CH389505A - Verfahren zur Herstellung eines Trockenproduktes - Google Patents

Description

      Verfahren    zur Herstellung     eines    Trockenproduktes    Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren zur Her  stellung eines feinverteilten Trockenproduktes durch  Unterteilen einer ein     gelierbares,    filmbildendes Kolloid  enthaltenden Lösung in feine Tröpfchen und Über  führen dieser Tröpfchen in trockene Kleinteilchen.  



  Bei den meisten bekannten Verfahren dieser Art  wird ein festes Auffangmittel, wie z. B. Stärke oder  Weizenmehl, oder ein flüssiges Auffangmittel, wie z. B.  Öl, verwendet, um ein Zusammenkleben der ver  sprühten Teilchen zu verhindern. Die Verwendung  dieser Auffangmittel bedingt eine erhebliche Belastung  des Produktionsvorganges sowohl in finanzieller als  auch in arbeitstechnischer Hinsicht, da die Auffang  mittel stets in relativ grossem Überschuss angewendet  werden müssen. So ist es bei Verwendung eines Stärke  derivates zur Erzielung eines möglichst ökonomischen  Verfahrens notwendig, die Stärke vom Trocken  produkt abzutrennen und durch eine Trocknung deren  Wiederverwendung möglich zu machen.

   Bei Verwen  dung eines Öles als Auffangmittel ist ebenfalls eine  Trennung der Teilchen von der Ölphase notwendig,  wozu     üblicherweise    organische Lösungsmittel dienen.  Die Regenerierung des Auffangöles durch     Abdestil-          lieren    des organischen Lösungsmittels ist auch in  diesem Fall eine ökonomische Notwendigkeit. Trotz  dieser     Regenerierungsmassnahmen    ist stets ein Verlust  an Auffangmittel vorhanden, der bei pulverförmigen  Auffangmitteln noch um den auf der Teilchenober  fläche     haftenbleibenden    Anteil vergrössert wird.  



  Alle diese bekannten Verfahren haben das Be  streben gemeinsam, durch die Verwendung ver  schiedenster Auffangmittel ein Zusammenkleben der  sich im     Solzustand        befindlichen    Teilchen zu ver  hindern. Offensichtlich besteht die Meinung, dass ein  solches Zusammenkleben anders nicht zu vermeiden  ist. Überraschenderweise ist nun gefunden worden,  dass man auch ohne Anwendung     derartiger    Auffang-    mittel zu     gelierten,    nicht zusammenklebenden Klein  teilchen gelangen kann.

   Das     erfindungsgemässe    Ver  fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die durch  Unterteilen der genannten     Kolloidlösung    erhaltenen  feinen Tröpfchen in einem gasförmigen Medium so  lange voneinander getrennt hält, bis     Gelierung    einge  treten ist, und die erhaltenen gelierten Teilchen hier  auf unter Aufrechterhaltung des     Gelzustandes,    z. B.  in an sich bekannter Weise. trocknet. Die Vorteile  dieses Verfahrens im Vergleich mit den erwähnten,  bekannten Verfahren bestehen in der Vermeidung  jeglicher Beimischung von     Auffangmitteln    und der  daraus resultierenden     Verbilligung    des Produktions  vorganges.  



  Es ist auch bereits bekannt, Pulver durch Sprüh  trocknung einer ein     gelierbares    Kolloid enthaltenden  Lösung zu erzeugen. Dabei wird der     Trocknungsvor-          gang    unmittelbar nach Bildung der feinen Tröpfchen  vorgenommen. Bei Verwendung von Gelatine, ins  besondere bei höheren Konzentrationen, können bei  der     Versprühung    technische Schwierigkeiten auftreten,  wie beispielsweise Fadenbildung. Der     Trocknungs-          vorgang        darf    deshalb nicht vor Beendigung der       Tröpfchenbildung    einsetzen. In jedem Fall erfolgt  die Trocknung, z.

   B.     mit    heisser Luft, bei den be  kannten     Sprühtrocknungsverfahren    aus dem     Sol-          zustand    heraus. Diese Verfahrensweise mit der dabei  notwendigen hohen Temperatur der     Trocknungsluft     führt zu sehr feinen Teilchen, welche eine relativ  grosse     Oberfläche    aufweisen und dadurch stärker       feuchtigkeits-,    Luft- und     mineralsalzempfindlich    sind.  



       Im    Gegensatz zu den bekannten     Sprühtrocknungs-          verfahren    erfolgt beim     erfindungsgemässen    Verfahren,  wie gesagt, zuerst eine     Gelierung    der zerteilten Lösung,  in welchem Zustand kein Zusammenkleben der  Teilchen eintritt.

   Erst im Anschluss an diese Gel  bildung und unter Aufrechterhaltung der     Gelstruktur         werden     die    gelierten     Teilchen        getrocknet.    Das Ver  fahren gemäss der Erfindung erfordert demnach     keine     hohen Temperaturen und auch die Teilchengrösse  kann im     Hinblick    auf ein der Praxis entsprechendes  Produkt in weiten Grenzen variieren. Es wurde     aus-          serdem    festgestellt, dass     erfindungsgemäss    hergestellte  Trockenprodukte bessere mechanische Eigenschaften  aufweisen als Produkte, welche nach dem Sprüh  trocknungsverfahren hergestellt wurden.  



  Das Unterteilen der     Kolloidlösung    in feine Tröpf  chen kann in an sich bekannter Weise, z. B. durch  Versprühen,     Verdüsen,    durch     Austretenlassen    aus  feinen Öffnungen, durch Auftragen auf einen rotieren  den Teller oder in ähnlicher Weise erfolgen. Man hält  die Teilchen zweckmässig dadurch bis zur     Gelbildung          voneinander    getrennt, dass man sie in dem gasförmigen  Medium entsprechend lange suspendiert. Dies kann  in einfacher Weise durch Versprühen und Wahl einer  genügend grossen     Fallhöhe    erreicht werden.

   Wenn man  das verwendete gasförmige Medium den versprühten  Teilchen     entgegenströmen    lässt,     kann    die     Suspensions-          dauer    verlängert bzw. die notwendige Fallhöhe ver  kleinert werden.  



  Die Wahl des gasförmigen Mediums ist frei; man  wird in der Regel Luft, Stickstoff oder Kohlendioxyd  verwenden. Der     Geliervorgang    wird von verschiedenen  Faktoren beeinflusst. In erster Linie ist er abhängig  von der Zusammensetzung der zerteilten Lösung,  insbesondere von der     Art    und Qualität des ver  wendeten geberbaren,     filmbildenden    Kolloids. Als  solche eignen sich z.

   B.     Pectin,        Agar,        Tragant,        Al-          ginate,        Aethylcellulose,        Methylcellulose    und vor allem       Gelatine.    Als flüssige Phase kann man bei Verwendung       hydrophiler    Kolloide zweckmässig Wasser verwenden.  Gegebenenfalls kann der wässerigen Lösung auch ein  geringer     Prozentsatz    von etwa     10-30 /o    eines organi  schen Lösungsmittels, insbesondere eines niederen       Alkohols,    wie     Aethanol,    zugesetzt werden.

   Bei anderen  Kolloiden, wie     Aethylcellulose,    werden anstelle von  Wasser     organische    Lösungsmittel, wie     Xylol,        Toluol     u. a., verwendet. In verfahrensmässiger     Hinsicht    wird  der     Geliervorgang    zusätzlich durch die     Differenz     zwischen der Temperatur der Lösung und derjenigen  des gasförmigen Mediums beeinflusst. Zweckmässig  wählt man als Temperatur eine solche, die 10-20   unter dem Schmelzpunkt der entstehenden Gallerte       liegt.    Es ist vorteilhaft, ein Kolloid zu verwenden,  welches     hochschmelzende    Gallerten ergibt, z.

   B. hoch  schmelzende Gelatine, und bzw. oder die     Verweilzeit     der Partikel im Kühlmedium zu erhöhen, weil dadurch  gegebenenfalls die Anwendung von tieferen als die  Raumtemperatur vermieden und die Wirtschaftlichkeit  des Verfahrens erhöht wird.  



  Die     gelierten,    formbeständigen Teilchen können in  an sich bekannter Weise getrocknet werden. Es ist  jedoch darauf zu achten, dass dabei der     Gelzustand     der Teilchen erhalten bleibt. Bei Verwendung von  wässeriger Gelatine erfolgt die Trocknung     zweck-          mässig        bei        30 ,        bis        20%        oder        mehr        des        in        den       Teilchen enthaltenen Wassers entfernt ist.

   Für die  anzuwendende Temperatur ist diejenige des zu  trocknenden Gutes massgebend, da infolge der Wasser  verdunstung eine grössere Differenz zwischen der  Temperatur des Trockengutes und derjenigen des       Trocknungsmediums    vorhanden sein kann.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist sowohl für  die Überführung reiner Kolloide in trockene Klein  teilchen als auch solcher geeignet, welche ausserdem  Zusätze enthalten. Diese werden in der kolloidalen  Lösung     dispergiert,    sei es durch Auflösen,     Emulgieren     oder Suspendieren. Eine bevorzugte Ausführungsform  des erfindungsgemässen Verfahrens besteht in der  Überführung öllöslicher Vitamine, wie z. B. Vitamin  A, D, E und K, in Trockenprodukte, die zur An  reicherung von Futter- oder Lebensmitteln mit den  betreffenden     Wirkstoffen    Verwendung finden. Eine  andere zweckmässige Ausführungsform besteht in der  Herstellung     carotinoidhaltiger    Produkte, z.

   B. solcher  mit Carotin,     ss-Apo-8'-carotinal        (C3o),        Canthaxanthin,          Zeaxanthin,        Lycopin    und dgl. Diese     Carotinoidprä-          parate    können gegebenenfalls in Kombination mit  vitaminaktiven Stoffen als Zusatz zu Lebens- oder       Futtermitteln    dienen. Ferner kann das     erfindungs-          gemässe    Verfahren zur Verarbeitung     wasserlöslicher     Vitamine, wie z. B.

   Vitamin     B1,    C und     Panthenol,     für die Lebens- und     Futtermittelindustrie    Verwendung  finden. Die verwendeten Emulsionen können ausser  den Kolloiden Weichmacher und/oder     Antioxydantien     enthalten. Als Weichmacher kommen z. B. Zucker  oder Zuckeralkohole, wie Glucose, Fructose,     Saccha-          rose,    teilweise invertierte     Saccharose,        Sorbit,        Mannit,     sowie Glycerin u. ä., in Betracht.

   Als     Antioxydantien     eignen sich vor allem     Tocopherole,        butylierte        Hy-          droxyanisole,        butyliertes        Hydroxytoluol,        Gallussäure-          ester    und dgl. Ferner können     Emulgatoren,    wie       Lecithin,        Polyoxyäthylensorbitan-monooleat,    Streck  mittel und Lösungsmittel, wie Sesamöl, Baumwollöl,  u. ä.,     Geruchstoffe,    Farbstoffe und andere     Excipien-          tien    zugesetzt werden.

   Der Zusatz von     Emulgatoren,     insbesondere     nicht-ionogener        Emulgatoren,    wie     Poly-          oxyäthylensorbitanfettsäureester,    erleichtert durch die  Erniedrigung der Oberflächenspannung das Ver  sprühen der Emulsion, wirkt ferner auf die Emulsion  stabilisierend und begünstigt die Wasserlöslichkeit des  Verfahrensendproduktes. Die leichtere Löslichkeit ist  in gewissen Fällen, z. B. bei der     Vitaminierung    oder  Färbung von     Flüssigkeiten,    von Vorteil.

   Unter Um  ständen ist es     zweckmässig,    der Emulsion Konser  vierungsmittel zur Verhinderung allfälliger     Zerset-          zungen    durch     Mikrobenbefall    zuzusetzen.  



  Diejenigen nach dem     erfindungsgemässen    Verfah  ren hergestellten Präparate, welche Vitamine enthalten,  sind als Zusatz zu Futter- oder Lebensmitteln be  stimmt.  



  <I>Beispiel 1</I>  52 g Gelatine     (Bloomzahl    40-60), 10 g Zucker und  50 mg     Dinatriumsalz    der Aethylendiamintetraessig-      säure als Komplexbildner werden bei 75  in 70 g  Wasser gelöst.     In    diese heisse Lösung     emulgiert    man  14,8g     Vitamin-A-Acetat    und 3,4 g     butyhertes        Hy-          droxytoluol.    Die erhaltene Emulsion wird bei 75   in ruhende, auf 15  abgekühlte Luft mit einer elektri  schen,     kompressorlosen    Farbspritzpistole üblicher  Bauart versprüht, wie sie zum Auftragen viskoser  Farblösungen verwendet wird.

   Nach 15 Meter Fallhöhe  sind die Teilchen so weit     geliert,    dass sie nicht mehr  zusammenkleben. Die Trocknung der erhaltenen Klein  teilchen     erfolgt    bei 20  im Vakuum. Nach 18 Stunden  Trocknung erhält man ein Produkt, das eine Feuchtig  keit von     6,170    aufweist.

      <I>Beispiel 2</I>  Eine Emulsion, wie sie in Beispiel 1 angegeben  ist, mit einem Zusatz von 1,5 Gewichtsprozent     Poly-          oxyäthylensorbitanmonooleat    (im Handel erhältlich  als      Tween    80  der Atlas     Powder        Company,        Wilming-          ton,        Delaware,    USA) wird bei 65  hergestellt und  bei dieser Temperatur horizontal in ruhende, auf 16   abgekühlte Luft versprüht, wobei eine     Fallhöhe    von  12 m gewählt wird.

   Nach der Trocknung bei 36  im  Vakuum während 16 Stunden erhält man ein aus  feinen, teilweise     agglomerierenden    Teilchen bestehen  des Produkt mit einem Wassergehalt von 4,6%.    <I>Beispiel 3</I>  Man stellt bei 65  eine Lösung von 22 g Gelatine       (Bloomzahl    l50-200) und 6,45 g     Invertzucker    (ent  haltend 75% Trockensubstanz) in 58 g Wasser her  und     emulgiert    in diese Lösung 9,5 g     Vitamin-A-Pal-          mitat,    2,0 g     butyliertes        Hydroxyanisol    und 0,25 g       Propylgallat,

      sowie 100 mg     p-Hydroxy-benzoesäurepro-          pylester    und 20 mg     (ss-Phenoxy-äthyl)-dimethyl-dode-          cyl-ammoniumbromid    als Konservierungsmittel. Die  erhaltene Emulsion wird mit     Natriumhydroxyd    auf       pH    7,5 eingestellt und bei 75  mit einer     Pressluft-          farbspritzpistole    üblicher Bauart in auf 12  abgekühlte,  stehende Luft versprüht. Die Spritzpistole wird zur  Schonung des Vitamin A mit Stickstoff anstelle von  Luft betrieben. Nach einer Fallhöhe von 15 Meter  sind die Sprühteilchen soweit geliert, dass sie nicht  mehr zusammenkleben.

   Die Trocknung erfolgt wäh  rend 65 Stunden bei 37  unter Atmosphärendruck,  worauf ein Produkt mit einem Wassergehalt von 5,4%  erhalten wird.  



  <I>Beispiel 4</I>  Man stellt bei 60  eine Lösung von 144 g Gelatine       (Bloomzahl    150-200) und 40 g     Invertzucker    (enthaltend  80% Trockensubstanz) in 420 g Wasser her und       emulgiert    in diese Lösung 68 g D,L-a-Tocopherol-         acetat.    Der Emulsion werden als Konservierungsmittel  noch 80 mg     (ss-Phenoxy-äthyl)-dimethyl-dodecyl-am-          moniumbromid    zugesetzt und hierauf mit 0,60 g Na  triumhydroxyd, gelöst in 10 g Wasser, der     pH    auf 7,5  eingestellt.

   Die Emulsion wird homogenisiert, wobei  praktisch alle Teilchen einen Durchmesser von weniger  als 5     [,        aufweisen.    Nach dem Verdünnen mit 200     ml          Aethanol        (94a/eig)    wird die Emulsion bei 65  durch  eine Druckdüse mit     Stickstoff    (1,5 Atü) versprüht.  Nach einem Fallweg von 16 Meter sind die Teilchen  geliert und kleben nicht mehr zusammen.     Die    Trock  nung erfolgt bei 30  mit getrockneter Luft (relative  Feuchtigkeit     20-307o).    Nach 48 Stunden enthält das  Produkt noch 5,9% Wasser.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines feinverteilten Trockenproduktes durch Unterteilen einer ein gelier- bares, filmbildendes Kolloid enthaltenden Lösung in feine Tröpfchen und Überführen dieser Tröpfchen in trockene Kleinteilchen, dadurch gekennzeichnet, dass man die feinen Tröpfchen in einem gasförmigen Medium so lange voneinander getrennt hält, bis Ge- lierung eingetreten ist, und die erhaltenen gelierten Teilchen hierauf unter Aufrechterhaltung des Gel zustandes trocknet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man die feinen Tröpfchen in einem gasförmigen Medium voneinander getrennt hält, dessen Temperatur 10-20 unter dem Schmelzpunkt der aus dem Kolloid entstehenden Gallerte liegt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die feinen Tröpfchen in einem gasförmigen Medium suspendiert. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die feinen Tröpfchen in ruhender Luft in einem Turm suspendiert. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Kolloidlösung eine wässrige Gelatinelösung verwendet. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass bei der Trocknung der gelierten Teilchen die ersten 20% des in den Teilchen vor handenen Wassers bei maximal 30 entfernt werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kolloidlösung ein vitamin aktives und bzw. oder carotinoidhaltiges Material in emulgierter Form enthält.