DE2758515B2

DE2758515B2 - Verfahren zum Trocknen von Nahrungsmitteln mit Heißluft

Info

Publication number: DE2758515B2
Application number: DE2758515A
Authority: DE
Inventors: Ronald Leon Webster Groves Madl; Jerry Thomas St. Louis Ortinau; Frank Joseph San Marcos Calif. Simon
Original assignee: Ralston Purina Co
Current assignee: Nestle Purina PetCare Co
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DK571877A; US4075358A; CA1090647A; SU882424A3; GB1566667A; PL203484A1; PL120625B1; FR2376386A1; DE2758515C3; JPS5384263A; YU260977A; JPS6012543B2; NL7713201A; DE2758515A1; BE862469A; SE7713453L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Nahrungsmitteln mit Heißluft, bei dem die Trocknungsluft direkt von einem Brenner erhitzt wird.

Das Verfahren ist insbesondere zum Trocknen von proteinhaltigem Matertal bestimmt, und das Erhitzen der Trocknungsluft soll so vorgenommen werden, daß die Ansammlung von Verbrennungsprodukten, insbesondere von Nitrit, in dem proteinhaltigen Material wesentlich verringert wird.

Nahrungsmittel-Trockenprodukte, wie getrocknete Proleinprodukte, werden in großem Umfang als Bestandteile für Nahrungsmittel verwendet, entweder zur Proteinanreicherung oder als Austauschstoff für andere proteinhaltige Komponenten, wie Frischmilch oder Eier. Zu Produkten dieser ArI gehören Milchproteine wie Trockencasein, Casein/Molke-Gemische und Eiproteine wie Albumin. Auch Pflanzenprotein-Produkte werd'in verwendet, darunter Pfoteinisolate oder -konzentrate aus Sojabohnen, Baumwollsaat, Erdnüssen usw. Getrocknete Proteinisolate aus pflanzlichen Proteinrohstoffen, wie Sojabohnen, werden verbreitet als Nahrungsmiuelzusälze verwendet. Diese Isolate werden in der Regel durch Extrahieren des Proteins aus dem Pflanzenmaterial und Abtrennen des ungelösten, ausgezogenen Materials von der Fatrakfionslösung gewonnen.

Eine solche Extraktion wird im allgemeinen mit einem alkalischen oder neutralen wäßrigen Medium ausgeführt. Die das extrahierte Protein (.'nthaltcnde Lösung wird sodann angesäuert, und ihr pH-Wert wird auf den isoelcktrischen Punkt des Proteins eingestellt. Das Protein fällt am isodektrischen Punkt aus und wird durch Zentrifugieren oder dergleichen konzentriert Falls gewünscht, kann es neutralisiert, mit einem pH-Wert am oder in der Nähe des isoelektrischen Punktes aufbewahrt oder zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften des Proteins weiterverarbeitet werden. Typische Weiterverarbeitungsverfahren, die die Behandlung des Proteinmaterials zur Entfernung von Geruchsstoffen oder zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften veranschaulichen, sind in

in den US-Patentschriften 36 42 490, 36 45 745, 38 30 942 und 36 94 221 beschrieben.

Unabhängig von der Art der Weiterverarbeitung eines Proteinisolats wird zweckmäßigerweise eine Entwässerung des Materials vorgenommen, um ein

ι > Trockenmaieria! zu erhalten, da dieses leicht zu lagern und auch einfach als Zusatz zu Nahrungsmitteln zu verwenden ist Die Entwässerung von Proteinmaterial kann nach einer Anzahl von Verfahren aufgeführt werden, die an sich bekannt sind. Die günstigste

2t) Entwässerungsmethode besteht darin, den Proteinschlamm mit einem Strom erhitzter Luft in Berührung zu bringen und das Wasser möglichst schnell und ökonomisch zu entfernen,, ohne die funktionellen Eigenschaften des Proteinmaterials nachteilig zu beein-

2~> flüssen.

Das am häufigsten angewendete Verfahren dieser allgemeinen Art ist als Zerstäubungs- oder Sprühtrocknung bekannt. Bei der Zerstäubungstrocknung wird eine Lösung oder Aufschlämmung des Proteinmatcrials

ίο durch eine Düse unter hohem Druck in eine Trocknungskammer eingespritzt und dabei in feine Tröpfchen zerstäubt Gleichzeitig wird ein Heißluftstrom durch die Kammer geleitet. Die Heißluft liefer; die erforderliche Wärme zum Verdampfen der Feuch-

K tigkeit, nimmt die verdampfte Feuchtigkeit auf und trägt sie aus der Kammer aus. Die Trocknungsluft wird in der Regel gefiltert und erhitzt, bevor sie mit dem zerstäubten Produkt in Berührung gebracht wird, und sie kann durch Druck oder Saugzug durch die Kammer geleitet werden.

Die Trocknungsluft kann auf verschiedene Wei.sc erhitzt werden, unter anderem mit Hilfe indirekter Erhitzer oder durch direktes Erhitzen. Bei indirekten Erhitzern wird ein Brennstoff verbrannt und die erzeugte Wärme durch eine Metallfläche auf die Luft übertragen. Beim direkten Erhitzen treten die Verbrennungsprodukte aus der Flamme oder dem Brenner in den Trockner ein, da sich die Flamme in direktem Kontakt mit der Trocknungsluft befindet Trockner mit

v> direkter Erhitzung haben den Vorteil dnes höheren Wärme Wirkungsgrades infolge geringerer Verluste bei der Wärmeübertragung und daraus sich ergebender höherer Temperaturen des in die Trocknungskammer eintretenden Luftstroms. Nach dem Trocknen wird das

Yi getrocknete Produkt aus dem Luftstrom abgetrennt, gekühlt und verpackt

Trockner mit direkter Erhitzung der Trocknungsluft haben zwar einen .sehr hohen Wärniewirkungsgrad beim Erhitzen des in den Zerstäubungstrockner

bo einirelenden Luftsiroms, aber auch den grundsätzlichen Nachteil, daß Verhrenni/ngsprodiifcle in den Heißluftstrom gelangen. Zu typischen Verbrenniingsprodukien gehören auch Stickstoff- und Kohlenoxide. Die Stickstoffoxide bilden ein besonderes Problem beim Trock-

b"> nen von Nahrungsmiilclprodukten, wie proleinhaliigen Materialien, da bei der Verbrennung gebildetes Stickstoffoxid oder Stickstoffdioxid in die Trocknungsluft gelangt und in dem zu trocknenden Prodcki mit dem

darin vorhandenen Wasser salpetrige Säure (HNO₂) bPdet, Falls das protejnhaltige Material noch etwas sauer ist, ist die gebildete salpetrige Säure einigermaßen beständig und dissoziiert nicht leicht in Nitrit-Ionen, die in dem Produkt zurückbleiben können. Die relative Beständigkeit der salpetrigen Säure in saurer Umgebung macht ihre Entfernung zusammen mit dem Wasser etwas leichter, und die Neigung zur Bildung von Nitrit-Rückständen in dem Produkt ist geringer, wenn das Produkt beim Trocknen einen sauren pH-Wert von 6,0 oder niedriger hat Wenn das Produkt jedoch nicht sauer ist, neigt die salpetrige Säure zur Dissoziation und Bildung von Nitrit(NO2-)-lonen, die beim Trocknen nicht leicht mit dem Wasser entfernt werden können. Dies führt zu einem unerwünschten Nitrit-Rückstand in i^r> dem getrockneten Proteinmaterial.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, durch das beim Trocknen von Proteinmaterial einschließlich Pflanzenproteinisolaten mit direkt ·· durch eine Flamme erhitzter Trocknungsluft die Bildung 2a von Nitrit- und amkren Verbrennungsprodtikt-Rückständen in dem getrockneten Proteinmaterial erheblich verringert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im η Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst. ■

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Verbrennungsführung in der angegebenen Weise und die Abschirmung der Flamme gegen die hi Trocknungsluft wird die Abgabe unerwünschter Verbrennungsprodukte an die Trocknungsluft und dadurch die Bildung unerwünschter Rückstände von Verbrennungsprodukten, wie Nitriten, r.i dem getrockneten Proteinmaterial verringert. π

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Art der Verbrennungsführung eignet sich besonders für die Zerstäubungstrocknung von Nahrungsmitteln, kann aber auch bei anderen Trocknungsverfahren angewendet werden, bei denen ein Luftstrom direkt mit einer 4» Brennerflamme erhitzt wird. Obwohl die Erfindung nachstehend für den Fall der Zerstäubungstrocknung von Proteinmaterial beschrieben wird, kann sie auch bei der Zerstäubungstrocknung anderer Stoffe in Zerstäubungstrocknern mit horizontalen und vertikalen Zcr- 4, siäubungskammern und Führung von Luft und Produkt im Gleichstrom angewendet werden.

Für den Erfolg des Verfahrens ist zunächst wichtig, daß ein Brennstoff/Luft-Gemisch gebildet wird, das die zur im wesentlichen vollständigen Verbrennung stö- > <> chiometrisch erforderliche Menge Luft enthält. Ein weiterer wichtiger Faktor besteht im Betrieb des Brenners mit einer solchen Leistung, daß seine Wärmeabgabe ausreicht, um die Luft auf Trocknungslemperatur zu erhitzen, aber unterhalb einer Grenze « bleibt, oberhalb der die Gegenwart von Verbrennungsprodukten in der Trocknungsluft stark zunimmt. Schließlich ist auch noch von Bedeutung, daß möglichst wenig Trocknungsluft in die Flamme gelangt. Alle diese Faktoren haben sich bei der Trocknung von Proteinma- mi ieri.il im Vermeidung der Ansammlung unerwünschter Verbrenniingsrückstände in dem Proleinmaterial als wichtig erwiesen.

Ein zur Anführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besonders geeigneter Brenner, auf dessen h> Verwendung die Erfindung aber nicht beschränkt ist. ist in der US-Patentschrift J2 97 259 und der I I.S-Rcissi'e-Patcntschrift 25ti2b beschrieben. Der angestrebte Zweck der Erfindung wird ferner am besten mit einem Vormisebbrenner oder einem Brenner erreicht, bei dem Heizöl oder Brenngas vor der Verbrennung mit der stöohiometrischen Menge Luft gemischt werden kann, da sich herausgestellt hat, daß es zur Verminderung des Stickoxidgehahes der Trocknungsluft und damit des Nitritgehaltes des Trocknungsproduktes wesentlich ist, die Verwendung von Trocknungsluft zum Unterhalten der Verbrennung weitgehend zu vermeiden, auch wekn die Verwendung von Verbrennungsluft zur Verbrennung allgemein für eine gute Brennstoffausnutzung und hohe Brennerleistung als wünschenswert angesehen wird. Es ist deshalb notwendig, daß vor der Verbrennung ein Brennstoff/Luft-Gemisch hergestellt wird, das die für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung stöchiometrisch erforderliche Menge Verbrennungsluft enthält, und daß Maßnahmen getroffen werden, um den Zutritt von Trocknungsluft zur Flamme soweit wie möglich zu verhindern. Diese Maßnahmen werden weiter unten beschrieben.

Die Menge der Luft in dem Verbrennungsvorgemiscb muß daher mindestens 80% der Luftmenge betragen, die theoretisch für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist Dadurch wird der Bedarf an Trocknungsluft zu Verbrennungszwecken gering gehalten.

Ferner wurde festgestellt, daß auch die richtige Regulierung der Flammenform und des Brennerbetriebs zur Vermeidung der Verwendung von Trocknungsluft für die Verbrennung wesentlich ist Wie bereits erwähnt, gilt es beim gegenwärtigen Stand der Technik als wünschenswert. Trocknungsluft für die Verbrennung zu verwenden. Zwar ist bekannt daß ein Schwachbetrieb des Brenners mit geringem Brennstoffdurchsatz möglich ist, bei dem die Verbrennung auch ohne Ansaugung von Verbrennungsluft aus der Trocknungsluft stattfindet; bei einem derartigen Schwachbetrieb des Brenners wurde aber nie ein hoher Brennstoffdurchsatz und damit eine Regulierung der Wärmeabgabe der Flamme auf einen bestimmten kritischen Bereich zur Verringerung von Verbrennungsproduklen in der Trocknungsluft in Betracht gezogen. Eine gewisse Mindestwärmeangabe ist natürlich zum Trocknen des Proteinmaterials notwendig; aber eine Regulierung der Wärmeabgabe ist ebenfalls notwendig, um den Gehalt der Trocknungsluft an unerwünschten Verbrennungsprodukten wesentlich zu vermindern. Diese Wärmeabgabe wird in der Beschreibung und in den Ansprüchen in der Einheit kW/m Brenner angegeben und weiter unten näher beschrieben.

Eine Regulierung der Flamme zur möglichst weitgehenden Vermeidung der Verwendung von Trocknungsluft zu Verbrennungszwecken wird in zufriedenstellender Weise mit Hilfe der in der US-Patentschrift 32 97 259 und der US-Reissue-Patentschrift 25 626 beschriebenen Brennern erreicht, die mit »Mischblechen« oder Strömungsleitblechen ausgerüstet sind. Diese Bleche erstrecken sich in den umgebenden Trocknungsluftstrom und lenken bei normalem Bi ennerbetrieb in der Regel kleine Luftstrahlen in ein gasreiches Brennstoffgemisch. Die Größe der Öffnungen ist so abgestuft, daß um so mehr Verbrennungsluft durchtreten kann, je gasreicher das Brennstoffgemisch is:. Bei gebräuchlichem Betrieb eines Brenners der vorstehend genannten Art in herkömmlicher Weise wurde also zur Ausfüllung des von den Mischblechen gebildeten Trogs oder Kanals mit der Flamme Verbrennungsluft aus der Trocknungsluft entnommen.

Wie aber bereits ausgeführt, erhöbt die Verwendung vpn Trocknungsluft for die Verbrennung den Gehalt der Trocknungsluft an unerwünschten Verbrennungsprodukten und damit auch die Verbrennungsprodukt-Rückstände im Trocknungsgut Es ist daher notwendig, vor der Verbrennung ein komplettes Vorgemisch aus Brennstoff und Luft herzustellen, die Flamme zu regulieren und eine übermäßige Vermischung der Trocknungsluft mit der Flamme zu vermeiden.

Bei Brennern der vorstehend beschriebenen Bauart wird in zufriedenstellender Weise die Notwendigkeit vermieden. Verbrennungsluft aus der Trocknungsluft zu entnehmen, wenn der Brenner so betrieben wird, daß die Misch- oder Strömungsleitbleche als Flammenabschirmung dienen und das Ansaugen von Trocknungsluft für Verbrennungszwecke verhindern. Auch wenn der Kanal oder Trog, in dem die Verbrennung stattfindet, durch die divergierenden Mischbleche gegen die Trocknungsluft abgeschirmt ist, verhüten die normalerweise zur Entnahme von Verbrennungsluft aus däBirtDroGknuiigsluftstrom dienenden öffnungen oder Luftäösen doch" die Entstehung eines 'Jnterdruckes in dem Kanal, wenn der Trockner mit einem Luftstrom von VerhähViismäßig hoher Geschwindigkeit betriebea wird. Die Entstehung eines Unterdruckes würde auch zum Ansaugen von Trocknungsluft an den Leitblechen vorbei in die Flamme führen. Durch die Abschirmung wird daher eine einwandfreie Flammenfüfirung erreicht, die in Verbindung mit dem Vormischen von Brennstoff und Verbrennungsluft zu einer Erhitzung der Trocknungsluft führt, bei der der Gehalt der Trocknungsluft an unerwünschten Verbrennungsprodukten, wie Siickoxiden, wesentlich verringert wird.

Es ist ferner wichtig, daß beim Betrieb des Brenners mit abgeschirmter Ramme der Brennstoffdurchsatz und damit die Heizleistung des Brenners so eingestellt wird, daß die Trocknungsluft auf eine für die Trocknung praktische Temperatur erhitzt wird. Es wurde aber festgestellt, daß die Wärmeabgabe des Brenners 769 kV7m Brenner nicht überschreiten soll, da sonst der Gehalt der Trocknungsluft an Stickoxiden auf eine nicht mehr annehmbare Höhe ansteigt. Es ist also zwar eine gewisse Heizleistung des Brenners oder der Flamme erforderlich, um die Trocknungsluft je nach Menge und Geschwindigkeit auf eine Temperatur von im allgemeinen 165 bis 315°C zu erhitzen, doch liegt eine zur Erzielung einer zufriedenstellenden Trocknung bei Minimierung der Bildung unerwünschter Verbrennungsprodukte typische Mindestheizleistung in der Größenordnung vi>n etwa 288 kW/m Brenner. Besser isi eine Heizleistung von 577 kW/m Brenner. Die gena'ie Mindestheizleistung, die angewendet werden kann, ist wegen der Erzielung niedriger Stickoxid-Gehalte im Luftstrom allein keine kritische Größe, da bei einem Schv.achbrand des Brenners mit niedrigem Brennstoffdurchsatz und geringerer als der fül Trocknungszwecke erforderlichen Mindestheizleistung zu niedrigen Stickoxid-Gehalten im Luftstrom führt. Die Erfindung ist deshalb nach unten auf eine solche Heizleistung begrenzt, die für eine zufriedenstellende Trocknung des Nahrungsmittelmalerials ausreicht, wobei aber die Wärmeabgabe des Brenners keinesfalls 769 kW/m Brenner überschreiten darf. Wenn die Heizleistung unterhalb dieser Gren/x gehallen wird, wird die Entstehung unannehmbarer Stickoxid-Gchnlic im Trocknungsluftstrom vermieden.

Die Regulierung des Trocknungsluflstroms ist ebenfalls wichtig, jedoch nicht so kritisch wie die anderen Faktoren, Die Geschwindigkeit dos Trocknungsluftstromes sollte im allgemeinen mindestens 710 m/min, besser zwischen 710 und 1515 m/min, gemessen an der Außenkante der Mischbleche oder Brennerabschirmungen. betragen, da bei dieser Strömungsgeschwindigkeit ein gutes Gleichgewicht zwischen Regulierung der Ramme, Heizleistung und Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, das eine Optimierung der Trocknungsbedingungen bei gleichzeitiger Verminderung der Bildung

ίο unerwünschter Verbrennungsprodukte, wie Stickoxide, im Trocknungsluftstrom ermöglicht

An Hand der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht Sie zeigen die Stickoxid-Gehalte, die in direkt mit einer Ramme erhitzten Luftströmen erhalten werden können. Der Stickstoffdioxid-Gehalt des Luftstromes in jedem Beispiel wurde nach einer Methode bestimmt, die in »Methods of Air Sampling and Analysis«, American Public Health Assn., 1972, Seite 340, beschrieben ist.

Zuerst wird ein Farbreagr rvz hergestellt Hierzu werden 86CFmI destilliertes Wässer mit 140 ml Eisessig gemischt dann werden dem Gemisch 5,5 g Sulfanilsäure und"anschließend 0,02 g N-(l-Naphthyl)-ethylendiamindihydrochlorid zugesetzt Dieses Reagenz wird in einem geschlossenen Gefäß aufbewahrt

10 ml dieses Farbreagenzes werden in einen 2-l-Meßkolben von geeichtem Volumen gegeben. Der Kolben wird dann teilweise evakuiert und der Druck mit Einern Manometer gemessen. Durch Ö/fnen des Kolbens in

J<> dem zu untersuchenden Luftstrom wird eine Gasprobe angesaugt Nach Einstellung eines Gleichgewichtes zwischen Luftprobe und Farbreagenz im Kolben oder nach etwa 30 Minuten wird der Druck erneut gemessen und die Extinktion des Farbreagenzes in einem Kolorimeter bei 550 mn bestimmt.

Der Stickstoffdioxid-Gehalt des Luftstromes wird nach folgender Gleichung berechnet:

V-(V-V) ' ^P ■ ²⁹⁸'²
'~^{(K/ Kr)}l()l3 / + 273,2

V» = VoIumenderGas?robebei25°C[ml]
Vr = Eichvolumen des Meßkolbens[2050 ml]
Vr = Volumendes Farbreagenzes[10 ml]
ΔP = Druckdifferenz[mbar] zwischen dem. Druck nach der Teilevakuierung des Kolbens und dem Druck nach Einstellung des Gleichgewichts
/ = Temperatur [⁰C] des Kolbens nach Einstellung des Gleichgewichts

Bei f=25"C vereinfacht sich die Gleichung zu:

Den NOj-Gehalt der Luft erhall man aus der r> Gleichung:

24,46· !0W
NO₂ = _._.__ [_m|/_m3]

M) 24,46= Molvolumen bei 25° C
W - mg NO?/I Reagenzlösung
46 = Molekulargewicht des NO?.

Da 0,3 ml NO^/m' 0.J4 F.xtinktionseinheiten entsprctTi chen, vereinfacht sich die Bcstimmungsgleichung zu:

438.1 · [Extinktion

[ml/m¹].

In den Beispielen I his IO sind die Stickstoffdioxid- Brenners und Gehalte der Trocknungsluft zu Vergleichszwecken in rücksichtigt: folgender Maßeinheit ausgedrückt, die die Größe des

den Brennsloffgemisch-Durchsalz be-

N O₂-ZaM =

Gemessener NO₂-Gehalt [ml/m^J] ■ K)⁴ Brennstoffgcmisch-Durchsatz [rrv'/h] ■ Brennerlänge [m] '

Beispiel I

F.in ^cM4mm langer Standardabschnitt des in den US-Patentschriften 32 97 259 und Reissue 25 626 beschriebenen Brenners mit der Slandardöffnung von 2,7 mm Durchmesser wurde bei zwei Versuchen in der gemäß den Daten in der folgenden Tabelle I variierten Betriebsweise eingesetzt und die dabei an die Trocknungsluft abgegebene Menge Stickstoffdioxid entsprechende NÖ2-Zahi ermittelt. Die zur Verbrennung erforderliche Luft wurde mit dem Brenngas gemischt, bevor das Gemisch dem Brenner zugeführt wurde. Die im Brenner erzeugte Flamme war schmal und gegen die Trocknungsluft durch die Misch- oder Strömungsleilbleche des Brenners abgeschirmt.

ι > Im Versuch 2 wurde ein Teil der Trocknungsluft zur Verbrennung des Brennstoffgemisches verwendet. Wie ersichtlich, führt die Verwendung von Trocknungsluft zu Verbrennungszwecken zu einem erheblichen Anstieg des Gehaltes unerwünschter Verbrennungsprodukte in

."> der Trocknungsluft.

Tabelle

Brcnnsloffgemisch-Durchsatz. (mVh) Druck in Hauptleitung (mbar) Heizleistung (kW/m)
Luftströmungsgeschwindigkeit (m/min) Lufttemperatur ( C)

Anteil der zur Verbrennung erforderlichen Luftmenge (%)

N O, -Za hl

Ve rsuc	h
I	2
41	57
39	9.5
464	641
792	1096
220	249
97

97 226

Beispiel

Der 914 mm lange Abschnitt des im Beispiel 1 erwähnten Brenners wurde modifiziert, indem die Standardöffnu^g auf 3.8 mm Durchmesser erweitert wurde. Bei den Versuchen 3 bis 5 war die Flamme wieder schmal und gegen die Trocknungsluft durch die Misch- oder Strömungsleitbleche abgeschirmt. Bei den Versuchen 6 bis 9 füllte die im Brenner erzeugte Flamme den Raum zwischen den Misch- oder Strömungsleitblechen völlig aus und saugte daher eine wesentliche Menge Trocknungsluft zu Verbrennungszwecken an. Die Betriebsweise des Brenners wurde gemäß nachfolgenden Daten variiert und dabei die angegebenen Ergebnisse erzielt:

Tabelle 2

Brennstoffgemisch-Durchsatz (nvVh)
Druck in Hauptleitung (mbar)
Heizleistung (kW/m)

Anteil der zur Verbrennung
erforderlichen Luftmenge (%)

Luftströmungsgeschwindigkeit (m/min)
Lufttemperatur ( C)

61.6	61.6	65	54,5	43,2	46	29,7
22.5	22.5	22,5	31	24	18	5
697	697	697	925	733	781	505
133	133	124	116	130	102	87
610	1250	1490	1430	910	1310	945
252	246	246	249	238	249	194

NO-Zahl

83

117

89 205

342

285

H e i s ρ i e I 3

Ein Reihenbrenner in Form eines Kreuzes, dessen eines Segment eine Länge von 610 mm und dessen anderes Segment eine Länge von J05 mm hatte und der mit Öffnungen von 3,3 mm Durchmesser versehen war, wurde mit einem Brennstoffgemisch-Durchsatz von 51 mV]< bei einem Hautpleitungsdruck von 37 mbar Überdruck betrieben und ergab eine Heizleistung von 577 kW/m Brenner. Die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft betrug 914 m/min, und es wurde eine Lufttemperatur von 238^C erreicht. 100% der /ur Verbrennung benötigten Luft wurden mit dem Brenngas gemischt, bevor das Brennstoffgemisch dem Brenner zugeführt wurde. Die in dem Brenner erzeugte Flamme war schmal und gegen die Trocknungsluft durch die Misch- oder Strömungsleitbleche abgeschirmt. Der in der Trocknungsluft gemessene Stick-

StOinjiGÄiCi-vjCiiait CniSpPaCn CinC-Γ tiwj-^nnr VOn ί .jl. Beispiel 4

Zur Veranschaulichung der Verminderung des Gehalts an Verbrennungsprodukt-Rückständen in dem getrockneten Nahrungsmittel wurde ein Proteinisolat durch Extraktion von 90,8 kg Sojabohnenflocken mit einer alkalischen Calciumhydroxid-Lösung hergestellt. Der alkalische Proteinextrakt wurde geklärt und das Protein mit Phosphorsäure bei pH 4,5 ausgefällt. Das ausgefällte Protein hatte den angegebenen pH-Wert von 7.0 bis 7.1. Die neutralisierte Aufschlämmung wurde sodanr in einem Strahldüsenkocher mit einer Verweilzeit von 8 Sekunden bei 155°C unter einem Druck von 726 mbar absolut gekocht und anschließend in einem Zerstäubungstrockner getrocknet, der mit einem 610 mm langen Abschnitt des im Beispiel I beschriebenen Brenners ausgerüstet war.

Ein Teil der neutralisierten Aufschlämmung wurde nach dem Verfahren gemäß der Erfindung getrocknet, wobei dem Zerstäubungstrockner eine Gesamtluftmenge von 39,6 mVmin zugeführt und der Brenner mit einem Brennstoffgemisch-Durchsatz von 17,6 mVh betrieben wurde, der eine Heizleistung von 298 kW/m Brenner ergab. Die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft, gemessen an der Außenkante der Misch- oder Strömungsleitbleche des Brenners, betrug 760 m/min. Der Zerstäubungstrockner wurde mit einer Eintrittstemperatur der Trocknungsluft von 249°C und einer Austrittstemperatur der Luft von 104" C betrieben. Der Zuführdruck bei der Einspeisung der Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 7,1 und einem Feststoffgehalt von 9,85% betrug 83 bar.

Der Brenner wurde mit einem Brennstoffgemisch betrieben, das die stöchiometrische Menge Verbrennungsluft enthielt, die mit dem Brenngas vor der Zuführung des Gemisches zum Brenner gemischt worden war. Die Brcnnerflamme wurde von den Mischoder Strömungsleitblechen gegen die Trocknungsluft abgeschirmt. In der Trocknungsluft wurde ein Stickstoffdioxid-Gehalt von 0.52CmVm' gemessen. Das sprühgetrocknete Sojaproteinisolat hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 5,1% und einen Nilritgehall von 6,4 mg/kg.

Ein zweiter Teil der neutralisierten Aufschlämmung

ii'i uci vuimcmi'iiu υύΜ

Anlage getrocknet, wobei jedoch der Brenner in herkömmlicher Weise betrieben wurde.

Dem Zerstäubungstrockner wurde eine Gesamtluftmenge von 38,0 m'/min zugeführt, und der Brenner wurde mit einem ßrennstoffgemisch-Durchsatz von 16,8 mVh betrieben, der eine Heizleistung von 286 kW/m Brenner ergab. Die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft, gemessen an der Außenkante der Misch- oder Strömungsleitbleche des Brenners, betrug 700 m/min. Der Zerstäubungstrockner wurde mit einer Eintrittstemperatur der Trocknungsluft von 249°C und einer Austrittstemperatur der Luft von IO4°C betrieben. Der Zuführungsdruck bei der Einspeisung der Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 7,1 und einem Feststoffgeha.t von 10.1% betrug83 bar.

Der Brenner wurde mit einem Brennstoffgemisch betrieben, das vor der Zuführung zum Brenner hergestellt wurde. Die erzeugte Flamme füllte den Kanal zwischen den Misch- oder Strömungslcitblechen völlig aus und saugte eine wesentliche Menge Trocknungsluft zu Verbrer.nungszwecken an. In der Trocknungsluft wurde ein Stickstoffdioxid-Gehalt von 0,90 cm Vm' gemessen. Das sprühgetrocknete Sojaproteinisolat hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 5,1% und einen Nitritgehalt von 66 mg/kg.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen von Nahrungsmitteln mit Heißluft, bei dem die Trocknungsluft direkt von der Flamme eines Brenners erhitzt wird, dem ein Brennstoff mit der für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung ausreichenden Menge Luft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff/Luft-Gemisch dem Brenner in einer solchen Menge zugeführt wird, daß die Trocknungsluft auf die zum Trocknen erforderliche Temperatur erhitzt wird, die Wärmeabgabe des Brenners aber 769 kW/m Brenner nicht überschreitet, und die Ramme von der Trocknungsluft abgeschirmt wird, so daß ein Verbrauch von Trocknungsluft zur Unterhaltung der Verbrennung eingeschränkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 710 bis 1515 m/min an dem Brenner vorbeigeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brenner in dem Brennstoff/Luft-Gemisch zugeführte Menge Verbrennungsluft mindestens 80% der zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs stöchiometrisch erforderlichen Luftmenge beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabgabe des Brenners so eingestellt wird, daß die Trocknungsluft auf mindestens 166°C erhitzt wird.