FI77358C - Foerfarande foer framstaellning av fettprodukt av typen vatten-i-fett. - Google Patents

Description

77358

Vesi-rasvassa-rasvatuotteen valmistusmenetelmä Tämän keksinnön kohteena on vesi-rasvassa- eli w/o- ras-5 vatuotteen valmistusmenetelmä, esimerkiksi voin ja margariinin valmistusmenetelmä, jossa valmistusaineena käytetään oleellisena osana kermaa, jonka rasvapitoisuus on yli 30%, ja jossa alkukiteyttäminen tapahtuu nopeasti jäähdyttävällä sekä sekoittavalla putkilämmönvaihtimella, jonka jälkeen suorite-10 taan jälkikiteytys ja tuotteen pakkaus. Keksintö on tarkoitettu sovellettavaksi myös 80% alemman rasvapitoisuuden omaavien tuotteiden valmistukseen. Tällainen ryhmä on nimenomaan 60% rasvaa sisältävät tuotteet.

Perinteisesti rasvatuotteiden valmistuksessa on ollut 15 kaksi pääalaa; meijeritekninen voin valmistus ja margariinin valmistustekniikka. Meijeritekniikassa käsitellään aluksi yhtä massavirtaa, joka on o/w-emulsio, yleensä kermaa ja esikiteytetystä massavirrasta saadaan kirnuamalla kaksi lop-putuotevirtaa. Päätuote on 80%:n rasvapitoinen voi ja toisena 20 virtana saadaan kirnumaitoa vesifaasina.

Kirnuamistekniikka ei yleensä salli valmistetun tuotteen takaisinkierrätystä, esim. pakkauskonehäiriön ajaksi, vaan kaikki valmistettu voi on joko välivarastoitava tai pakattava välittömästi. Koko valmistusprosessi kestää tavallisesti 25 useita tunteja.

Ruotsalainen patenttijulkaisu SE 428 258 esittää sellaista kirnuamistekniikkaan pohjautuvaa valmistusmenetelmää, jossa samoista raaka-aineista valmistetaan samantapaisia tuotteita kuin tämän keksinnön mukaisella valmistusmenetel-30 mällä.

Margariinin valmistuksessa käytetään edellisestä täysin poikkeavaa tekniikkaa. Perinteisen tekniikan mukaan sekoitetaan aluksi kaksi massavirtaa; vähintään 80% rasvafaasia ja loput vesifaasia. Näistä sekoitetaan w/o-emulsio, joka kitey-35 tetään jäähdyttämällä se alkaen täysin sulasta tilasta kaapijoilla varustetulla putkilämmönvaihtimella. Tämän tekniikan soveltaminen myös rasvapitoisuudeltaan 80% pienemmille tuotteille on tunnettua esim. suomalaisesta patenttijulkaisusta FI 58712.

2 77358 Tässä esitetty keksintö liittyy sellaisiin valmistettaviin tuotteisiin, joiden rasvasta olennainen osa, yli 20% on peräisin kermasta, jonka rasvapitoisuus on yli 30%, ja siis lopputuotteen kannalta käänteisestä faasista. Keksinnön 5 mukaisen valmistusmenetelmän laitetekniikka on samantapaista kuin perinteisessä margariininvalmistuksessa. Tässä suhteessa US-patenttijulkaisujen 4 447 463, Anternore, 4 443 487,

Darling ja 4 366 180, Altrock sekä GB-julkaisujen 1564 400 ja 2080 325 esittämät valmistusmenetelmät liittyvät keksinnön 10 alaan. Julkaisu US 4 447 443 esittää w/o-emulsiolevitteen valmistusta kermasta. Tässä kerma käännetään homogenisoimalla ennen jäähdytystä, jolloin saatu w/o-emulsio voidaan kiteyttää putkijäähdyttimellä kuten tavallisessa margariininvalmistuksessa .

15 Julkaisut US 4 366 180 ja GB 1 564 400 liittyvät matala- rasvapitoisen kaksoisemulsiolevitteen valmistukseen osittain o/w-emulsiosta. Näissä emulsiorakennetta ei käännetä täydellisesti vaan lopputuote on sanottu kaksoisemulsio eli o/w/o-emulsio. Em. US-julkaisun mukainen valmistusmenetelmä 20 edellyttää käytetyltä o/w-emulsiolta alhaista rasvapitoisuutta, tyypillisesti alle 10%. Esimerkkinä mainitussa tyypillisessä valmistusprosessissa käytettiin o/w-emulsion osana kermaa, jolloin lopputuotteen rasvasta vain 6% oli peräisin kermasta. Hyvin oleellista näissä esitetyissä prosesseissa on 25 se, että ne vaativat valmsitusaineena puhtaan rasvafaasin. o/w-emulsion käyttö puhtaan vesifaasin sijasta johtunee näissä tapauksissa siitä, että halutaan nostaa tämän osan viskositeetti sopivalle alueelle.

Julkaisu GB 2 080 035 käsittelee vispaukseen soveltuvaa 30 joko o/w- tai w/o-emulsiota, jonka valmistamisessa oleellisena osana on biologista alkuperää oleva lipoproteiini, jolla saadaan aikaiseksi rasvapallosia.

Jos kermaa jäähdytetään suoraan putkijäähdyttimessä, se ei luonnostaan kiteydy halutunlaiseksi levitteeksi vaan 35 säilyttää o/w-emulsiorakenteensa. Tämä johtuu ilmeisesti siitä, että rasvapalloset ovat proteiinikalvon sisällä, joka ei rikkoonnu prosessin alkuvaiheessa.

, 77358 DE-julkaisu 2241,236 esittää pääasiassa 100% kermavirran emulsiorakenteen kääntämistä. Menetelmälle on epäoleellista vaatimuksen 2 ja esimerkin 4 mukaiset pienet (5%) kasvi- tai eläinrasvalisäykset. Menetelmä perustunee proteiinikalvon 5 rikkomiseen paine- ja lämpökäsittelyllä. Tähän viittaa menetelmän vaatima ehdoton ilmanpoisto ja tavattoman korkeat lämpötilat (95..120 °C) ennen jäähdytystä.

Julkaisussa US 4 443 487 esitetään edellä olevan ongelman ratkaisua tiettyjen lisäaineiden, emulgaattorien avulla. 10 Nämä kääntävät o/w-emulsiorakenteen w/o-emulsiorakenteeksi kiteytymisvaiheessa. Emulgaattorit ovat kuitenkin ei- toivottuja lisäaineita ja menetelmä vaatii käytettäväksi runsaasti kovetettuja rasvoja.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kermaa val-15 mistusaineena käyttävä w/o- emulsiolevitteen valmistusmenetelmä, joka on tunnettuja menetelmiä tehokkaampi, yksinkertaisempi, hygieenisempi ja lisäksi lisäaineita välttävä. Keksinnön mukaisen valmistusmenetelmän tunnusmerkit selviävät oheisista patenttivaatimuksista.

20 Keksinnön mukaan sekoitetaan aluksi kaksi massavirtaa; o/w-emulsio, kerma ja puhdas rasvafaasi tai w/o-emulsio, jonka rasvapitoisuus on yli 55%, edullisimmin vähintään 80% ja jonka w/o-emulsion massavirta osuus sekoituksessa on yli 10%. 100%:sella w/o-emulsiolla tarkoitetaan tässä puhdasta 25 rasvafaasia. Hyvin sekoitettu seos jäähdytetään tämän jälkeen täysin sulasta tilasta alkaen kaapijoilla varustetulla putki-jäähdyttimellä, jolloin saadaan alkukiteytynyt w/o-emulsio. Keksinnön eräs yllättävä piirre onkin nimenomaan emulsiorakenteen kääntyminen sekoitus- ja alkukiteytysprosessissa. 30 Keksinnön mukaisen menetelmän toiminta perustunee siihen, että puhtaalla rasvafaasilla saadaan o/w-emulsion rasvapa1-losten proteiinikalvo rikki jo prosessin alkuvaiheessa, jolloin sen emulsiorakenne kääntyy loppuun saakka ja lopputuote on w/o- emulsio eikä edellä mainittu kaksoisemulsio. 35 Tässä mikroskooppisessa reaktiossa w/o-emulsio toimii puhtaan rasvafaasin tavoin. Keksinnön eräinä etuina voidaan mainita, että valmistusaineena käytetty o/w-emulsio ei vaadi hellävaraista käsittelyä, mm. pumppauksen yhteydessä eikä tarvita 4 77358 ilman poistoa prosessista kuten mm. US-julkaisun 4 366 180 mukaisessa menetelmässä.

Keksinnön perusajatus on määritelty patenttivaatimuksessa 1. Patenttivaatimuksen 4 ja erityisesti 5 mukainen mene-5 telmä soveltuu hyvin voin valmistukseen. Jälkimmäisen mukaista menetelmää käyttävä tuotantolaitos on huomattavasti yksinkertaisempi kuin samantehoinen kirnuamistekniikkaa käyttävä laitos. Keksinnön mukainen takaisinkierrätys poikkeaa oleellisesti em. US-julkaisun 4 366 180 esittämästä proses-10 siesimerkistä. Keksinnön mukaan pelkkä o/w-emulsio riittää valmistusaineeksi toisinkuin em. US-julkaisun esittämä menetelmä vaatii puhtaan rasvafaasin käyttöä myös takaisin-kierrättävässä prosessissa. On erityisesti huomattava, että keksinnön mukainen voin valmistusprosessi saattaa tällöin 15 kestää vain muutamia minuutteja alkaen separoidun kerman käsittelystä aina pakkausvaiheeseen asti, kun tunnetut mei-jeritekniset prosessit kestävät vähintään useita tunteja. Patenttivaatimuksen 6 määrittelemä jatkuva sekoitus on tarpeen tuotteen laadun saamiseksi hyväksi sekä kiteytyspro-20 sessin vakavoittamiseksi.

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan tuote-esimerkkien ja eräiden keksintöä soveltavien valmistusprosessien tarkalla kuvauksella.

Kuva 1 esittää w/o-emulsiolevitteen valmistuksen virtaus-25 kaaviota vaiheina 1-9.

Kuva 2 esittää tavallisinta valmistusprosessin laitejärjestelyä

Kuva 3 esittää takaisinkierrolla varustetun valmistusprosessin laitejärjestelyä 30

Vaiheet 1 ja 2, kuva 1

Rasvatuotteen valmistus alkaa o/w-emulsion ja rasva-faasin suhteutuksesta. o/w-emulsion muodostaa tyypillisesti kerma ja veteen liukenevat lisäaineet. Rasvafaasiin lisätään 35 tarvittaessa rasvaliukoiset lisäaineet.

Vaihe 3

Kerma ja rasvafaasi sekoitetaan yhteen, jolloin saadaan 5 77358 seos. Massan sii rtopumppuna käytettävä keskipakopumppu sekoittaa massaa tehokkaasti.

Vaihe 4

Kiteytymisprosessin hallinta vaatii alkulämpötilan 5 vakiointia. Tämä aikaansaadaan tarkasti ohjatuilla lämmitys-ja jäähdytysvaiheilla. Lammitysvaiheessa nostetaan seoksen lämpötila 65 °C:seen, jotta varmistutaan kaikkien rasvakitei-den sulamisesta. Jäähdytysvaihe vakioi ulostulolämpötilan tyypillisesti 40 °C:seen.

10 Vaihe 5 Välittömästi ennen kiteyttämistä massaa sekoitetaan voimakkaasti.

Vaihe 6

Massavirran lämpötila lasketaan nopeasti täysin sulaa 15 tilaa vastaavasta arvosta, tyypillisesti n. 40 °C:eesta 10... 20 °C:seen riippuen reseptistä. Jäähdyttämisen aikana massaa sekoitetaan tehokkaasti.

Vaihe 7 Välittömästi alkukiteytyksen jälkeen tehokasta sekoitus-20 ta jatketaan, jolloin kiteytyminen jatkuu hallittuna.

Vaihe 8

Tuotteen viskositeetin säätäminen halutuksi vaatii ohjattavan jäähdytyksen Vaihe 9 25 Tuote pakataan esimerkiksi rasioihin

Seuraavassa taulukossa esitetään muutama keksinnön mukaiselle valmistusmenetelmälle tyypillinen tuote ja niiden reseptit.

XVöttgöt_1_2_3_4_§_6 7 30 -rasvapit.% 60 60 60 80 80 80 80 valmistusaineet: kermaa 65 65 72 28 40 80 80 -rasvapit.% 38 38 50 38 50 75 80 suola ja vesi 4 2 35 voiöljyä (100%) 11 46 36 20 kasviöljyseos 35 24 24 24 24 voisulaa (80%)_20_ yht.% 100 100 100 100 100 100 100 Ä 77358

O

Tuotteet 1-3 ovat ns. kevytlevitteitä, tuote 4 on voi-kasviöljyseos ja tuotteet 6 ja 7 ovat voita. Tuotteet 1-5 on koeajettu. Käytetty kerma oli hapattamatonta, homogenoima-tonta ja pastöroitua.

5 Prosessilaitteet, kuvat 2 ja 3

Molemmat valmistusainemassavirrat, o/w-emulsio ja rasva-faasi suhteutetaan annostelupumpuilla 1 ja 2, joista massa-virrat johdetaan samaan putkeen 3. Massan siirtopumppuna 4 käytetään keskipakopumppua. Tämä siirtää massaa lämpötilan 10 vakiontilaitteen 5 kautta korkeapainepumpulle 6. Vakiontilai-te 5 muodostuu kaksi-osastoisesta levylämmönsiirtimestä. Korkeapainepumppu 6 on mäntäpumppu, joka painaa kiteytyvän massavirran koko jäähdytinsarjan 8 läpi aina pakkauskoneelle 11 asti. Jäähdytinsarja 8 muodostuu sekoitusosista ja 15 putkilämmönsiirtimistä. Ensimmäisenä on esisekoitusosa 7 ja välittömästi tämän jälkeen jäähdytysputket 13, joiden ympärillä on ammoniakkitäytteinen vaippaosa 12. Putket 13 on varustettu kaapijoilla, jotka jatkuvasti kuorivat kiteytynyttä massaa putken 13 sisäpinnoilta. Välittömästi jälkimmäisen 20 jäähdytinputken 13 jälkeen on jälkisekoitusosa 9. Jälkijääh-dytinosalla 10 säädetään massan viskositeetti sopivaksi mm. pakkautuvuus huomioonottaen. Tämän jälkeen massa johdetaan lopulta pakkauskoneelle 11.

Kiteytysprosessin tärkein säätö on kiteytysjäähdyttimes-25 tä ulostulevan massavirran lämpötilan säätö. Tämä tapahtuu ohjaamalla jäähdytysputkien 13 jäähdytystehoa ammoniakin paineen ohjauksella.

Takaisinkierrolla varustetun prosessilaitteiston avulla voidaan valmistaa rasvatuotteita käyttäen pelkästään o/w-30 emulsiota, jonka rasvapitoisuus pitää tällöin olla korkea, kuva 3. Päälaitteisto on tällöin kuten kuvassa 2, mutta tähän on lisätty takaisinkiertolinja. Jälkijäähdyttimen 10 jälkeen päämassavirrasta erotetaan takaisinkierrätettävä sivuvirta putkeen 14. Tässä linjassa on jo kiteytyneen massan uudelleen 35 sulattava lämmönsiirrin 15. Tämän kautta massa joutuu annnos-telupumpulle 2. Prosessin käynnistyksen ja takaisinkierron tasaamisen takia takaisinkiertolinjassa on säiliö 16.

Claims (6)

7 77358

1. Vesi-rasvassa- eli w/o-rasvatuotteen valmistusmenetelmä, esimerkiksi voin ja margariinin valmistusmenetelmä, 5 jossa valmistusaineena käytetään oleellisena osana kermaa, jonka rasvapitoisuus on yli 30%, ja jossa alkukiteyttäminen tapahtuu nopeasti jäähdyttävällä sekä sekoittavalla putkiläm-mönvaihtimellä, jonka jälkeen suoritetaan jälkikiteytys ja pakkaus, 10 tunnettu siitä, että kermaan sekoitetaan yli 10% osuus w/o-emulsiota, jonka rasvapitoisuus on 55...100% ja joka sekoitettu ainevirta johdetaan sanottuun kiteyttävään j äähdyttimeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että kerman osuus valmistusaineista on yli 50%, jolloin oleellisesti pienempänä osana käytetään sanottua w/o-emulsiota.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen valmistusmene telmä, tunnettu siitä, että w/o-emulsiona käytetään kasviöljyseosta tai sulatettua margariinia.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen valmistusmenetelmä, 25 tunnettu siitä, että w/o-emulsiona käytetään voisu- laa.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että kerman rasvapitoisuus on 30 vähintään 75% ja käytetty w/o-emulsio on takaisinkierrätettä-vää ja uudelleen sulatettua lopputuotetta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että alkukitey- 35 tyksen yhteydessä on jatkuva tehokas sekoitus siten, että välittömästi ennen putkijäähdytintä, itse putkijäähdyttimessä ja välittömästi sen jälkeen massavirtaa sekoitetaan kunnes ainakin 30% kiteytyvästä rasvasta on kiteytynyt.