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Title:
METHOD FOR DRYING RICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/122166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for drying rice, in which, during the drying process, the grains of rice pass through surface states which have various pairs of values of temperature (T) of the surface and moisture (U) of the surface, the surface of the grains of rice remaining in a viscoelastic state during the drying process, and in which, in a diagram comprising temperature (T) of the surface of the grains of rice and moisture (U) of the surface, a) the temperature (Tv) of the surface of the grains of rice lies no more than 40°C above the temperature (Tg) on the glass transition curve of the rice at the point of the same moisture of the surface and/or b) the moisture (Uv) of the surface of the grains of rice lies no more than 20% above the moisture on the glass transition curve of the rice at the point of the same temperature of the surface.

Inventors:
ZAMPROGNA ELIANA (CH)
Application Number:
PCT/EP2010/055539
Publication Date:
October 28, 2010
Filing Date:
April 26, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BUEHLER AG (CH)
ZAMPROGNA ELIANA (CH)
International Classes:
A23B9/08; A23L7/196; A23L5/10; F26B3/08; F26B25/22
Domestic Patent References:
WO2009150192A22009-12-17
WO2005017431A12005-02-24
WO2007065279A12007-06-14
Foreign References:
DE102005038990A12007-02-22
EP2060191A12009-05-20
DE102005061288A12007-06-21
US4361593A1982-11-30
US4479309A1984-10-30
Other References:
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CNOSSEN A G ET AL: "Rice fissuring response to high drying and tempering temperatures", JOURNAL OF FOOD ENGINEERING, BARKING, ESSEX, GB LNKD- DOI:10.1016/S0260-8774(02)00431-4, vol. 59, no. 1, 1 August 2003 (2003-08-01), pages 61 - 69, XP002563152, ISSN: 0260-8774, [retrieved on 20030215]
YANG W ET AL: "Relationship of kernel moisture content gradients and glass transition temperatures to head rice yield", BIOSYSTEMS ENGINEERING, ACADEMIC PRESS, UK LNKD- DOI:10.1016/S1537-5110(03)00091-6, vol. 85, no. 4, 1 August 2003 (2003-08-01), pages 467 - 476, XP002563153, ISSN: 1537-5110, [retrieved on 20030620]
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See also references of EP 2421379A1
Attorney, Agent or Firm:
HEPP, Dieter et al. (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Trocknen von Reis, bei welchem die Reiskörner während des Trocknungsvorgangs Zustände an der Oberfläche durchlaufen, die verschiedene Wertepaare aus Temperatur (T) der Oberfläche und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche aufweisen, und wobei zumindest ein Teilbereich, vorzugsweise die gesamte Oberfläche der Reiskörner während mindestens eines Teils des Trocknungsvorgangs, vorzugsweise während des gesamten Trock¬ nungsvorgangs in einem viskoelastischen Zustand bleibt, bei welchem in einem Diagramm aus Temperatur (T) der Oberfläche der Reiskörner und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche

a) die Temperatur (Tv) der Oberfläche der Reiskörner nicht mehr als 400C über der Temperatur (Tg) auf der Glasübergangskurve des Reises im Punkt gleicher Feuchtigkeit der Oberfläche liegt, vorzugsweise nicht mehr als 300C, be¬ sonders bevorzugt nicht mehr als 200C;

und/oder

b) die Feuchtigkeit (Uv) der Oberfläche der Reiskörner nicht mehr als 20% über der Feuchtigkeit auf der Glas¬ übergangskurve des Reises im Punkt gleicher Temperatur der Oberfläche liegt, vorzugsweise nicht mehr als 15%, besonders bevorzugt nicht mehr als 10%.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Reiskörner während des Trocknungsvorgangs Zu¬ stände durchläuft, die verschiedene Tempera- tur/Feuchtigkeitszustände (T;U) aufweisen, wobei das Durch¬ laufen dieser Zustände insbesondere unter Erhöhung der Tempe- ratur der Oberfläche und Abnahme der Feuchtigkeit der Oberfläche erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und Feuchtigkeit der Oberfläche der Reiskörner während des Trocknungsvorgangs derart gesteuert oder geregelt werden, dass der Zeitbedarf des gesamten Trocknungsvorgangs minimiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung des Verfahrens eine Glasübergangskurve in einem Diagramm aus Temperatur (T) und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche des Reises verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknen die Gleichgewichts-Feuchtigkeit an der Oberfläche der Reiskörner überwacht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknungsvorgang der Reiskörner durchlaufene viskoelastische Zustände, bei welchen die Reiskörner Temperaturen (Tv) der Oberfläche und Feuchtigkeiten (Uv) der Oberfläche aufweisen, von Zuständen am Glasübergang mit Glasübergangstemperaturen (Tg) und Glasübergangsfeuchtigkeiten

(Ug) Minimalabstände ΔUmin = Uv - Ug parallel zur Feuchtigkeits-Achse U aufweisen in einem Diagramm aus Temperatur (T) und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche der Reiskörner, wobei für ΔUmin gilt: 0.5% < ΔUmin < 5%.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Minimalabstand ΔUMIN gilt: 1% < ΔUMIN < 3.5%.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Minimalabstand ΔUMIN gilt: 1.5% < ΔUMIN < 2.5%.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknungsvorgang der Reiskörner durchlaufene viskoelastische Zustände, bei welchen die Reiskörner Temperaturen (Tv) der Oberfläche und Feuchtigkeiten (Uv) der Oberfläche aufweisen, von Zuständen am Glasübergang mit Glasübergangstemperaturen (Tg) und Glasübergangsfeuchtigkeiten

(Ug) Minimalabstände ΔTMiN = T - Tg parallel zur Temperatur- Achse T aufweisen in einem Diagramm aus Temperatur (T) und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche der Reiskörner, wobei für ΔTMIN gilt: IK < ΔTMIN < 1OK .

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Minimalabstand ΔTMIN gilt: IK < ΔTMIN < 5K.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknungsvorgang der Reiskörner durchlaufene viskoelastische Zustände, bei welchen die Reiskörner Temperaturen (Tv) der Oberfläche und Feuchtigkeiten (Uv) der Oberfläche aufweisen, von Zuständen am Glasübergang mit Glasübergangstemperaturen (Tg) und Glasübergangsfeuchtigkeiten

(Ug) Maximalabstände ΔUMAX = U - Ug parallel zur Feuchtigkeits-Achse U aufweisen in einem Diagramm aus Temperatur (T) und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche der Reiskörner, wobei für ΔUMAX gilt: 5% < ΔUMAX < 20%.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den Maximalabstand ΔUMAX gilt: 5% < ΔUMAX < 10%.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknungsvorgang der Reiskörner durchlaufene viskoelastische Zustände, bei welchen die Reiskörner Temperaturen (Tv) der Oberfläche und Feuchtigkeiten (Uv) der Oberfläche aufweisen, von Zuständen am Glasübergang mit Glasübergangstemperaturen (Tg) und Glasübergangsfeuchtigkeiten

(Ug) Maximalabstände ΔTMax = T - Tg parallel zur Temperatur- Achse T aufweisen in einem Diagramm aus Temperatur (T) und Feuchtigkeit (U) der Oberfläche der Reiskörner, wobei für ΔTMaχ gilt: 1OK < ΔTMax < 4OK.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für den Maximalabstand ΔTHax gilt: 1OK < ΔTHax < 30K.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasübergangskurve durch Messungen an Proben des Reises vor und/oder während des Trocknens bestimmt wurde/wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasübergangskurve aus einer Bibliothek von Glasübergangsdaten und/oder Reis-Daten entnommen oder abgeleitet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass während mindestens eines Teils, vorzugsweise während des ganzen Trocknungsvorgangs die relative Feuchtigkeit der Trocknungsumgebung und/oder die Temperatur der Trocknungsumgebung des Reises derart gesteuert oder geregelt werden, dass zumindest ein Teilbereich der Oberfläche, vorzugsweise die gesamte Oberfläche des Reises nicht versprödet, sondern in einem viskoelastischen Zustand verbleibt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeit-Integral des zeitlichen Temperaturverlaufs T (t) in 0C über die Trocknungs-Gesamtdauder tTOτ kleiner als 20 x 103 min 0C ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeit-Integral des zeitlichen Temperaturverlaufs T (t) in 0C über die Trocknungs-Gesamtdauder tTOτ kleiner als 15 x 10 min 0C ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiskörner während des Trocknungsvorgangs relativ zueinander bewegt werden und/oder relativ zueinander beabstandet gehalten werden.

21. Vorrichtung zum Herstellen von Reis, insbesondere unter Verwendung eines Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 20, umfassend wenigstens einen Temperatur-Sensor und wenigstens einen Feuchtigkeits-Sensor zum Bestimmen der Temperatur und der Feuchtigkeit des Trocknungsklimas.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Temperatur-Sensor und Feuchtigkeits- Sensor eine Steuerungseinheit oder Regelungseinheit zugeordnet ist, die derart programmiert ist oder programmierbar ist, dass die Durchführung eines Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 20 ermöglicht ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuerungseinheit oder der Regelungseinheit eine Bibliothek verbunden oder verbindbar ist, in der Glasübergangs- Daten und/oder Daten über den Feuchtigkeitsgehalt im Gleich- gewicht mit der umgebenden Luft bereitgestellt sind.

24. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart gesteuert oder geregelt wird, dass bei be- stimmungsgemässem Gebrauch der Vorrichtung zur Trocknung von Reis, insbesondere Reiskörnern, eine Gesamtdauer ttot des Trocknungsvorgangs von unter 300 min, vorzugsweise unter 240 min, besonders bevorzugt unter 200 min resultiert, ganz besonders bevorzugt unter 180 min und zudem ganz besonders bevorzugt unter 120 min.

25. Reis, hergestellt nach einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 20 und/oder unter Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 21 bis 23, die insbesondere mit einem Verfahren gemäss Anspruch 24 betrieben wurde.

Description:
Verfahren zum Trocknen von Reis

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocken von Reis, insbesondere von Paddy.

Beim Trocknen von Reis ist darauf zu achten, dass die Reiskörner während des Trocknungsvorgangs möglichst wenige Beeinträchtigungen wie z. B. Rissbildung erfahren und/oder zu starke Verfärbungen erfahren.

Ein zu starkes und schnelles Trocknen bei hoher Temperatur, niedriger relativer Luftfeuchtigkeit und starker Luftumwälzung (hohe Trocknungsleistung) verursacht Schwindungsspannungen, die in der Regel zu Rissen oder Sprüngen in den Reiskörnern während oder nach deren Trocknung führen. Auf diese Weise getrockneter Reis zerfällt dann beim Vermählen leicht in Einzelstücke.

Darüber hinaus werden durch eine derartig "aggressive" Trocknung Maillard-Reaktionen an den Reiskörnern während ihres Trocknens begünstigt, wodurch die erwähnten Verfärbungen entstehen.

Ausserdem sind die bisher erzielten Trocknungszeiten bei der Reistrocknung immer noch unbefriedigend lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere getrockneten Reis höchster Qualität, insbesondere ohne unerwünschte Risse und zu starke Verfärbungen, in möglichst kurzer Zeit, insbesondere mit markant verkürztem Trocknungsvorgang, herzustellen. Diese Aufgabe wird gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst den Schritt des Trocknens von Reis, wobei die Trocknungsbedingungen derart gewählt werden, dass zumindest während einer Teilzeitdauer der gesamten Zeitdauer des Trocknungsvorgangs zumindest ein Teilbereich der Oberfläche, vorzugsweise die gesamte Oberfläche eines Reiskorns, in einem viskoelastischen Zustand verbleibt. Dadurch lässt sich nicht nur das Ausmass von Schwindungsspannungen und von Mail- lard-Reaktionen während des Trocknungsvorgangs verringern, so dass der derart hergestellte Trocken-Reis keine Risse und keine Verfärbungen aufweist, sondern man erreicht auch eine deutliche Verkürzung der Dauer des Trocknungsvorgangs.

Ein viskoelastischer Zustand wird auch als gummiartiger, viskoe- lastischer respektive plastischer Zustand bezeichnet.

Dieses Verfahren weist also den Vorteil auf, dass die Trocknungsdauer verringert wird und / oder der Ertrag an Head Rice, d.h. der sogenannte Head Rice Yield, erhöht wird. Der Ertrag an Head Rice ist ökonomisch relevant, da Reis, der nicht als Head Rice klassifiziert werden kann, finanziell stark an Wert, d.h. bis zu 70%, verliert.

Unter einer Maillard-Reaktion wird eine so genannte nicht- enzymatische Bräunungsreaktion, insbesondere also eine Verfärbungsreaktion, verstanden. Beispielsweise kann durch eine Maillard-Reaktion eine gelblich-rote Verfärbung des Reises erfolgen, was nachteilig ist, da der Wert von Reis insbesondere von seiner weissen Farbe abhängt.

Unter Head Rice wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Reiskorn verstanden, dass nach der Reisherstellung, insbesondere der Reinigung und / oder der Schälung von Reis, noch zumindest Η der ursprünglichen Länge des Reiskorns, bezogen auf die längste Ausdehnung des Reiskorns, aufweist. Zweckmässigerweise durchläuft zumindest ein Teilbereich der O- berfläche, vorzugsweise die gesamte Oberfläche, verschiedene Temperatur / Feuchtigkeits-Zustände, insbesondere unter Erhöhung der Temperatur der Oberfläche und Abnahme der Feuchtigkeit der Oberfläche .

Vorzugsweise sind dabei die verschiedenen Temperatur / Feuchtigkeits-Zustände der Oberfläche derart gewählt, dass sie oberhalb der Glasübergangstemperatur in einem viskoelastischen Zustand liegen. Dabei soll insbesondere in einem Diagramm aus Temperatur und Feuchtigkeit der Oberfläche a) die Temperatur der Oberfläche nicht mehr als 40 0 C über der Temperatur auf der Glasübergangskurve im Punkt gleicher Feuchtigkeit der Oberfläche liegen und/oder b) die Feuchtigkeit der Oberfläche nicht mehr als 20 % über der Feuchtigkeit auf der Glasübergangskurve im Punkt gleicher Temperatur der Oberfläche liegen. Die Temperatur / Feuchtigkeits-Zustände der Oberfläche des Reises befinden sich demnach immer innerhalb einer maximalen Bandbreite oberhalb der Glasübergangskurve .

Als Glasübergangstemperatur wird hier die Temperatur verstanden, bei der ein Material die grösste Änderung der Verformungsfähigkeit aufweist. Unterhalb der Glastemperatur verhält sich das Material spröde und oberhalb viskoelastisch. Die Viskoelastizität ist durch ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt. Das Material relaxiert nach Entfernen der externen Kraft nur unvollständig, die verbleibende Energie wird in Form von Fließvorgängen (Retardation) abgebaut. Der hier verwendete Begriff Glasübergangstemperatur bezieht sich auf den Reis als ganzes und nicht auf einzelne mikroskopische Bestandteile desselben . Nimmt die Feuchtigkeit, also der Wassergehalt, von Reis ab, so steigt dessen Glasübergangstemperatur. Wird nun bei Reis bei verschiedenen Feuchtigkeiten die Glasübergangstemperatur gemessen und diese in einem Temperatur / Feuchtigkeitsdiagramm eingetragen, erhält man für diesen Reis eine Glasübergangskurve.

Wenn die Umgebungsluft eines Reiskorns eine andere Temperatur und/oder Feuchtigkeit aufweist als das Reiskorn, stellt sich auf der Oberfläche des Reiskorns eine Gleichgewichtstemperatur und - feuchtigkeit ein. Diese Gleichgewichtstemperatur und - feuchtigkeit der Oberfläche kann derart eingestellt werden, dass die Trocknungszeit minimiert wird. Diese Minimierung wird erreicht, indem möglichst schnell die geringstmögliche Gleichgewichtsfeuchtigkeit der Reisoberfläche angestrebt wird. Dies geschieht durch die entsprechende Wahl der Trocknungslufttemperatur- und -feuchtigkeit unter der Voraussetzung, dass die Oberfläche im viskoelastischen Zustand bleibt, insbesondere also nicht versprödet.

Vorzugsweise wird für das Verfahren eine Glasübergangskurve im Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramm (T/U-Diagramm) des Reises bereitgestellt. Die Messung der Glasübergangskurve erfolgt dabei mittels bekannter Messverfahren, wie DMTA (dynamic mechanical thermal analysis) ; auch eine Messung mittels DSC (differential scanning calorimetry) ist möglich. Wichtig dabei ist, dass die Messung möglichst die Verformungsfähigkeit des gesamten Reiskornes wiedergibt und nicht nur einzelner mikroskopischer Bestandteile, daher ist die Messung mittels DMTA bevorzugt.

Vorzugsweise wird beim Trocknen die Gleichgewichtsfeuchtigkeit U an der Oberfläche des Reiskorns überwacht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn während der Trocknung die Temperatur/Feuchtigkeits-Wertepaare der Oberfläche des Reiskornes derart eingestellt werden, dass die Glasübergangskurve in einem Diagramm aus Temperatur der Oberfläche und Feuchtigkeit der Oberfläche nicht in den glasartigen Bereich unterschritten wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim Trocknen (nur) die Gleichgewichtsfeuchtigkeit U an der Oberfläche des Reiskornes überwacht wird. Dabei handelt es sich um die Feuchtigkeit an der Oberfläche des Reiskornes. Diese Oberflächen-Feuchtigkeit wird den Reiskörnern durch das sie umgebende Trocknungsklima aufgeprägt und bildet eine der Randbedingungen (Gastemperatur, Was- serdampf-Partialdruck) für den sich während der Trocknung im Innern des Reiskornes einstellenden Feuchtigkeits-Gradienten. Die Feuchtigkeiten U werden angegeben als (Masse des Wassers im Produkt) / (Gesamtmasse des wasserhaltigen Produkts) .

Das Trocknungsklima ist vorzugsweise eine Luftatmosphäre mit definierter Lufttemperatur und definierter relativer Luftfeuchtigkeit. Bei Bedarf kann auch mit anderen Gasen, insbesondere sauerstofffreien oder sauerstoffarmen Inertgasen, als Trocknungsklima gearbeitet werden. Vorteilhaft sind die Gase Stickstoff oder Kohlendioxid sowie aus diesen bestehende Mischungen mit einem definierten Partialdruck bzw. molarem Anteil an darin enthaltenem Wasserdampf.

Beim Reis handelt es sich vorzugsweise um Reis von der Ernte, d.h. Paddy, der typischerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von 17- 25%wb vor der Trocknung hat. Bei Bedarf kann auch parbolizierter Reis (auch als parboiled Reis bezeichnet) getrocknet werden, der typischerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von 25%wb-35%wb vor der Trocknung hat. Der beim Trocknen des Reises auftretende viskoelastische Zustand (T; U) bei einer Temperatur T und einer Feuchtigkeit U sollte von einem Zustand am Glasübergang (T g ; U g ) des Reises einen Minimalabstand ΔU MIN = U - Ug parallel zur Feuchtigkeits-Achse U (Gew.% Wasser / Gesamtgewicht) des Temperatur/Feuchtigkeits- Diagramms haben.

Während des Trocknens "reitet man auf der Glasübergangskurve" im T/U-Diagramm. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass dadurch kurze Trocknungszeiten mit geringem Energieeinsatz und ohne Beeinträchtigung der eingangs genannten Produkteigenschaften erzielt werden.

Dies kann durch kontinuierliche Steuerung oder Regelung der Trocknungsbedingungen erfolgen. Eine Steuerung oder Regelung der Trocknungsbedingungen kann auch in Stufen erfolgen, beispielsweise durch stufenweise Steuerung oder Regelung der Temperatur und / oder der Feuchtigkeit.

Vorzugsweise liegt der Minimalabstand im Bereich 0.5% < ΔU MIN < 5%, noch bevorzugter im Bereich 1% < ΔU MIN < 3.5% und am bevorzugtesten im Bereich 1.5% < ΔU MIN < 2.5%. Dies gewährleistet im Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramm (T/U) einen Sicherheitsabstand zur Glasübergangskurve, deren Übertreten in den Glaszustand zumindest während einer Teilzeitdauer des Trocknungsvorgangs verhindert werden soll. Bei Bedarf und zum richtigen Zeitpunkt während des Trocknens kann ggf. ein kontrolliertes und zeitlich begrenztes Übertreten in den Glaszustand ermöglicht werden.

Der beim Trocknen des Reises auftretende viskoelastische Zustand (T; U) bei einer Temperatur T und einer Feuchtigkeit U sollte von einem Zustand am Glasübergang (T g ; U g ) einen Minimalabstand ΔT MIN = T - T g parallel zur Temperatur-Achse T (Grad Kelvin) des Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramms haben .

Vorzugsweise liegt der Minimalabstand im Bereich IK < ΔT M i N < 1OK und noch bevorzugter im Bereich IK < ΔT MIN < 5K. Auch dies gewährleistet im Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramm (T/U) einen Sicherheitsabstand zur Glasübergangskurve, deren Übertreten in den Glaszustand zumindest während einer Teilzeitdauer des Trocknungsvorgangs verhindert werden soll, wobei bei Bedarf und zum richtigen Zeitpunkt während des Trocknens ggf. ein kontrolliertes und zeitlich begrenztes Übertreten in den Glasübergang ermöglicht werden kann.

Der beim Trocknen des Reises auftretende viskoelastische Zustand (T; U) bei einer Temperatur T und einer Feuchtigkeit U sollte von einem Zustand am Glasübergang (T g ; U g ) einen Maximalabstand ΔU MAX = U - Ug parallel zur Feuchtigkeits-Achse U (Gew.% Wasser / Gesamtgewicht) des Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramms nicht ü- berschreiten .

Vorzugsweise liegt der Maximalabstand im Bereich 5% < ΔU MAX < 20% und noch bevorzugter im Bereich 5% < ΔU MAX < 10%.

Der beim Trocknen des Reises auftretende viskoelastische Zustand (T; U) bei einer Temperatur T und einer Feuchtigkeit U sollte von einem Zustand am Glasübergang (T g ; U g ) einen Maximalabstand ΔT Ma χ = T - T g parallel zur Temperatur-Achse T (Grad Kelvin) nicht überschreiten .

Vorzugsweise liegt der Maximalabstand im Bereich 1OK < ΔT Ma χ < 4OK und noch bevorzugter im Bereich 1OK < ΔT Max < 30K. Vorzugsweise wird die Glasübergangskurve im Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramm (T/U-Diagramm) des Reises durch Messungen an Proben des Reises vor und/oder während des Trocknens bereitgestellt. Die hierfür nötigen Probennahmen und Messungen können online oder offline durchgeführt werden. Dabei werden an den Proben Feuchtigkeiten und/oder Temperaturen bestimmt, bei denen es sich um die homogene Feuchtigkeit bzw. homogene Temperatur im gesamten Volumen der entnommenen Probe handelt, nachdem sich die zum Zeitpunkt der Probenentnahmen vorhandenen Feuchtig- keits- und Temperaturgradienten innerhalb der Probe abgebaut haben .

Alternativ oder komplementär kann die benötigte Glasübergangskurve im Temperatur/Feuchtigkeits-Diagramm (T/U-Diagramm) des vorliegenden Reises aus einer Bibliothek bereitgestellt werden, in der Glasübergangs-Daten und Daten über den Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit der umgebenden Luft bereitgestellt sind.

Die Bestimmung der Glasübergänge in den Proben kann durch dem Fachmann geläufige DSC-Messungen oder DMTA-Messungen erfolgen.

Vorzugsweise wird während mindestens eines Teils des Trocknungsvorgangs die relative Feuchtigkeit und/oder die Temperatur der Trocknungsumgebung des Reises derart gesteuert oder geregelt, dass zumindest in Teilbereichen der Oberfläche des Reises eine Glasumwandlung vom viskoelastischen Zustand in den glasartigen Zustand verhindert wird. In den Bereichen, in denen der zu trocknende Reis nicht im glasartigen Zustand vorliegt, können Wassermoleküle schneller (ca. 5 bis 10 mal schneller) diffundieren, so dass das Abführen von Wasser und somit das Trocknen der Reiskörner insgesamt schneller erfolgt. Idealerweise wird dabei der Übertritt in den Glasbereich durch Steuerung der relativen Feuchtigkeit des Trocknungsklimas bei jeder Temperatur während des Trocknungsvorgangs verhindert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei den Reiskörnern der Übertritt in den Glasbereich durch Steuerung der relativen Feuchtigkeit und/oder der Temperatur des Trocknunsklimas während des gesamten Trocknungsvorgangs verhindert wird. Vorzugsweise wird dies während mindestens 90% und noch bevorzugter während mindestens 95% der gesamten Zeitdauer des Trocknungsvorgangs verhindert. Dies sollte bei mindestens 80% der Gesamtoberfläche der Reiskörner der Fall sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die nicht im glasartigen Zustand vorliegende Teiloberfläche mindestens 90% und noch bevorzugter mindestens 95% der Gesamtoberfläche des Reiskörners beträgt.

Zweckmässigerweise wir die relative Feuchtigkeit des Trocknungsklimas unter 98%, bevorzugt 95%, bevorzugter 92% und am bevorzugtesten unter 90% gehalten. Dadurch wird die Gefahr von Kondensationseffekten verringert, welche zu unerwünschten Verklebungen des Reises während des Trocknungsvorganges führen können. Zudem wird dadurch unter anderem die Trocknungskinetik positiv beeinflusst .

Zweckmässigerweise befindet sich beim Trocknen ein Grossteil des Volumens, vorzugsweise das gesamte Volumen, oder zumindest die gesamte Oberfläche des Reiskorns in einem viskoelastischen Zustand jenseits des Glasübergangs des Reises. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn während der gesamten Zeitdauer des Trocknungsvorgangs der Reis einen viskoelastischen Zustand jenseits des Glasübergangs aufweist. Vorzugsweise sollte nur am Ende des Trocknungsvorgangs beim raschen Abkühlen des getrockneten Reises auf Umgebungstemperatur der Glasübergang zum glasartigen Zustand hin unterschritten werden. Zweckmässigerweise wird die Temperatur T während des Trocknens unter 150 0 C und vorzugsweise unter 120 0 C gehalten. Dadurch werden Maillard-Reaktionen in den Reiskörnern und somit zu stärke Verfärbungen während des Trocknens verhindert.

Zweckmässigerweise wird die Gesamtdauer t TO τ des Trocknens unter 300 min, bevorzugter unter 240 min, noch bevorzugter unter 200 min und vorzugsweise unter 180 min gehalten. Selbst bei einer Gesamtdauer t TO τ unter 120 min sind gute Resultate möglich. Dies reicht bei dem erfindungsgemässen Verfahren für eine vollständige Trocknung von einem Anfangs-Feuchtigkleitsgehalt vor der Trocknung bis auf einen End-Feuchtigkeitsgehalt nach der Trocknung und ermöglicht ein energiesparendes Trocknen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist das Zeit-Integral des zeitlichen Temperaturverlaufs T (t) (in 0 C) über die Trocknungs-Gesamtdauder t TO τ kleiner als 20 x 10 min 0 C und vorzugsweise kleiner als 15 x 10 min 0 C. Auch dies trägt zur Verhinderung trocknungsbedingter Verfärbungen bei und ermöglicht es, den Trocknungs- Energieaufwand gering zu halten und dennoch ein Unterschreiten des Glasübergangs in den glasartigen Zustand während des Trocknens zu vermeiden.

Wenn der Zustand der Oberfläche des Reises kurzzeitig (einige Sekunden bis einige Minuten) den Glasübergang in den glasartigen Zustand unterschreitet, ist dies umso unbedenklicher, je früher im Trocknungsvorgang dies stattfindet. Insbesondere ist ein kurzzeitigs Unterschreiten des Glasübergangs während des Transfers des Reises zur Trockungsstufe unbedenklich. Die Reiskörner können während des Trocknungsvorgangs relativ zueinander bewegt werden und/oder relativ zueinander beabstandet gehalten werden.

Idealerweise bleiben bei der Erfindung sowohl die Oberfläche als auch das Innere der Reiskörner bis zum Mittelpunkt während des gesamten Trocknungsvorgangs, im viskoelastischen, d.h. nicht glasartigen Zustand. Dies führt dazu, dass der Feuchtigkeitstransport vom Innern bzw. vom Mittelpunkt des Reiskorners zu deren Oberfläche sowie von deren Oberfläche in die umgebende Trocknungsluft rasch erfolgt. Man erreicht somit eine höhere Trocknungsgeschwindigkeit bzw. eine schnellere Trocknungs- Sättigung. Da kein Glasübergang stattfindet, besteht keine Gefahr der Rissbildung in den Reiskörnern.

Die Oberfläche und das Innere bzw. der Mittelpunkt der Reiskörner erreichen beim Trocknen den Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit der umgebenden Luft.

Die eingangs genannte Aufgabe wird daher ferner mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Trocknen von Reis gemäss einem vorstehend beschriebenen Verfahren umfasst wenigstens einen Temperatur-Sensor und wenigstens einen Feuchtigkeits-Sensor zum Bestimmen der Temperatur und der Feuchtigkeit des Trocknungsklimas .

Vorzugsweise ist dem wenigstens einen Temperatur-Sensor und Feuchtigkeits-Sensor eine Steuerungseinheit oder Regelungseinheit zugeordnet, die derart programmiert ist oder programmierbar ist, dass Trocknen von Reis gemäss einem vorstehend beschriebenen Verfahren ermöglicht ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mit der Steuerungseinheit o- der der Regelungseinheit eine Bibliothek verbunden oder verbindbar ist, in der Glasübergangs-Daten und Reis-Daten, insbesondere Glasübergangs-Daten von Reis bereitgestellt sind, insbesondere bevorzugt Daten über den Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit der umgebenden Luft.

Vorzugsweise ist den Trocknungsmitteln eine Steuerungseinheit oder Regelungseinheit zugeordnet, mit der sich die Feuchtigkeit und die Temperatur eines Trocknungsklimas steuern bzw. regeln lässt .

Vorzugsweise besitzen die Trocknungsmittel eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Glasübergangs des Reises.

Der Steuerungseinheit oder der Regelungseinheit zur Steuerung oder Regelung des Trocknungsklimas ist bevorzugt eine Bibliothek zugeordnet, in der Glasübergangs-Daten und/oder Daten über den Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit der umgebenden Luft bereitgestellt sind.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben, wobei die Vorrichtung derart gesteuert oder geregelt wird, dass bei bestimmungsgemäs- sem Gebrauch der Vorrichtung zur Trocknung von Reis eine Gesamtdauer t tot des Trocknungsvorgangs von unter 300 min, vorzugsweise unter 240 min, besonders bevorzugt unter 200 min und ganz besonders bevorzugt unter 180 min resultiert. Insbesondere bevorzugt resultiert eine Gesamtdauer t tot des Trocknungsvorgangs von unter 120 min. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Beispielen anhand von Tabelle 1 und 2 und den Figuren 1 und 2.

Tabelle 1 zeigt Trocknungsbedingungen, die in einer erfindungs- gemässen Trocknungsvorrichtung appliziert werden können.

Tabelle 1:

Die in diesem Beispiel angeführten Reiskörner wurden bei einem Wassergehalt von 20g / 100g Gesamtgewicht geerntet (20%wb) . Der Reis wurde in die Trocknungsvorrichtung überführt, in welcher mittels konvektiver Trocknung mit konditionierter Luft die Trocknung bewerkstelligt wurde. Der Wassergehalt des Reises nach der Trockung war etwa 12%wb. Die Bedingungen dieser Trocknungsluft (Temperatur T und relative Luftfeuchtigkeit RF) wurden über die Gesamttrocknungsdauer von 180 min gemäss den in der Tabelle 1 angegebenen Sollwerten appliziert. Die Gesamttrocknungsdauer ist die Summe der Verweilzeiten t (siehe 4. Spalte der Tabelle) bei einem jeweiligen Klima (T/RF-Kombination, siehe Spalte 2 und Spalte 3 der Tabelle) . Tabelle 2 zeigt alternative Trocknungsbedingungen, die in einer erfindungsgemässen Trocknungsvorrichtung appliziert werden können .

Tabelle 2:

Die in diesem Beispiel angeführten Reiskörner wurden bei einem Wassergehalt von 20g / 100g Gesamtgewicht geerntet (20%wb) . Der Reis wurde in die Trocknungsvorrichtung überführt, in welcher mittels konvektiver Trocknung mit konditionierter Luft die Trocknung bewerkstelligt wurde. Der Wassergehalt des Reises nach der Trockung war etwa 12%wb. Die Bedingungen dieser Trocknungsluft (Temperatur T und relative Luftfeuchtigkeit RF) wurden über die Gesamttrocknungsdauer von 120 min gemäss den in der Tabelle 2 angegebenen Sollwerten appliziert.

In Figur 1 ist eine Glasübergangskurve in einem Temperatur / Feuchtigkeitsdiagramm exemplarisch dargestellt gemäss Tabelle 1. Aufgetragen ist die Temperatur T der Oberfläche des Reiskorns gegen die Gleichgewichtsfeuchtigkeit U der Oberfläche des Reiskorns, angegeben in Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des Reiskorns. Mit zunehmender Feuchtigkeit nimmt die Glasübergangstemperatur ab. Beim erfindungsgemässen Verfahren werden Reiskörner in einen Zustand A gebracht bei einer Temperatur in der Vorrichtung von 60 0 C und dort für 60 min in diesem Zustand A getrocknet, d.h. zumindest auch die Reiskornoberfläche weist diese Temperatur während der Trocknung im Zustand A auf. Anschliessend werden die Reiskörner in einen Zustand B gebracht bei einer Temperatur in der Vorrichtung von 70 0 C und dort für 60 min in diesem Zustand B getrocknet, d.h. zumindest auch die Reiskornoberfläche weist diese Temperatur während der Trocknung im Zustand B auf. Daraufhin werden die Reiskörner in einen Zustand C gebracht bei einer Temperatur in der Vorrichtung von 80 0 C und dort für 60 min in diesem Zustand C getrocknet, d.h. zumindest auch die Reiskornoberfläche weist diese Temperatur während der Trocknung im Zustand C auf. Die Gesamttrocknungsdau- er beträgt somit 180 min.

In Figur 2 ist ein alternatives erfindungsgemässes Verfahren dargestellt gemäss Tabelle 2. Hierbei werden Reiskörner in einen Zustand A gebracht und dort für 60 min in diesem Zustand A gebracht bei einer Temperatur in der Vorrichtung von 90 0 C und dort für 60 min in diesem Zustand A getrocknet. Anschliessend werden die Reiskörner in einen Zustand B gebracht bei einer Temperatur in der Vorrichtung von 60 0 C und dort für 60 min in diesem Zustand B getrocknet. Die Gesamttrocknungsdauer beträgt somit 120 min .

Der Schritt der Trocknung im Zustand B dient der Vereinheitlichung der Feuchtigkeit über das gesamte Reiskorn. Bei der Trocknung im Zustand A erfolgt eine Trocknung der Oberfläche der Reiskörner unter eine Zielfeuchtigkeit, wobei die Oberfläche jedoch im viskoelastischen Zustand bleibt. Das Innere des Reiskorns weist eine gegenüber der Oberflächenfeuchtigkeit erhöhte Feuchtigkeit auf. Es entsteht also ein Feuchtigkeitsgradient im Reiskorn. Bei der Trocknung im Zustand B erfolgt im Wesentlichen kein Feuchtigkeitsverlust des Reiskorns mehr an die Umgebung, d.h. der Gesamt-Feuchtigkeitsgehalt des Reiskorns bleibt im Wesentlichen konstant. Es erfolgt ein Feuchtigkeits-Transport vom Inneren des Reiskorns zur Oberfläche, bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat und sich insbesondere die gewählte Zielfeuchtigkeit einstellt.