der absorbiert, zumal der Gasstrom, der auch das Aerosol Gegenprobe nur durch Umrühren des Gemisches zu io mitführt, eine Trennung fast aller Pulverteilchen, die erreichen. darin umherwirbeln, bewirkt und dadurch das Zu-

AIs Substanz zum Überziehen des Milchpulvers sammentreffen der Teilchen mit den Mikro-Öltröpfkann die bei 16 bis 18° C flüssige Fraktion von chen begünstigt.

Milchfett entweder für sich allein oder in Form Selbstverständlich können auch andere als die oben

einer Emulsion mit Wasser oder Magermilch -Ver- 15 beschriebenen Mittel mit Erfolg verwendet werden, wendung finden. So kann das Öl oder die Emulsion beispielsweise

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispiels- auch gegen das Innere eines ringförmigen fallenden weise folgendermaßen durchgeführt: Schleiers des Milchpulvers gesprüht werden.

Butteröl wird im allgemeinen aus Rahm mit etwa Der Ausdruck »Überziehen«, wie er in Beschrei-

35 % Fettgehalt hergestellt, welcher durch Zentrifu- so bung und Ansprüchen hier verwendet wird, bedeutet, gieren aus frischer Vollmilch abgeschieden wird. die Oberfläche der Milchpulverteilchen vor, während Nach der Pasteurisierung bei 80° C wird der Rahm oder nach ihrem Austritt aus der Trocknungsvorein zweites Mal zentrifugiert, wodurch man einen richtung durch geeignete Mittel mit der öligen Subdickflüssigen Rahm mit einem Fettgehalt von etwa stanz in Berührung zu bringen. Dieser Begriff will 80% gewinnt. Durch die Homogenisierung dieses 35 also nicht unbedingt besagen, daß jedes einzelne Rahms unter hohem Druck und bei einer Tempe- Teilchen mit der erwähnten Substanz vollständig beratur von etwa 70° C, erhält man flüssiges Butteröl, deckt wird, sondern in einem weiteren Sinne auch, welches auf einer Schicht Magermilch schwimmt. daß die mikroskopisch kleinen Fetttröpfchen mit Nach Waschen mit warmem Wasser und Zentrifu- den Pulverteilchen in Berrührung gebracht und von gieren des so erhaltenen Öls fällt normalerweise ein 30 diesen auf einem mehr oder weniger großen Teil klares, sauberes Produkt mit geringem Restwasser- ihrer Oberfläche, einschließlich der Berührungsfläche gehalt an. zwischen zusammengeballten Einzelteilchen, absor-

Das so gewonnene Öl wird mittels einer Pumpe in biert werden. Das Absorptionsvermögen der Pulvereinen mit Eiswasser gespeisten Wärmeaustauscher teilchen ist für öl relativ groß; aus Vollmilchpulver, geleitet, dessen mit dem Öl in Kontakt stehende 35 dessen Teilchen in einem Gewichtsverhältnis von Innenwände durch rotierende Messer ständig ge- 2%, bezogen auf die Gesamtpulvermenge, »überreinigt werden. Am Ausgang des Wärmeaustauschers zogen« worden sind, läßt sich eine Vollmilch ohne kann dann eine halbfeste Substanz von der gewünsch- jede Fettabscheidung, beispielsweise in Form von ten Temperatur von 16 bis 18° C aufgefangen wer- Fettaugen an der Oberfläche der rekonstituierten den, die aus feinen Kristallen der hochschmelzenden 40 Flüssigkeit, herstellen.

Fraktion besteht, welche mit der flüssigen Fraktion Für die Herstellung eines Vollmilchpulvers nach

des ursprünglichen Öls überzogen sind. Diese Mi- dem erfindungsgemäßen Verfahren, das nur aus Beschung wird eine Zeitlang bei 16° C gelagert, dann standteilen der Ausgangsvollmilch besteht, wird auf ein Filter gebracht, wo entweder durch Druck zweckmäßig so vorgegangen, daß aus mindestens oder durch Vakuum die Scheidung der beiden Fett- 45 einem Teil der Ausgangsvollmilch das Fett abgefraktionen erfolgt. Um den Qualitätsanforderungen schieden, durch Kristallisation bei 16 bis 18° C in zu genügen, muß die Fraktion des tiefschmelzenden zwei Fraktionen zerlegt und die bei dieser Tempe-Fetts bei der Lagerung bei einer Temperatur von ratur flüssige Fraktion abgetrennt wird, daß die bei 16° C oder etwas darüber kristallfrei sein. Das Ver- dieser Temperatur feste Fraktion wieder der Aushältnis 5° gangsmilch zugegeben wird, welche darauf pasteuri-

Fraktion des festen Fetts ^siert' gegebenenfalls homogenisiert, eingedickt und

in ein trockenes Pulver übergeführt wird, und daß

Fraktion des flüssigen Fetts die erhaltenen Milchpulverteilchen durch Versprühen

der erwähnten flüssigen Milchfettfraktion mit der-

bei einer Temperatur von 16° C schwankt je nach 55 selben mindestens teilweise überzogen werden,
der Art der verwendeten frischen Vollmilch und der Ein derart hergestelltes Vollmilchpulver besitzt,

Jahreszeit ihrer Gewinnung. Im Durchschnitt liegt im Sinne der eingangs erwähnten Definition, eine dieses Verhältnis bei etwa 4:1; im Sommer liegt es »gute sofortige Mischbarkeit« in Wasser von 20 bis etwas unter diesem Wert, im Winter etwas darüber. 40° C.

Das zu überziehende Milchpulver wird auf an sich 60 Jedes einzelne Teilchen eines derartigen Pulvers bekannte Art durch einen Vibrations-Dosierapparat ist so aufgebaut, daß die fettfreien Trockensubstanzen in einen Trichter geschüttet, der die Wand des Luft- der Milch gleichmäßig im Innern der Teilchen angeeintrittskanals eines Zyklonapparats senkrecht zur ordnet sind, während das Milchfett in oder auf diesen Achse dieses Kanals durchquert. In dieser Achse be- Teilchen ungleichmäßig verteilt ist; die bei 16° C findet sich ein mit Druckgas betriebener pneuma- 65 feste Fraktion des Milchfetts befindet sich im Innern tischer Zerstäuber, der das öl oder die Emulsion in der Teilchen, die bei der gleichen Temperatur flüssige einem mengenmäßig einstellbaren und konstanten Fraktion dagegen größtenteils an der Oberfläche. Aerosolstrahl versprüht. Beim gleichzeitigen Funk- Selbstverständlich ist dabei die Gesamtzusammen-

setzung des Pulvers dieselbe wie diejenige der als Ausgangsstoff verwendeten Vollmilch.

Beispiel 1
Verbesserung eines Milchpulvers

Als Rohstoff dient ein Milchpulver mit einem Fettgehalt von 25 »/0, das aus Vollmilch auf folgende übliche Weise erhalten worden ist: Kurzzeiterhitzung; Eindickung bis auf einen Trockensubstanzgehalt von 26%; Homogenisierung, bis die Fettkörperchen auf einen mittleren Durchmesser von 1 bis 2 μ zerkleinert sind; und Trocknung durch Zerstäuben bei einer Temperatur, die zu einem Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 2 und 2,5 % führt.

Dieses Produkt besitzt zwar eine befriedigende Löslichkeit, aber keine »gute sofortige Mischbarkeit« (nach obiger Definition) in Wasser von 40° C. Diese letztere Eigenschaft kann dem obigen Pulver dadurch verliehen werden, daß man es nach dem oben beschriebenen Verfahren mit einer bei 16 bis 18° C ao flüssigen Fraktion von Milchfett überzieht, die gewichtsmäßig 2% des anfallenden Endprodukts ausmacht.

Das so behandelte Milchpulver besitzt, trotz seiner »ölig« aussehenden Oberfläche und seinem hohen spezifischen Gewicht, eine »gute sofortige Mischbarkeit« in Wasser von 40° C; im Laufe einer normalen Lagerungsdauer war keinerlei organoleptische Veränderung festzustellen.

Beispiel 2

Herstellung eines Vollmilchpulvers,
ausgehend von Frischmilch

Man geht von einer Vollmilch aus, die so standardisiert worden ist, daß der Endfettgehalt im getrockneten Pulver 28% des Pulvergewichts (einschließlich 3% Restfeuchtigkeit) beträgt. Von der gesamten zu verarbeitenden Vollmilchmenge (100%) entnimmt man ein Quantum von 35,6 %, das zwecks Gewinnung eines Rahms von 35% Fettgehalt beispielsweise im Verhältnis 1:10 zentrifugiert wird. Die bei dieser Operation anfallende Magermilch wird sofort wieder zur Restmenge (64,4%) der Ausgangs-Frischmilch gegeben.

Der 35%ige Rahm wird ein zweites Mal zentrifugiert, um einen dickflüsigen Rahm von mindestens 80% Fettgehalt zu bekommen. Wie zuvor wird die anfallende Magermilch zur Restmenge der Ausgangs-Frischmilch gegeben. Aus diesem mindestens 80%igen Rahm wird durch Homogenisierung Butteröl gewonnen, und die untere Schicht aus Magermilch wird ebenfalls zur Restmenge der Ausgangs-Frischmilch gegeben.

Die so erhaltene Butterölmasse, die 10% des Gewichts der Pulverendmenge ausmacht, wird in zwei Fraktionen geteilt, wovon die eine, bei 16° C kristallin, etwa 8% des Gesamtgewichts der Pulverendmenge ausmacht, während die andere, die aus dem bei der vorgenannten Temperatur flüssigen Fett besteht, etwa 2% dieses Gewichts, ausmacht. Diese letztere Fraktion bildet den Rohstoff für das am Ende des Verfahrens stattfindende Überziehen der Pulverteilchen.

Die bei etwa 4° C aufbewahrte Restmenge der Ausgangs-Frischmilch und die obengenannte kristalline Fraktion des Fetts, die geschmolzen und danach auf 50° C gehalten worden ist, werden gemischt und kontinuierlich bei einer Temperatur von 90° C während 2 bis 5 Sekunden pasteurisiert. Darauf wird die Milch im Vakuum und bei niedriger Temperatur (z.B. 45°C) eingedickt, bis ein Produkt mit einem Gehalt an Trockensubstanz von etwa 40 Gewichtsprozent entsteht. Nach Erhitzen auf etwa 60° C wird das Produkt doppelt homogenisiert. Das Produkt wird anschließend im Inneren eines Trocknungsapparates kontinuierlich zerstäubt, wobei die Wärmezufuhr so eingestellt wird, daß die Durchschnittstemperatur der Luft im Inneren des Apparats 70° C nicht überschreitet und der Restwassergehalt des Pulvers nicht größer als 5,5 bis 6% ist. Schließlich wird das pulverförmige Produkt sorgfältig in den oben beschriebenen Zyklonapparat verbracht, wo die Pulverteilchen mit der bei 16° C flüssigen Fraktion des Milchfetts, die 2% des Gewichts des Endproduktes ausmacht, überzogen werden.

Um dem Produkt einen Restwassergehalt von 3% oder weniger zu verleihen, wird das »überzogene« Pulver auf einem Schüttelsieb durch einen Heißluftstrom von vorzugsweise etwa 100° C getrocknet.

Nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann die letzte Trocknung vor dem Überziehen stattfinden.

Das getrocknete Pulver mit einem Wassergehalt von 3% oder weniger wird schließlich auf einem zweiten Schüttelsieb durch einen trockenen Kaltluftstrom abgekühlt und anschließend in geeigneter Weise verpackt.

Das so hergestellte Vollmilchpulver besitzt eine »gute sofortige Mischbarkeit« nach obiger Definition in Wasser von 25° C; es bewahrt diese Eigenschaft auch nach längerer Lagerung, in deren Verlauf auch keine nennenswerte organoleptische Veränderung festgestellt werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Dispergierbarkeit und Benetzbarkeit von Milchpulver durch Zusatz von Milchfettfraktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der getrockneten Milchpulverteilchen mindestens teilweise mit einer Substanz überzogen wird, die eine bei 16 bis 18° C flüssige Fraktion von Milchfett enthält, und wobei die zugesetzte Milchfettfraktion derart bemessen ist, daß sie im Endprodukt in Mengen bis zu 2% vorliegt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Vollmilchpulvers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus mindestens einem Teil der AusgangSr Vollmilch das Fett abgeschieden, durch. Kristallisation, bei 16 bis 18° C in zwei Fraktionen zerlegt und die bei dieser Temperatur flüssige Fraktion abgetrennt wird; daß die bei dieser Temperatur feste Fraktion wieder der Ausgangsmilch zugegeben wird, welche darauf pasteurisiert, gegebenenfalls homogenisiert, eingedickt und in ein trockenes Pulver übergeführt wird; und daß die erhaltenen Milchpulverteilchen durch Versprühen der abgetrennten flüssigen Milchfettfraktion mit derselben mindestens teilweise überzogen werden.