Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
USE OF SUPERHEATED STEAM FOR THE VIRTUALLY EXHAUST-GAS-FREE DRYING OF RECYCLABLE SUBSTANCES AND TEMPERATURE-SENSITIVE RECYCLABLE SUBSTANCE MIXTURES AND DRIED PRODUCTS WITH IMPROVED PROPERTIES PRODUCED THEREBY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/004579
Kind Code:
A1
Abstract:
The object of the invention is the use of the process for drying dispersed recyclable substances with superheated steam as the drying gas on recyclable substances and preparations thereof in the field of nutrients, especially foodstuffs and the raw materials for their production, preparations containing flavourings, preparations in the field of pharmaceutical auxiliary and/or recyclable substances and in the field of herbicides, fungicides and insecticides. The description concerns the drying process as such and also agents of the given fields containing recyclable substances and mixtures thereof in the form of steam-dried products.

Inventors:
RAEHSE WILFRIED (DE)
FUES JOHANN-FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/002528
Publication Date:
February 16, 1995
Filing Date:
July 29, 1994
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
COGNIS BIO UMWELT (DE)
RAEHSE WILFRIED (DE)
FUES JOHANN FRIEDRICH (DE)
International Classes:
A23L29/00; B01D1/18; F26B3/12; F26B23/00; F26B23/02; F26B25/00; (IPC1-7): B01D1/18; A23F5/34; A23C1/04
Domestic Patent References:
WO1992005849A11992-04-16
Foreign References:
US2572857A1951-10-30
EP0438783A21991-07-31
US2217547A1940-10-08
Download PDF:
Claims:
A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Behandlung eines wasserhaltigen, fließfähigen und fein verteilten Wertstoffgutes (disperse Phase) mit überhitztem Wasserdampf (geschlossene Phase) im Gleich und/oder Gegenstrom in einer von dem überhitztem Wasserdampf durchströmten Sprühzone unter Austrag von Was¬ ser und wasserdampfflüchtigen Inhaltsstoffen aus dem dispersen Einsatz¬ material und Bildung eines feinteiligen Trockengutes, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der dispersen Phase Wertstoffe und Wertstoffzuberei tungen aus den nachfolgenden Bereichen zum Einsatz kommen: Nährstoffe, insbesondere Lebensmittel (Nahrungs und Genußmittel) und Ausgangs¬ stoffe zu ihrer Herstellung, Aromastoffe (Geruchs und Geschmacksstof¬ fe) enthaltende Zubereitungen, Zubereitungen aus den Bereichen kosme¬ tischer und pharmazeutischer Hilfs und/oder Wertstoffe sowie Herbi¬ zide, Fungizide und Insektizide, wobei wenigstens im Fall der Lebens¬ mittel und/oder Aromastoffe enthaltenden Einsatzmaterialien mit Ein¬ satztemperaturen des überhitzten Wasserdampfes unterhalb 200°C, be¬ vorzugt nicht über 180°C, und mit Austrittstemperaturen des überhitz¬ ten Wasserdampfes aus der Sprühzone nicht über 150°C gearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im Fall der Lebensmittel und/oder Aromastoffe enthaltenden Einsatzmate¬ rialien mit Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfes von 140 bis 180°C, bevorzugt von 145 bis 160°C, und Austrittstemperaturen des überhitzten Wasserdampfes aus der Sprühzone von 105 bis 130°C, vor¬ zugsweise von 105 bis 115°C, gearbeitet wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenig¬ stens im Fall der Lebensmittel und/oder Aromastoffe enthaltenden Ein¬ satzmaterialien das Versprühen unter Mitverwendung eines Treibgases erfolgt, wobei bevorzugt überhitzter Wasserdampf als Treibgas einge setzt wird und dabei insbesondere das Versprühen mittels Mehrstoffdü¬ sen erfolgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenig¬ stens im Fall der Lebensmittel und/oder Aromastoffe enthaltenden Ein¬ satzmaterialien das zu versprühende Gut den Sprühdüsen mit Tempera¬ turen unterhalb 100°C, z.B. mit Temperaturen im Bereich von 50 bis 80°C, zugeführt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Vorbehandlung bereits aufkonzentrierte wäßrige Zubereitungen der Sprühtrocknung unterworfen werden.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzmaterial in Form wasserhaltiger Lösungen, Emulsionen, Suspen¬ sionen und/oder Pasten eingesetzt und dabei insbesondere im Bereich des Normaldrucks gearbeitet wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatzmaterial dem Verfahren unterworfen wird, das wasserdampfflüch¬ tige erwünschte Komponenten, insbesondere Aromastoffe, und/oder ent¬ sprechende unerwünschte Komponenten (Verunreinigungen) enthält.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfall von erwünschten Komponenten im Heißdampf diese wenigstens an teilsweise zurückgewonnen und gewünschtenfalls mit dem Trockengut wie¬ der vereinigt werden, während Verunreinigungen aus der Heißdampfphase abgetrennt und einer Entsorgung, beispielsweise der Verbrennung, zu¬ geführt werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wasser¬ haltige Wertstoffe oder Wertstoffgemisehe zum Einsatz kommen, die un¬ ter den Arbeitsbedingungen zur Ausbildung von Feststoffkörpern mit offenporiger Innenstruktur geeignet sind, deren Plastizität und Ober flächenklebrigkeit vorzugsweise derart eingeschränkt sind, daß substan¬ tielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder der offenporigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitz¬ ten Wasserdampfs ausscheiden.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wertstoffe und Wertstoffzubereitungen unter Mitverwendung von gelös¬ ten, emulgierten und/oder feinteilig dispergierten Hilfsstoffen ver¬ arbeitet werden, die bevorzugt im Trockenzustand fest und nicht kle¬ brig sind.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperatursensitives Einsatzmaterial dem Verfahren unterworfen und insbesondere zum Feststoff aufgetrocknet wird, das wenigstens an¬ teilsweise im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C degenerierungs gefährdet ist und insbesondere beim Verweilen in diesem Temperaturbe¬ reich zur Auftrocknung in Gegenwart von Luft, Stickstoff und/oder Ver¬ brennungsgasen bleibend degeneriert.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wä߬ rige Einsatzmaterialien des Bereiches der Molkereiprodukte, insbeson¬ dere auf Basis von Milch und Milchprodukten wie Vollmilch, Magermilch, Rahm, Buttermilch, Sauermilchprodukte, Molke und Molkenprodukte je¬ weils in unverdünnter, verdünnter oder bevorzugt in teilkonzentrierter Zubereitungsform zu entsprechenden Trockenpulvern und deren Agglome¬ raten aufgearbeitet werden.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wä߬ rige Einsatzmaterialien auf Basis wasserdampfflüchtige Aromastoffe enthaltender Lebensmittel, insbesondere Kaffee und KaffeeExtrakte, entsprechende entkoffeinierte oder KaffeeErsatzProdukte, Tee und TeeExtrakte, Gemüse und/oder Fruchtsäfte und fließfähige Zuberei¬ tungen zerkleinerter Früchte, insbesondere Fruchtmark, Kakao, Ka¬ kao/Milch oder Frucht/MilchZubereitungen, Vitamin/Frucht bezie¬ hungsweise FruchtaromaKombinationen, jeweils gewünschtenfalls in Ab ischung mit weiteren Mischkomponenten zum Beispiel KohlenhydratVer¬ bindungen wie Zucker, als disperse Phase eingesetzt werden.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Ge¬ schmacks und/oder Geruchsstoffe liefernde Einsatzmaterialien, zum Beispiel Gewürze enthaltende Pflanzen und/oder Pflanzenteile wie Blätter, Früchte, Samen, in zerkleinerter Form und wäßriger Aufberei¬ tung dem Verfahren unterworfen und die Aromastoffe wenigstens anteils¬ weise von der aus der Sprühzone abgezogenen Dampfphase abgetrennt wer¬ den.
15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückgewinnung wasserdampfflüchtiger Komponenten, insbesondere von Aro¬ mastoffen, aus der Dampfphase diese dampffTüchtigen Komponenten be¬ vorzugt nach Kondensation der Dampfphase zur wäßrigen FTüssigphase in an sich bekannter Weise, zum BeispieT durch Phasentrennung, Ex¬ traktion, destiTTative Abtrennung, Absorption, insbesondere aber durch MembranTrennverfahren von der wäßrigen Phase abgetrennt werden.
16. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren kontinuierlich und im praktisch geschTossenen Kreislaufsy¬ stem der Heißdampfphase wenigstens weitgehend abgas und abluftfrei derart durchgeführt wird, daß der aus der Sprühzone abgezogene Anteil des überhitzten Wasserdampfs nach Abtrennung des BrüdenteilStromes (verdampfter Wasseranteil der dispersen Phase) und Wiederaufheizung des verbliebenen DampfteilStromes auf Einsatztemperatur in die Sprüh¬ zone zurückgeführt wird, während der abgetrennte BrüdenteiIstrom auf¬ gearbeitet und insbesondere kondensiert wird und dabei bevorzugt als zusätzliche Arbeitshilfe in wenigstens einer weiteren Stufe des Ge¬ samtverfahrens zum Einsatz kommt.
17. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene BrüdenteiIstrom im Rahmen wenigstens einer der nachfolgen¬ den Funktionen weiterverwendet wird: partielle Eindampfung des flie߬ fähigen WertstoffEinsatzmaterials, Austrag von Aromastoffen aus dem Einsatzmaterial vor dessen Sprühtrocknung und/oder Energieübertrag auf aufzuheizendes Gut.
18. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit mittleren Teilchengrößen der dispersen Phase unterhalb 1 mm, vorzugs¬ weise im Bereich von etwa 50 bis 700 μm, gearbeitet wird.
19. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mit mittleren Verweilzeiten der dispersen Phase im Bereich des überhitzten Wasserdampfs im Minutenbereich, vorzugsweise unterhalb 1 min, zweck¬ mäßigerweise von höchstens etwa 30 sec, zum Beispiel im Bereich von etwa 1 bis 20 sec, gearbeitet wird.
20. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Wertstoffgutes mehrstufig erfolgt, wobei wenigstens eine dieser Verarbeitungsstufen die Sprühtrocknung und/oder Wirbel¬ schichttrocknung der dispersen Wertstoffphase in überhitztem Wasser¬ dampf vorsieht.
21. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühtrocknung mit einer nachgeschalteten Agglomeration und/oder Trocknungsstufe insbesondere im Rahmen einer Nachbehandlung in der Wirbelschicht und/oder im Fließbett verbunden wird, wobei diese se¬ kundären Arbeitsschritte getrennt von der Sprühzone vorgesehen oder aber auch in Form integrierter Arbeitsstufen mit der Sprühtrocknung unmittelbar verknüpft sein können.
22. Für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs bezie¬ hungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfs¬ stoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoff trägers, der mit weiteren physiologisch verträglichen Hilfs und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährsstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist.
23. Mittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff¬ träger mit poröser Innenstruktur durch Sprüh und/oder Wirbelschicht¬ trocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten der den Feststoffträger bildenden Wertstoffe hergestellt worden ist.
24. Mittel nach Ansprüchen 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß der ge¬ trocknete poröse Träger im Temperaturbereich von 100 bis 110°C als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Oberflächenklebrigkeit der¬ art eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenporiger Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfs ausscheiden.
25. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den porösen Träger aufgetragenen Hilfs und/oder Wertstoffe (Auftrags¬ masse) zu einem wenigstens substantiellen Anteil in die poröse Innen¬ struktur des Trägers eingetragen sind, wobei es bevorzugt sein kann, daß diese Innenstruktur zu wenigstens 10 Vol.%, zweckmäßg zu wenig¬ stens 50 Vol.% bezogen auf zugängliches Innenvolumen des porösen Trägers mit der Auftragsmasse belegt ist und wobei weiterhin zweck mäßigerweise nur begrenzte Mengen an Auftragsmasse auf den Außenflä¬ chen des porösen Trägers vorliegen.
26. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das zum schüttfähigen Gut getrocknete poröse Trägermaterial in wenigstens ei¬ ner anschließenden Arbeitsstufe mit einer bei Applikationstemperatur fließfähigen Zubereitung der Auftragsmasse beaufschlagt und vorzugs¬ weise damit durchdringend imprägniert worden ist.
27. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf¬ tragsmasse als solche bei Raumtemperatur oder wenigstens bei Auftrags¬ temperatur auf den porösen Träger eine flüssige Phase darstellt und/oder unter Einsatz einer Hilfsflüssigkeit, insbesondere Wasser, zur Lösung, Emulsion, feinteiligen Dispersion oder Suspension umge¬ wandelt worden ist.
28. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf¬ tragsmasse entweder in Mengen bis etwa 1 Gew.% oder in Mengen von wenigstens etwa 1 Gew.% bis zur maximalen Befüllbarkeit des porösen Trägerkorns vorliegt, Gew.% bezogen auf Gewicht des unbeladenen po¬ rösen Trägers.
29. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie als lagerstabile, schütt und rieselfähige Massen ausgebildet sind, die erforderlichenfalls nach dem Gutauftrag der zweiten Stufe nochmals getrocknet worden sind, wobei der Gehalt an nicht gebundenem Restwas¬ ser bevorzugt unter 10 Gew.%,insbesondere nicht über 5 Gew.% Gew.% bezogen auf beladenen Trägerfeststoff liegt.
30. Mittel nach Ansprüchen 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Hilfs und/oder Wertstoffen beaufschlagte Gut mit einer bei Raumtem¬ peratur bevorzugt festen Deckschicht umhüllt und insbesondere damit lagerbeständig verschlossen ist.
31. Trockenmilch und Trockenmilchprodukte hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf in Form eines schütt und rieselfähigen Trockengutes, das bevorzugt in seine poröse Grundstruktur eingetragen weitere Hilfs und/oder Wert¬ stoffe wie Aromastoffe (Geschmacks und Geruchsstoffe), physiologisch verträgliche Lösungsvermittler, zum Beispiel Lecithin, Süssungsmittel und dergleichen, enthält und dabei insbesondere Instanteigenschaften beim Auflösen in Wasser besitzt.
32. Wenigstens weitgehend wasserlöslicher Trockenkaffee beziehungsweise KaffeeExtrakt in schütt und rieselfähiger Form, insbesondere mit InstantCharakter, sowie entsprechende Zubereitungsformen von Tee und TeeExtrakten, Kakao, Gemüse und Fruchtpulvern, Trockensuppen und soßen, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren wasserlöslichen Kom¬ ponenten aus dem Bereich der Nahrungs und Genußmittel, hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf und bevorzugt enthaltend eingetragen in die poröse Grundstruktur des getrockneten Gutes weitere Hilfs und/oder Wertstoffe wie Aromastoffe (Geruchs und GeschmacksStoffe), physiolo¬ gisch verträgliche Lösungsvermittler, Süssungsmittel und dergleichen.
33. Aromenkonzentrate in Form schütt und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder agglomerate enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, her¬ gestellt durch Trocknung einer wäßrigen Zubereitung eines im Tempera¬ turbereich von etwa 100 bis 110°C festen physiologisch verträglichen Wert und/oder Hilfsstoffs, insbesondere aus dem Bereich der Nahrungs¬ und Genußmittel, hergestellt durch insbesondere Sprüh und/oder Wir¬ belschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Trägermaterials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas, nachfolgende Beladung des porösen Trägers mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen und bevorzugt abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen gefüllten Trägers mit einem physiologisch verträg¬ lichen und lagerdichten Überzug.
Description:
"Verwendung von überhitztem Wasserda pf zur praktisch abqasfreien Trock¬ nung von Wertstoffen und temperatursensitiven Wertstoffoemisehen und damit hergestellte Trockenprodukte mit verbesserten Eigenschaften"

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung beschreibt Verbesserungen auf dem Gebiet der großtechnisch einsetzbaren Trocknungsverfahren unter Gewinnung von insbesondere festen Wertstoffen und Wertstoffgemisehen mit der ZielVorstellung, einerseits die heute immer dringlicher werdende Notwendigkeit erfüllen zu können, ent¬ sprechende Trocknungsanlagen abluft- und abgasfrei betreiben zu können, zum anderen aber auch die Wirtschaftlichkeit und die mögliche Anwendungs- breite solcher Verfahrenstypen substantiell zu verbessern. Die Erfindung will dabei insbesondere die Möglichkeit schaffen das Verfahrensprinzip der Trocknung eines wasserhaltigen Einsatzmaterials mit überhitztem Wasser¬ dampf als Trocknungsgasstrom auch dort einsetzen zu können, wo sich bis zum heutigen Zeitpunkt diese an sich bekannte Technologie aus unterschied¬ lichsten Gründen nicht hat durchsetzen können. So will die erfindungsge¬ mäße Lehre insbesondere technische Lösungsansätze aufzeigen, wie das ange¬ sprochene Trocknungsverfahren auf Gebieten in die Praxis umgesetzt werden kann, die bisher dem Verfahrensprinzip der Trocknung mit überhitztem Was¬ serdampf in der Praxis nicht zugänglich erscheinen. Als Beispiele seien hier benannt: die Herstellung von getrockneten hochwertigen und insbeson¬ dere Aromastoffe enthaltenden Lebensmitteln aus dem Bereich der Nahrungs¬ und Genußmittel und/oder der Ausgangsstoffe zu ihrer Herstellung, das Ge¬ biet der Aromenkonzentrate für den Einsatz im angesprochenen Produktbe¬ reich, ebenso aber auch das Gebiet kosmetischer und pharmazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe. Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung erfaßt schließlich aber auch den Bereich der Überführung potentieller Gefahr¬ stoffe aus der Klasse der Herbizide, Fungizide und Insektizide in trockene Zubereitungsformen im Rahmen großtechnisch durchführbarer wirkungsvoller Auftrocknungen entsprechender wäßriger Zubereitungen zu pulverförmigen

und/oder agglomerierten Trockenprodukten mit verbesserter Redispergierbar- keit beziehungsweise Auflösung in Wasser.

Die erfindungsgemäße Lehre wird im nachfolgenden insbesondere anhand der Herstellung von aufgetrockneten Wertstoffen und Wertstoffgemisehen aus dem Bereich der Lebensmittel und Aromastoffe geschildert, wobei diese Darstel¬ lung aber lediglich beispielhaft für den breiteren Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Lehre zu verstehen ist. Die in der Erfindungsschilderung herausgegriffenen Sachgebiete sind besonders geeignet die vielgestaltigen Schwierigkeiten aufzuzeigen, die bei den hier vorgegebenen hochkomplexen Stoffmischungen im Rahmen großtechnischer Trocknungsverfahren zu wertvol¬ len Trockenstoffen - insbesondere im Sinne von sogenannten Instant-Pro- dukten - zu bewältigen sind. Diese leicht zu verstehenden Schwierigkeiten sind vielgestaltigster Natur. Ein wesentliches Wertelement für die Beur¬ teilung von beispielsweise aufgetrockneten Lebensmitteln ergibt sich aus der Beschaffenheit des zum Verzehr rehydratisierten Nährstoffes, wobei nicht nur die äußere, die physikalische Beschaffenheit einen kritischen Parameter darstellt. Entscheidungserheblich sind darüber hinaus beispiels¬ weise Farbe, Geschmack und Geruch. Am Beispiel der Trokkenmilch wird das sofort verständlich: Trockenmilchpulver oder -agglomerat soll nicht nur die gewünschte rasche Wiederauflösbarkeit in Wasser zeigen, unverzichtbare Voraussetzungen sind die weiße Farbe des Trockenproduktes und die milch¬ charakteristischen Geruchs- und Geschmacksnoten. Gerade in Bezug auf die zuletzt genannten Anforderungen sind andere Produkte der Lebensmitteltech¬ nologie noch anspruchsvoller. Lediglich als Beispiel sei auf Trockenzube¬ reitungen von Kaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakten und vergleichbaren Getränken insbesondere in Form entsprechender Instant-Produkte verwiesen. Die extreme Vielgestaltigkeit der Aromenstoffkombinationen und deren un¬ terschiedliche Flüchtigkeit insbesondere im Rahmen des Auftrocknungspro- zesses - im Kaffeearoma sind heute bekanntlich mehrere 100 Einzelstoffe unterschiedlicher Flüchtigkeit nachgewiesen - macht nach heutigem Kennt¬ nisstand für die großtechnische Herstellung von aufgetrockneten Kaffee- Extrakten ein umfangreiches Maßnahmenbündel erforderlich. So können bei¬ spielsweise Kaffeearomen-Konzentrate durch Extraktion mit überkritischem Kohlendioxid bei hohen Drucken isoliert und nachträglich auf das weit¬ gehend aromaarme Trockenprodukt des Kaffee-Extraktes übertragen werden.

Die Lehre der Erfindung zeigt neue Möglichkeiten auf unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium im praktisch geschlossenen Verfahren in vereinfachter Weise zu Wertstoffen und Wertstoffgemisehen zu kommen, die in dieser Form bisher als nicht zugänglich erschienen. Die erfindungsgemäße Lehre macht dabei insbesondere von der Technik der Trock¬ nung in der Sprühzone Gebrauch, in der ein aufzutrocknendes Gut als di¬ sperse Phase mit einer geschlossenen Phase des Trocknungsgases im Gleich- und/oder Gegenstrom behandelt wird. Die erfindungsgemäße Lehre ist aber nicht auf die Sprühtechnologie beschränkt. Andere Möglichkeiten, die ins¬ besondere mit der Sprühtechnik verbunden werden können, sind die Trocknung in der Wirbelschicht, die Fließbetttrocknung oder auch weitere bekannte Technologien.

Stand der Technik

Die Mehrzahl der industriellen Sprühtrocknungsanlagen arbeitet mit wasser¬ feuchten Produkten, die in feinverteilter Form mit einem Heißgasstrom in Kontakt gebracht werden. Als heiße Trocknungsgase werden Luft, heiße Brenngase, in Sonderfällen aber auch Inertgase, insbesondere Stickstoff eingesetzt. Es wird dabei zwischen 3 Systemtypen unterschieden: die Durch¬ lauftrocknung, die Kreislauftrocknung und die teilgeschlossene Kreislauf¬ trocknung.

Merkmal der Durch1auftrocknung ist, daß das heiße Trocknungsgas, insbe¬ sondere Trocknungsluft oder Brenngase, einmal durch das System geleitet werden und die Abluft in die Atmosphäre gelangt. Das Trockenprodukt wird aus der Trocknungszone ausgetragen. Der Abgasstrom wird in der Regel von mitgerissenen Gutanteilen gereinigt. Gleichwohl ist bekannt, daß diese Technologie zu beträchtlichen Umweltbelastungen durch Austrag unerwünsch¬ ter Geruchsstoffe, Wirk- und Schadstoffanteile und dergleichen führen kann.

Die in der Praxis eingeführte Alternative zur Bewältigung dieser Proble¬ matik ist das System der Kreislauftrocknung. Ein inertes Trocknungsgas, im allgemeinen Stickstoff, wird im geschlossenen Kreislauf so durch das Sy¬ stem der Arbeitsstufen geleitet, daß keine Abluft in die Atmosphäre ge-

langt. Der aus der Trocknungszone abgezogene und mit zu verdampfender Feuchte sowie ausgetragenen Gutanteilen beladene Gasstrom wird von mitge¬ tragenen Feststoffanteilen soweit wie möglich befreit und zur Kondensation des ausgetragenen Wasseranteiles abgekühlt. Dabei wird die Inertgasphase als Ganzes dieser Kondensations- und Waschstufe unterzogen. Die daraus wieder abgetrennte Gasphase wird durch einen Gaserhitzer geführt und in die Trocknungszone zurückgeleitet.

Eine Modifikation mit teilgeschlossener Kreislaufführung sieht zur Erhit¬ zung des im Kreislauf geführten Gasstromes einen sogenannten selbstinerti- sierenden Lufterhitzer vor, in dem heißes Abgas aus der Verbrennung eines geeigneten Brennstoffes dem Kreislaufgasstrom unter dessen gleichzeitiger Aufheizung zugeführt wird. Ein entsprechender AbgasteiIstrom muß der im Kreislauf geführten Gasphase entnommen werden. Durch geeignete Fahrweise kann auch bei direkter Beheizung des Trocknungsgases ein sauerstoffarmes Gemisch gebildet werden, das die Trocknung wasserhaltiger staubexplosions¬ fähiger Produkte unter Inertgasbedingungen ermöglicht. Für die Trocknung von anspruchsvollen Wertstoffgemisehen und insbesondere für eine Herstel¬ lung von pulverförmigen oder agglomerierten getrockneten Nahrungsmitteln wie Milchpulver und dergleichen scheidet diese Fahrweise gleichwohl aus.

Seit Anfang dieses Jahrhunderts ist bekannt, daß zur Trocknung wäßriger WertstoffZubereitungen anstelle der Heißluft auch überhitzter Wasserdampf eingesetzt werden kann. Erste Vorschläge zu einer solchen Verfahrensmodi¬ fikation gehen auf das Jahr 1908 zurück. Insbesondere in den letzten Jahr¬ zehnten ist in der Literatur die Möglichkeit solcher Trocknungsverfahren unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Heißgasmedium intensiv un¬ tersucht und mit den in der Praxis bekannten Trocknungsverfahren auf Basis von Heißluft verglichen worden. Aus der umfangreichen einschlägigen Literatur sei auf die nachfolgenden Veröffentlichungen verwiesen, die ih¬ rerseits umfangreiche Literaturverzeichnisse zu diesem Arbeitsgebiet be¬ inhalten: A.M. Trommelen et al. "Evaporation and Drying of Drops in Super- heated Vapors" AIChE Journal 16 (1970), 857 - 867; Colin Beeby et al. "STEAM DRYING" Soc of Chem Eng. Japan, Tokyo (1984), 51 - 68 sowie W.A. Stein "Berechnung der Verdampfung von Flüssigkeit aus feuchten Produkten im Sprühturm" Verfahrenstechnik 7 (1973), 262 - 272.

Auch in der zugehörigen Patentliteratur taucht einmal der Vorschlag auf, die Sprühtrocknung wäßriger Einsatzmaterialien mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium zu betreiben, verwiesen wird auf die FR/PS 2002088 mit einem Veröffentlichungsdatum 10/1969 sowie die parallele US-PS 3,564,723 aus 02/1971. Vorgeschlagen wird hier, Einsatzmaterialien insbe¬ sondere biologischen Ursprungs wie Milch oder andere Nahrungsmittel, durch Sprühtrocknung mit überhitztem Wasserdampf zu trocknen. Konkrete Anwen¬ dungsbeispiele sind in dieser Literaturstelle nicht gegeben, es finden sich jedoch Arbeitsanweisungen für den praktischen Betrieb. Als bevorzugte Einsatztemperatur des überhitzten Wasserdampfes für die Trocknung solcher Materialien biologischen Ursprungs sind 200°C (400°F) genannt (US, Spalte 4, 23-25). Kurz angesprochen ist die Problematik der Trocknung von Ein¬ satzmaterialien die dampfflüchtige Bestandteile insbesondere Geschmacks¬ bzw. Aromastoffe enthalten. Es wird in dieser Druckschrift als besonderer Vorteil gesehen, daß diese dampffTüchtigen Bestandteile zum überwiegenden Anteil zusammen mit dem recyclisierten überhitzten Wasserdampf in die Trocknungszone zurückgeleitet werden (US, Spalte 7, 30-38).

Die Trocknung wäßriger Zubereitungen von Wertstoffen und Wertstoffgemi- schen, die als Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmittel geeignet sind, unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Heißgasstrom ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 92/5849 der Anmelderin bekannt. Die damit verbundenen Vorteile gegenüber der üblichen Sprühtrocknung mit Hei߬ luft als Trockengas liegen zum einen in der Abwesenheit von Sauerstoff, so daß die Probleme bei der Auftrocknung rein oder weitgehend organischer Wertstoffe, beispielsweise entsprechender Tenside auf Naturstoffbasis, vermieden werden. Die Trocknung mit überhitztem Wasserdampf zeichnet sich darüber hinaus durch ökonomische und ökologische Vorteile aus. Die Kreis¬ laufführung des Heißdampfes als Trocknungsgas ermöglicht die praktisch abgaslose Fahrweise. Weitere Vorteile, die unter anderem auch durch die grundsätzlichen Unterschiede des Trocknungsgases bedingt sind, finden sich in der angegebenen Veröffentlichung.

Weiterführende Arbeitsanweisungen unter Einsatz der Heißdampftrocknung für das angegebene Sachgebiet finden sich in den nachfolgenden, auf die Ar¬ beiten der Anmelderin zurückgehenden Druckschriften beziehungsweise äl-

teren deutschen Patentanmeldungen: DE-A 4030688, DE-A 4204035, DE- A 4204090, DE-A 4206050, DE-A 4206521, DE-A 4206495, DE- A 4208773, DE-A 4209432, DE-A 4234376 sowie DE-P 4237 934.2, DE- P 4307 115.5 und DE-P 43 19828.7. Zum Zwecke der Erfindungsoffenbarung wird hiermit ausdrücklich der Offenbarungsinhalt dieser Druckschriften und älteren Anmeldungen der Anmelderin ebenfalls zum Gegenstand der vorlie¬ genden Erfindungsoffenbarung gemacht, der in Kombination mit den nachfol¬ gend angegebenen weiterführenden Erkenntnissen und Arbeitsregeln zu ver¬ stehen ist.

Eine Besonderheit der Heißdampftrocknung gemäß der zuvor zitierten WO 92/5849 liegt im individuellen Temperaturverlauf des jeweils zu trockn¬ enden wäßrigen Guttropfens in der Heißdampfsprühzone. Durch Kondensation des überhitzten Wasserdampfes auf einem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Kondensationswärme an das zu trocknende Gut findet eine spontane Aufhei¬ zung des wäßrigen Tropfens auf die Siedetemperatur des Wassers unter Ar¬ beitsbedingungen statt, beim Arbeiten unter Normaldruck also auf Tempera¬ turen von etwa 100°C. Diese Siedetemperatur wird als Mindesttemperatur während des gesamten Trocknungszeitraumes im Guttropfen beibehalten. In der Endphase des Auftrocknungsvorganges kann ein rascher Temperaturanstieg in Richtung auf die Grenztemperatur der das tropfenförmige Gut umgebenden Heißdampfphase stattfinden. Aussagekräftige Untersuchungen zu dieser Pro¬ blematik finden sich in der eingangs zitierten Veröffentlichung A.M. Trom¬ melen et al. a.a.O. Der Verfasser untersucht in dieser Arbeit unter ande¬ rem das Temperaturverhalten isolierter Tropfen unterschiedlichster wäßri¬ ger Medien, einerseits bei ihrer Behandlung mit vorbeistreichender Hei߬ luft, andererseits mit vorbeistreichendem Heißdampf. Untersucht werden dabei insbesondere auch charakteristische Vertreter aus dem Gebiet der Nahrungsmittel, nämlich entsprechende Tropfen aus Milch, aus Kaffee-Extrakt und aus Tomatensaft. Auffallend ist der rasche Tempe¬ raturanstieg des aufgetrockneten Guttropfens im Heißdampf und die damit verbundene erhöhte Temperaturbelastung des Wertstoffgutes im Trockenpro¬ dukt. Berücksichtigt man die technisch vorgegebene Tatsache, daß bei der Feinzerteilung eines zu trocknenden wäßrigen Gutes, beispielsweise über Sprühdüsen, unausweichlich Tropfengrößen einer beträchtlichen Bandbreite gebildet werden, so leuchten die zu erwartenden Schwierigkeiten für den

Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas sofort ein: Der be¬ trächtliche Anteil an kleinen und kleinsten Tröpfchen hat längst den Zu¬ stand der Auftrocknung und damit die beginnende Stufe der Überhitzung er¬ reicht, bevor die Tropfen mittlerer Größe oder des oberen Durchmesserbe¬ reichs hinreichend aufgetrocknet sind.

Die hier nur auszugsweise angeschnittenen Schwierigkeiten sind unzweifel¬ haft mitverantwortlich für die Tatsache, daß die Heißdampftrocknung von thermolabilem wäßrigem Gut, beispielsweise Milch oder Milchprodukte wie Molke, in der Praxis bis heute als undurchführbar erscheint, obwohl der konzeptionelle Ansatz zur Trocknung gerade dieser Einsatzmaterialien mit überhitztem Wasserdampf, insbesondere in der Sprühzone, seit ca. 25 Jahren vorgeschlagen ist, siehe die zuvor zitierte FR-PS 2002088 (10/1969). Nach den Anweisungen der einschlägigen Literatur liegt für die Herstellung eines hochwertigen Milchtrockenproduktes im Rahmen der Sprühtrocknung die maximal einstellbare Guttemperatur bei etwa 80 bis 85°C. Bevorzugt werden Verfahren die die Einstellung von maximalen Guttemperaturen im Bereich von etwa 60°C erlauben. Lediglich im Rahmen der Bearbeitung der Milch ist eine kurzfristige Hitzebehandlung bei erhöhten Temperaturen zur Verlängerung der Haltbarkeit und zur Ausschaltung pathogener Mikroorganismen vorgese¬ hen. Unterschieden wird hier bekanntlich zwischen der Pasteurisation (Hocherhitzung auf 85°C für 2 bis 3 sec), der Kurzzeiterhitzung im Plat¬ tenerhitzer (72 bis 75°C für 15 bis 30 sec) sowie der Dauererhitzung (62 bis 65°C für 30 bis 32 min). Bekannt ist auch die sogenannte Ultrahocher¬ hitzung (UHT) entweder durch indirekte Erhitzung (136 bis 138°C/5 bis 8 sec) im Röhren- oder Plattenwärmeaustauscher und durch direkte Erhitzung (140 bis 145°C/2 bis 4 sec) durch Dampfinjektion mit anschließender asep¬ tischer Abpackung. Zur Einstellung geschmacklicher Vorteile kann das Bactother -Verfahren eingesetzt werden, das in einer Kombination von Zen¬ trifugalentkeimung in Bactofugen (65 bis 70°C) und UHT-Erhitzung des abge¬ trennten Sediments (2 bis 3% der Milch) mit anschließender Rekombination besteht. Hierdurch vermeidet man die Erhitzung der gesamten Milchmenge. Bekannt ist schließlich die Sterilisation bei 107 bis 115°C für 20 bis 40 min oder bei 120 bis 130°C für den Zeitraum von 8 bis 12 min in der Ver¬ packung im Autoklaven. Hier werden geschmackliche Beeinträchtigungen be¬ wußt in Kauf genommen. Zu Einzelheiten des hier angesprochenen Sachgebiets

vergleiche beispielsweise Belitz et al. "Lehrbuch der LebensmitteIchemie" 4. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Kapitel 10 "Milch und Milchprodukte". Die Herstellung von Milchtrockenprodukten ist in dieser Veröffentlichung im Unterkapitel 10.2.5, a.a.O. 477/478 geschildert, danach wird die Milch zunächst über Dünnschichtverdampferanlagen auf 40 bis 50% Trockenmasse vorkonzentriert. Zur Herstellung hochwertiger Trockenprodukte muß die thermische Belastung so gering wie möglich gehalten werden, anderenfalls tritt die Denaturierung der Milchproteine und eine Bräunung des Trocken¬ produkts infolge der Maillard-Reaktion auf. Die heute in großtechnischem Umfange zur Verfügung stehende Trockenmilch in Form von Halb-Instantpro- dukten oder Voll-Instantprodukten sind durch Sprühtrocknung mittels Zen¬ trifugalzerstäubung oder durch Düsenversprühung im Sprühturm feinverteilt mit Heißluft im Gleichstrom oder Gegenstrom aufgetrocknet. In den letzten Jahren haben sich Mehrstufenverfahren durchgesetzt in denen die eigent¬ liche Sprühtrocknung die erste und eine Fließbetttrocknung in einem Vibra¬ tionsfließbett die zweite Trocknungsstufe bilden. Es werden agglomerierte Trockenprodukte mit verbesserten Benetzungseigenschaften erhalten. Neue Sprühtrocknungssysteme arbeiten mit in der Sprühtrockenkammer integriertem Fließbett. Zur Verbesserung der Wiederauflösbarkeit des MiIchpulvers wer¬ den physiologisch verträgliche Emulgatoren in geringer Menge auf das Trockenpulver aufgetragen. Ein literaturbekannter Emulgator ist Lecithin.

Zur Technologie der Sprühtrocknung und verwandter Trocknungstypen wie der Trocknung in der Wirbelschicht und im Fließbett wird beispielsweise ver¬ wiesen auf Mujumdar "Handbook of Industrial Drying" Marcel Dekker, Inc. New York 1987, siehe dort beispielsweise Seite 579 und folgende. Ausführliche Angaben zur Milchtrocknung finden sich a.a.O. im Unterkapitel "Drying in the Dairy Industry", siehe hier insbesondere das Unterkapitel "3. MILKP0WDER TECHNOLOGY" a.a.O. 591 bis 603. Ausführlich wird hier im Unterkapitel "3.1 Drying Milk Droplets" die Entstehungsgeschichte des ein¬ zelnen aufgetrockneten Milchtropfens mit seiner Krustenbildung und Inklu¬ sion beschränkter Mengen der Trocknungsluft geschildert.

Die hier am Beispiel der MiIchauftrocknung dargestellte Problematik be¬ trifft insbesondere die Bereiche der Wertstoffdegeneration unter Einfluß der erhöhten Trocknungstemperaturen und die Bildung von harten krusten-

förmigen Auftrocknungsprodukten, die insbesondere in späten Stadien der

Auftrocknung jedes individuellen Tropfens den Austritt des Restwassers aus dem Inneren des Tropfens behindern können, so daß letztlich dadurch das

Risiko der Wertstoffdegeneration durch den benötigen längeren Zeitraum der Auftrocknung substantiell ansteigt.

Ein ganz anderer Typ von Schwierigkeiten bei der Auftrocknung von Wert¬ stoffen aus dem durch die Erfindung angesprochenen Bereich liegt dann vor, cwenn Aromastoffe essentielles Bestimmungselement für die Qualität des an¬ gestrebten Trockenproduktes sind. Ein typisches Beispiel hierfür sind Trockenkaffee und aufgetrocknete Fruchtpulver sowie ganz allgemein Aroma¬ stoffe. Aus der bereits zitierten Literatur sei hier verwiesen auf Belitz "Lehrbuch der Lebensmittelchemie" a.a.O. Kapitel 5 "Aromastoffe", Kapitel 18 "Obst und Obstprodukte" sowie Kapitel 21 "Kaffee, Tee, Kakao". Zum speziellen Gebiet der Gewinnung von Kaffee-Extrakten in Trockenform sei beispielsweise verwiesen auf die Veröffentlichung N. Pintauro "COFFEE SOLUBILIZATION", Commercial Processes and Techniques, NOYES DATA CORPO¬ RATION, Park Ridge, New Jersey/London, England 1975. In dieser Veröffent¬ lichung in Buchform werden in ausführlicher Darstellung die vielgestal¬ tigen Probleme bei der Gewinnung von Kaffee-Extrakten in Trockenform in einer Qualität geschildert, die vom Verbraucher akzeptiert wird. Lediglich punktweise seien einzelnen Probleme angesprochen: Die Bewahrung und/oder Übertragung des Kaffeearomas mit seiner Kombination von einigen 100 Wert¬ stoffen auf das trockene Fertigprodukt bereitet extreme Schwierigkeiten und fordert beträchtlichen technologischen Aufwand. Die Inklusion von Restluft im sprühgetrockneten Kaffee-Extrakt führt beim Aufgiessen mit Wasser zur Freisetzung der inkludierten Luftbläschen und damit zum uner¬ wünschten Aufschwimmen einer weißen Schaumschicht. Durch zusätzliche Ma߬ nahmen wie Vermählen des primär anfallenden Trockenproduktes und erneute Agglomeration des Mahlgutes muß hier Abhilfe geschaffen werden.

Ein weiterer insbesondere auf dem Gebiet der Lebensmittel und Aromastoffe aber auch auf dem Gebiet pharmazeutischer Präparate sehr wichtiger Ge¬ sichtspunkt liegt in der Einstellung und Sicherstellung zuverlässiger Ste- rilbedingungen in der zur Trocknung eingesetzten Anlage, den bei der Trocknung eingesetzten Arbeitsmitteln, insbesondere der Trocknungsgasphase

und natürlich im eingesetzten und aufgetrockneten Wertstoff und Wertstoff- gemisch. Es ist bekannt, daß in den bisher zum großtechnischen Einsatz kommenden Anlagen beträchtliche Aufwendungen dafür anfallen können, bei¬ spielsweise zuverlässig Steril-Luft im Kontibetrieb zur Verfügung zu stel¬ len.

Die hier an den Beispielen der Gewinnung von Trockenprodukten auf Basis von Milch und Kaffee-Extrakt gezeigten Schwierigkeiten können naturgemäß nicht mehr sein als ein kurzes Antippen der sehr viel umfangreicheren Probleme, die im einzelnen in der zitierten Literatur und den dort wie¬ derum genannten weiteren Literaturzitaten ausführlich beschrieben sind. Entsprechende Probleme stellen sich auf verwandten Gebieten, die für die Lehre der Erfindung heranzuziehen sind.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Behandlung eines wasserhaltigen, fließfähigen und fein verteilten Wertstoffgutes (disperse Phase) mit überhitztem Wasserdampf (geschlossene Phase) im Gleich- und/oder Gegenstrom in einer von dem überhitztem Was¬ serdampf durchströmten Sprühzone unter Austrag von Wasser und wasserdampf- flüchtigen Inhaltsstoffen aus dem dispersen Einsatzmaterial und Bildung eines feinteiligen Trockengutes. Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in der dispersen Phase Wertstoffe und Wertstoffzube¬ reitungen aus den nachfolgenden Bereichen zum Einsatz kommen: Nährstoffe, insbesondere Lebensmittel (Nahrungs- und Genußmittel) und Aus¬ gangsstoffe zu ihrer Herstellung, Aromastoffe (Geruchs- und Geschmacks¬ stoffe) enthaltende Zubereitungen, Zubereitungen aus den Bereichen kosme¬ tischer und pharmazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe sowie Herbizide, Fungizide und Insektizide. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbeson¬ dere vor, das Einsatzmaterial in Form wasserhaltiger Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten einzusetzen und dabei insbesondere im Bereich des Normaldrucks zu arbeiten. Da der überhitzte Wasserdampf als geschlos¬ sene Phase und als Trocknungsmedium eingesetzt wird, stellt sich in dem zu trocknenden Gut nahezu unmittelbar die Guttemperatur im Bereich von etwa 100°C ein. Gleichwohl wird der Zugang zu hochwertigen Wertstoffen und Wert-

Stoffgemisehen der angegebenen Bereiche möglich. Die Technologie der Hei߬ dampftrocknung ermöglicht dabei das Arbeiten im praktisch vollständig ge¬ schlossenen System, so wie es in den eingangs zitiertene älteren Schutz¬ rechten der Anmelderin für das Gebiet der Trocknung von Wertstoffen aus dem Gebiet der Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel beschrieben ist.

Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfsstoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoffträgers, der mit weiteren physiolo¬ gisch verträglichen Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann. In dieser Ausführungsform ist die Lehre der Erfindung dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Der Feststoffträger mit poröser In¬ nenstruktur ist dabei insbesondere durch Sprüh- und/oder Wirbelschicht¬ trocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten der den Fest¬ stoffträger bildenden WertStoffe herstellt worden. Es ist dabei weiterhin bevorzugt,, daß der aufgetrocknete poröse Träger im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Ober- flächenklebrigkeit derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verkle¬ bungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenporigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfes ausscheiden. Sichergestellt ist damit die Möglichkeit einen solchen porösen Träger mit frei wählbaren Auftragsmassen zu imprägnieren, die zu einem wenigstens substantiellen Anteil in die poröse Innenstruktur des Trägers eingetragen sind.

Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen die Anwendung der Sprühtrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trockenprodukten des Bereiches der Molke- reiprodukte, sowie von Trockenprodukten der Bereiche Kaffee und Kaffee-

Extrakte, entsprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee-Extrakte, Gemüse- und/oder Fruchtpulver, Trockensuppen und -soßen, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vitamin/Frucht- be- ziehungsweise Fruchtaro a-Kombinationen.

In speziellen Ausführungsformen sind Gegenstand der Erfindung schließlich Trockenmilch und Trockenmilchprodukte, hergestellt durch Sprühtrocknung des wäßrigen Wertstoffgutes in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium sowie weiterhin wenigstens weitgehend wasserlöslicher Trockenkaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakt in schütt- und rieselfähiger Form sowie entsprechende Zubereitungsformen von Tee und Tee-Extrakten, Kakao, Gemüse- und Fruchtpulvern, gegebenenfalls in Abmischung mit wei¬ teren wasserlöslichen Komponenten aus dem Bereich der Nahrungs- und Genu߬ mittel. Charakteristisch für alle diese Produkte ist, daß sie durch Sprüh¬ trocknung in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmedium hergestellt worden sind und dabei bevorzugt in die poröse Grundstruktur des getrockneten Gutes weitere Hilfs- und/oder Wertstoffe eingetragen ent¬ halten. Beispiele für solche Hilfs- und Wertstoffe sind Aromastoffe (Ge¬ ruchs- und GeschmacksStoffe) physiologisch verträgliche Lösungsvermittler, Süssungsmittel und dergleichen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind schließlich Aromenkonzentrate in Form schütt- und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder -agglo erate enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, hergestellt durch Trocknung einer wäßrigen Zubereitung eines im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C festen, physiologisch verträglichen Wert- und/oder Hilfsstoffs, ins¬ besondere aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, der durch Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Trägermaterials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Nachfolgend ist dieser poröse Trägerfeststoff mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen beladen worden, woraufhin bevorzugt eine abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen ge¬ füllten Trägers mit einem physiologisch verträglichen und lagerdichten Überzug vorgenommen worden ist.

Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre

Die im nachfolgenden geschilderte scheinbare Vielzahl von Einzelelementen zum erfindungsgemäßen Handeln wird am einfachsten aus einer zusammenfas¬ senden Betrachtung der erfindungsgemäßen Lehre, ihren technischen Möglich¬ keiten und ihren Vorteilen verständlich. Eine solche zusammenfassende Dar¬ stellung dieser Elemente und die analytische Betrachtung ihrer Bedeutung für das Gesamtverfahren wird daher im nachfolgenden vorgezogen.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet aufgrund der chemischen Natur des Trocknungsmediums - überhitzter Wasserdampf als geschlossene Gasphase - bezogen auf den jeweils gewählten Trocknungsschritt im geschlossenen Kreislauf. Aus der Trocknungsstufe, insbesondere der Sprühzone, wird mit zusätzlich verdampftem Wasser beladener Heißdampf abgezogen und - nach Abtrennung des BrüdenteilStromes, der dem verdampften Wasseranteil ent¬ spricht - im Kreislauf wieder in die Trocknungszone zurückgeführt. In diese Kreislaufführung des Heißdampfes ist - bevorzugt im indirekten Wär¬ meaustausch und unmittelbar vor dem Wiedereintritt des Dampfstromes in die Sprühzone - die Möglichkeit zur Wiederaufheizung des Heißdampfes auf die vorgegebene Einsatztemperatur des Trocknungsmediums vorgesehen. Das zu trocknende Gut wird in seiner wasserhaltigen Einsatzform fein verteilt in die Trocknungszone eingeführt - im Rahmen der Sprühtrocknung insbesondere in den mit überhitztem Wasserdampf durchströmten Raum eingesprüht oder in anderer Form darin fein verteilt - während das getrocknete Gut aus diesem Bereich in an sich bekannter Weise, üblicherweise am Boden der Sprühzone, ausgeschleust wird.

Die Konzeption des geschlossenen und praktisch abgasfreien Kreislaufs be¬ trifft aber auch den als BrüdenteiIstrom abgezweigten verdampften Wasser¬ anteil des aufgetrockneten Wertstoffgutes. Dieser Dampfteilström verläßt die Trocknungszone mit Austrittstemperaturen, die sich aus den vorgege¬ benen Eintrittstemperaturen und dem Ausmaß der Wasserverdampfung in der Trocknungsstufe ergeben. Ausgetragen werden dabei nicht nur die verdampf¬ ten Wasseranteile, auf dem durch die Erfindung betroffenen Sachgebiet, insbesondere bei der Auftrocknung von Nahrungs- und Genußmitteln, werden üblicherweise auch dampfflüchtige Komponenten mit diesem BrüdenteiIstrom abgezogen. Im Gegensatz zur heute üblichen Trocknung mit Heißluft oder heißen Brenngasen werden diese ausgetragenen Anteile des aufzutrocknenden

Gutes aber nicht freigesetzt und insbesondere in die Umwelt entlassen. Die erfindungsgemäße Lehre des Arbeitens mit dem überhitzten Wasserdampf als Trocknungsmittel gibt die Möglichkeit der Überführung der gesamten Was¬ serdampfphase in die kondensierte Form des Wassers in flüssiger Phase. Eine Vielzahl der mit dem Dampf ausgetragenen Wertstoffanteile des zu trocknenden Gutes werden dabei mitkondensiert und/oder als volumenmäßig stark verringerte Gasphase einer gesteuerten Weiterverwertung zugänglich.

Die Bedeutung dieses Arbeitens wird am Beispiel der Aromastoffe enthal¬ tenden Nahrungs- und Genußmittel als zu trocknendes Einsatzmaterial sofort verständlich: Erfindungsgemäß gelingt die Bewahrung aller Komponenten des Einsatzgutes in kontrollierten und kontrollierbaren Teilstufen des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens. Es tritt dabei ein wichtiges Verfahrensprinzip in Erscheinung: Die Trocknung im überhitzten Wasserdampf als Trocknungsgas führt zu einer Stofftrennung des üblicherweise komplexen aufzutrocknenden Wertstoffgutes in die aufgetrockneten Feststoffanteile und die mit dem BrüdenteiIstrom ausgetragenen flüchtigen, unter Normalbedingungen üblicherweise flüssigen und/oder festen Anteile. Beide Anteile des einge¬ setzten Wertstoffgutes stehen aber auch nach der Trennung im Trocknungs¬ schritt unter sicherer Verfügungskontrolle und sind damit der gezielten Weiterverarbeitung - beispielsweise einer Rekombination - zugänglich.

Ein weiterer entscheidender Punkt für das Verständnis des erfindungsge¬ mäßen Handelns ergibt sich aus dem folgenden: Der bei der Trocknung in überhitztem Wasserdampf anfallende Feststoffante l bildet unter Bedingun¬ gen, die im nachfolgenden noch im einzelnen angegeben sind, eine ganz be¬ stimmte Struktur aus. Die charakteristischen Elemente sind eine durchgän¬ gige mikroporöse FeststoffStruktur ohne die Ausbildung einer verschlos¬ senen Kruste im Außenbereich. Hier gilt das folgende: Werden wäßrige Trop¬ fen von Wertstoffen beziehungsweise Wertstoffgemisehen in konventionellem Heißgas, insbesondere in heißer Luft, aufgetrocknet, bildet sich im Trop¬ fen von der Oberfläche nach innen schnell ein Temperatur- und Feuchtig¬ keitsgradient aus. Die Oberfläche des Tropfens trocknet schnell, es ent¬ steht eine feste, geschlossene Kruste. Aus dem Inneren des Tropfens dif¬ fundiert Flüssigkeit nach außen, wobei im Wasser gelöste Stoffe auskri¬ stallisieren, sobald deren Löslichkeit überschritten wird. Das Ergebnis

ist eine weitere Verfestigung und Verdickung der äußeren Hülle. Reste von mikrodisperser Luft bleiben in dem verschlossenen Kügelchen eingeschlos¬ sen.

Die Trocknung eines Tropfens im überhitzten Wasserdampf läuft dagegen an¬ ders ab. Beim Kontakt des noch nicht auf Siedetemperatur aufgeheizten Tropfens mit überhitztem Dampf kondensiert zunächst Wasser auf der Ober¬ fläche. Es bildet sich ein Wasserfilm um den Tropfen. Die Kondensations¬ wärme geht auf das Tropfeninnere über. Ist die Verdampfungstemperatur im Inneren des Tropfens erreicht, so erfolgt in dem EinstoffSystem Was¬ ser/Wasserdampf die Trocknung gemäß der Dampfdruckkurve im gesamten Trop¬ fen, d.h. das Wasser beginnt im gesamten Tropfen zu verdampfen. Es wird also nicht wie bei der zuvor geschilderten Trocknung mit üblichen Heißga¬ sen bereits zu Beginn eine starre Außenhülle gebildet, die das weitere Schrumpfen des Tropfens verhindert. Der Tropfen trocknet über den Quer¬ schnitt gleichmäßig ein, wobei sich in dem entstehenden Feststoffgefüge offenbar durchgängig viele kleine Dampfkanäle bilden. Die gebildete Trok- kenstoffmasse wird damit extrem porös. Diese hohe Porosität des Feststoff¬ materials kann die Grundlage für vielgestaltige Elemente des erfindungsge¬ mäßen Handelns und für die Vorteile beim Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre sein. So kann die hohe Porosität des Feststoffmaterials Grundlage für eine substantiell verbesserte Wasserlöslichkeit und Benetzbarkeit und/oder für ein stark erhöhtes Saugvermögen des heißdampfgetrockneten Materials gegenüber fließfähigen Phasen im Vergleich zum konventionell getrockneten Material sein. Erfindungsgemäß wird damit nicht nur die äußere Teilchenoberfläche des kornförmigen Trägerbeads der Belegung mit einer Auftragsmasse zugänglich, insbesondere die innere Oberfläche und letztlich damit der ganze frei zugängliche Innenraum des im überhitzten Wasserdampf getrockneten Trägerbeadkorns kann mit Auftragsmasse belegt beziehungsweise ausgefüllt werden. Es leuchtet sofort ein: Die über den BrüdenteiIstrom ausgekreisten aber auch dort wie zuvor angegeben im ge¬ schlossenen Verfahrenskreislauf zugänglichen dampffTüchtigen Komponenten des zu trocknenden Einsatzgutes können mit dem saugfähigen und hochporösen Trockenprodukt in einer Weise rekombiniert werden, wie es bisher nicht möglich gewesen ist. Diese dampffTüchtigen Anteile können nämlich wieder in das Innere des jetzt zum porösen Träger aufgearbeiteten Feststoffen-

teiles des Einsatzmaterials eingetragen werden. Darüber hinaus besteht die nachfolgend noch im einzelnen geschilderte Möglichkeit, ein derart rekom¬ biniertes WertStoffgut durch Versiegelung mit einer außen aufgetragenen Schutzhülle dauerhaft lagerfähig auszugestalten.

Voraussetzung für die Wahrnehmung dieser Vorteile des erfindungsgemäßen Handelns ist unter anderem, daß sich das feinkörnige Trockengut als mikro¬ poröses stabiles Trägerbead ohne geschlossene Kruste ausbilden kann. Die¬ ser Fall ist immer dann gegeben, wenn der getrocknete poröse Träger im Arbeitstemperaturbereich der Trocknungszone als Feststoff vorliegt, dessen Plastizität und Oberflächenklebrigkeit derart eingeschränkt sind, daß sub¬ stantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Verklebungen deren offenporiger Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfes ausscheiden. Da das erfindungsgemäße Ver- fahren in seiner bevorzugten Ausführungsform im Bereich des Normaldrucks arbeitet, stellt sich als Guttemperatur im der Auftrocknung unterliegenden Materialteilchen der Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C ein. Für diesen Bereich sind also die zuvor gegebenen Anforderungen zu erfüllen. Der überwiegende Teil der dem erfindungsgemäßen Verfahren zu unterwerfen¬ den Wertstoffe und Wertstoffgemisehe erfüllt diese Voraussetzungen auf¬ grund seiner naturgegebenen Zusammensetzungen. Insbesondere gilt das für die naturstoffgebundenen Einsatzmaterialien der in einer aufgetrocknete Feststoffphase umzuwandelnden Lebensmittel, der Aromastoffe liefernden Pflanzen und Pflanzenteile aber auch für eine Vielzahl der anderen für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren definierten Materialien. Ist in Sonderfällen diese Voraussetzung der Ausbildung des aufgetrockneten Wert¬ stoffgutes als Feststoffträger mit hochporöser Innenstruktur nicht gewähr¬ leistet, dann kann durch Mitverwendung von geeigneten Hilfsstoffen diese Bedingung in einfacher Weise erfüllt werden. Die Erfahrung beispielsweise auf dem Gebiet der Herstellung von trockenen Instant-Produkten, insbeson¬ dere in Form von freifließenden Pulvern und/oder Agglomeraten zeigt aller¬ dings, daß gerade auf dem Gebiet der naturstoffbasierenden Einsatzmateria¬ lien in breitestem Bereich die hier gegebene Voraussetzung erfüllt ist. Konventionell hergestellte Trockenmilch ist ebenso ein entsprechendes Feststoffgut wie die aufgetrockneten Extrakte von Kaffee, Tee, Frucht¬ säften und dergleichen. An sich bekannte Besonderheiten der Trocknung mit

überhitztem Wasserdampf erleichtern das angestrebte Ergebnis: Die Trock¬ nungsgasphase des überhitzten Wasserdampfs erlaubt das sauerstofffreie Arbeiten im Hochtemperaturbereich. Die Guttemperatur des Tropfens wird über weite Abschnitte seines individuellen Auftrocknungsvorgangs durch die Verdampfungstemperatur des Wassers unter Arbeitsbedingungen bestimmt. Die Offenporigkeit des entstehenden Trockengutes und die Verhinderung der Krustenbildung aus intermediär entstehenden gelartigen Schichten ermög¬ licht - im Zusammenwirken mit nachfolgend im einzelnen noch geschilderten bestimmten Verfahrenselementen - eine solche Abkürzung des Trocknungsvor¬ gangs in der Phase des überhitzten Wasserdampfs, daß selbst hoch-degene- rierungsgefährdete Materialien wie Milch und Milchprodukte dem erfindungs¬ gemäßen Trocknungsverfahren mit hohem Erhaltungsgrad unterworfen werden können.

Die bisherigen Betrachtungen haben sich im wesentlichen mit der Natur und der Entstehung des porösen Feststoffgutes beschäftigt. Integraler Bestand¬ teil des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aber auch die Elemente und Vor¬ teile die sich aus der sachgerechten Behandlung und Aufarbeitung des ab¬ gezogenen BrüdenteilStromes ergeben.

Die mit diesem BrüdenteiIstrom vom eingesetzten Wertstoffgemiseh abge¬ trennten und aus dem Verfahrenskreislauf herausgezogenen dampfflüchtigen Komponenten - insbesondere beispielsweise Anteile komplexer Gemische von Aromastoffen - fallen bei der Kondensation des BrüdenteilStromes gewisser¬ maßen in gereinigter Form an, die eine besonders einfache und kostengün¬ stige Rückgewinnung dieser Aromastoffe in ihrer Gesamtheit ermöglichen. Der von mitgerissenen Feststoffanteile befreite BrüdenteiIstrom enthält jetzt ja nur noch Wasser und die dampfflüchtigen insbesondere organischen Komponenten. Die Abtrennung dieser zuletzt genannten Stoffe von der rein wäßrigen Phase kann in beliebiger Weise und insbesondere ohne Behinderung durch sonstige Mischungskomponenten erfolgen, wie sie üblicherweise bei der Aromengewinnung aus beispielsweise Früchten, Pflanzenteilen und der¬ gleichen zu berücksichtigen sind. Die erfindungsgemäße Lehre sieht hier den Einsatz der gesamten Breite der zur Aromengewinnung entwickelten Ver¬ fahren des Standes der Technik vor. In einer besonders wichtigen und ein¬ fachen Ausführungsform kann hier aber der übergetragene organische Anteil

von der wäßrigen Phase wirkungsvoll durch Membrantrennverfahren abgetrennt werden. In der Regel ist dabei keine Auftrennung des komplexen organischen Stoffgemisches notwendig. Es kann als Ganzes mit dem porösen Feststoff¬ träger wieder vereinigt und von ihm in seiner Innenstruktur aufgenommen werden.

Vergleichbare Überlegungen zur Vereinfachung des Gesamtverfahren gelten, wenn die mit dem BrüdenteiIstrom ausgetragenen Stoffanteile des Einsatz¬ gutes Verunreinigungen sind. Auch ihre Abtrennung von der rein wäßrigen Phase des kondensierten BrüdenteilStromes ist technisch einfach zu ver¬ wirklichen, so daß die anschließende Vernichtung der Verunreinigungen bei¬ spielsweise durch Verbrennung möglich wird. Solche Verunreinigungen können im Rahmen des Gesamtverfahrens hier doch noch zu sekundären Wertstoffen dadurch werden, daß sie als Brennstoffanteile im Rahmen der Wiederaufhei- zung des im Kreislauf geführten HeißdampfStromes zum Einsätz kommen. Dieses Wiederaufheizen erfolgt üblicherweise auf indirektem Wege durch Wärmeaustausch, so daß Verunreinigungen des im Kreislauf geführten Hei߬ dampfstromes ausgeschlossen sind.

Wie bisher dargestellt ermöglicht die erfindungsgemäße Lehre eine opti¬ mierte Wiedervereinigung aller erwünschten Komponenten des in wäßriger Zubereitung vorliegenden Ausgangsstoffes im Fertigprodukt. Die erfindungs¬ gemäße Lehre ist aber nicht darauf eingeschränkt. Die mikroporöse Struktur des isoliert gewonnenen Feststoffanteiles schafft die Möglichkeit, zusätz¬ liche Wertstoffe oder auch andere Wertstoffe als die über den Brüdenteil¬ strom ausgetragenen Anteile in den Träger einzulagern und gewünschtenfalls darin lagerstabil zu versiegeln. Es leuchtet sofort ein, daß hier gerade für das Gebiet der wasserlöslichen Instant-Produkte auf dem Gebiet der Nahrungs- und Genußmittel bisher nicht erschlossene Wege eröffnet werden. Aber nicht nur dieses Gebiet der Lebensmittel für den menschlichen Verzehr ist damit betroffen. In gleicher Weise können Tierfuttermittel zu vorbe¬ stimmbar zusammengesetzten Compounds aufgearbeitet werden, denen durch ein abschließendes Coaten hohe Lagerstabilität gegeben werden kann. Das gleiche gilt für Wertstoffe und Wertstoffgemisehe des pharmazeutischen und/oder kosmetischen Bereichs. Einleuchtend ist ebenso, daß die Produkt¬ qualität des Bereichs der erfindungsgemäß angesprochenen Hilfsmittel zur

Regulierung des Pflanzenwachstums und der Schädlingsbekämpfung sub¬ stantiell verbessert werden kann. Schon die Möglichkeit, auf diesem Gebiet nicht staubende, gleichwohl instantlösliehe Wertstoffzubereitungen in einem in sich vollständig geschlossenen Verfahrenskreislauf zur Verfügung zu stellen, beleuchtet die Bedeutung des erfindungsgemäßen Handelns unter Berücksichtigung der heutigen Anforderungen an Produktökologie und -Öko¬ nomie.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der erfindungsgemäßen Lehre beschäftigt sich mit der potentiellen Verwertbarkeit des abgezogenen BrüdenteilStromes in Teilbereichen des Gesamtverfahrens. Die Erfindung will in sinnvoller Weise dieses in kontinuierlichem Strom anfallende (Teil)Produkt des Verfahrens praktisch verwerten. Auf die hier gegebenen Möglichkeiten wird im einzel¬ nen im nachfolgenden eingegangen. Hier sei nur auf zwei mögliche Verwer¬ tungsbereiche verwiesen: Der BrüdenteiIstrom kann vor seiner Kondensation zur Abtrennung von wasserdampfflüchtigen Anteilen - insbesondere Aroma¬ stoffen - des zu trockenden Wertstoffgutes eingesetzt werden, so daß ein an diesen flüchtigen Wertstoffanteilen abgereichertes wasserhaltiges Gut der Trocknung mit dem überhitzten Wasserdampf zugeführt wird. Zum anderen kann von dem Energiegehalt des BrüdenteiIstroms insbesondere im Rahmen seiner Kondensation und Übergang der Kondensationswärme auf zu behandeln¬ des wäßriges Einsatzgut sinnvoll Gebrauch gemacht werden. Hierdurch ge¬ lingt beispielsweise ein Aufkonzentrieren des aufzutrocknenden wäßrigen Gutes vor seiner Einführung in die Stufe der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf.

Ein letzter allgemein gültiger und in vielen Fällen sehr wichtiger Ge¬ sichtspunkt sei hier erwähnt. Die Wahl des überhitzten Wasserdampfs als Trocknungsmedium schafft die Möglichkeit, die Trocknungsanlage in ihrer Gesamtheit in einer vorbereitenden Arbeitsstufe zuverlässig zu entkeimen. Auch das Trennmittel selber, der überhitzte Wasserdampf, ist entkeimt. Die Sterilbedingungen werden während des Gesamtprozesses aufrechterhalten. Das zu trocknende Gut nimmt in der Trocknungsphase den Bereich der Entkei¬ mungstemperaturen an. Im Fertigprodukt liegen keine Luftinklusionen vor, so daß die erleichterte Langzeitsterilität des Fertigprodukts aus diesem Gesichtspunkt gesichert werden kann. Hier liegen sowohl bezüglich der

Technologie als bezüglich der Produktqualität entscheidende Vorzüge ge¬ genüber den in der Praxis bisher eingesetzten Trocknungsverfahren mit Heißluft.

Konkret gilt zu den eingangs kurz geschilderten verschiedenen Ausführungs¬ formen des Handelns im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre das folgende:

Eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre betrifft das Verfah¬ ren zur Trocknung eines wasserhaltigen Einsatzmaterials aus den angege¬ benen Bereichen unter Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungs¬ phase, wobei das zu trocknende Gut die disperse Phase und der überhitzte Wasserdampf die geschlossene Phase bilden. Die bevorzugt eingesetzte Tech¬ nologie ist die bekannte Sprühtrocknung, in der das zu trocknende Gut in fein verteilter Form im Gleichstrom und/oder im Gegenstrom zur geschlos¬ senen Trocknungsgasphase geführt und im erwünschten Ausmaß aufgetrocknet wird. Üblicherweise wird hier in Sprühtürmen gearbeitet. Das zu trocknende wasserhaltige Einsatzmaterial kann durch Sprühdüsen, aber auch auf anderem Wege, beispielsweise durch Rotationsscheiben beziehungsweise Zentrifugal¬ zerstäuber feinteilig in den mit dem Trocknungsgas durchströmten Turm ein¬ geführt werden. Bekannt ist dabei die Einspeisung des zu trocknenden Wert¬ stoffgutes im Kopfbereich eines solchen Turmes, wobei hier auch eine Mehr¬ zahl von beispielsweise Sprühdüsen -gewünschtenfalls auch in unterschied¬ lichen Ebenen angeordnet - vorgesehen sein können. Ebenso bekannt ist aber auch die Zuführung des zu trocknenden Gutes, insbesondere durch Sprüh¬ düsen, am Fuße eines Sprühturmes, wobei das zu trocknende Gut zunächst nach oben in den Turm gesprüht wird und dann unter der Einwirkung der Schwerkraft die Bewegungsrichtung umkehrt und nach unten fällt. Die Strö¬ mungsrichtung des überhitzten Wasserdampfes kann als Gleichstrom und/oder als Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu trocknenden Gutes vorgesehen sein.

Das Einsatzmaterial wird zweckmäßigerweise in Form wasserhaltiger Lösun¬ gen, Emulsionen, Suspensionen und/oder Pasten eingesetzt. Auf dem Gebiet der durch die Erfindung betroffenen Wertstoffe und Wertstoffgemisehe lie¬ gen entsprechende wäßrige Zubereitungen entweder von vornherein vor - ein Beispiel hierfür ist etwa die Milch - oder aber entsprechende wäßrige Zu-

bereitungen können in einfacher Form, beispielsweise durch Extraktions¬ prozesse von Pflanzen und Pflanzenteilen mit Wasser und/oder wäßrig/orga¬ nischen Systemen hergestellt werden. Beispiele für den zuletzt genannten Fall sind Kaffee-Extrakte im weitesten Sinne. Die erfindungsgemäße Verfah¬ rensmethodik ist gleichermaßen für Kaffee-Extrakte wie für entkoffeinier- ten Kaffee-Extrakt oder auch für Kaffee-Ersatz und KaffeeZusatzstoffe ge¬ eignet. Aus den zuletzt erwähnten Bereichen sei lediglich beispielhaft verwiesen auf Malzkaffee, Gerstenkaffee, Zichorienkaffee, Eichelkaffee und dergleichen, im einzelnen siehe das zitierte Lehrbuch der Lebensmittel¬ chemie, Belitz a.a.O., Kapitel 21, insbesondere Unterkapitel 21.1.3 bis 21.1.5.

Bewußt sind hier nebeneinandergestellt die beiden Grundtypen der Trocknung von Milch auf der einen Seite und von Kaffee-Extrakten auf der anderen Seite. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ' handelt es sich bei diesen beiden Vertretern nämlich um charakteristische Beispiele für an sich ganz unterschiedliche Problemstellungen, mit denen sich die erfindungsgemäße Lehre auseinanderzusetzen hat und die erfindungsgemäß gelöst werden können. Die Auftrocknung von Milch im großtechnischen Ver¬ fahren wird beherrscht durch das Problem der möglichen Degeneration wich¬ tiger Milchinhaltsstoffe, insbesondere der Milchproteine, die mit einer irreversiblen Verwandlung des Trockenstoffes zum erschwert löslichen oder weitgehend unlöslichen Trockenprodukt verbunden sein kann. Aromenverluste durch Austrag entsprechender Aromastoffe mit dem Trocknungsgas spielen keine oder bestenfalls eine völlig untergeordnete Rolle. Bezüglich des Geschmacks und des Geruchs sind hier eher unerwünschte Veränderungen im Feststoffanteil - wiederum bedingt durch unerwünschte Degenerierungsreak- tionen - zu berücksichtigen.

Ganz anders liegt der Sachverhalt beim Auftrocknen des Kaffee-Extraktes. Hier sind die im Rahmen des Auftrocknungsprozesses unvermeidlichen Aro¬ menverluste durch Austrag der heißdampfflüchtigen Aromenanteile einer der beherrschenden Problembereiche. Der anfallende Feststoff ist im Vergleich mit der MiIchauftrocknung gegenüber eintretenden Überhitzungen unempfind¬ licher. Sofort verständlich ist, daß diese unausweichliche Schädigung ei¬ nes wasserdampfflüchtige Aromastoffe enthaltenden Einsatzgutes durch die

Auftrocknung im überhitzten Wasserdampf nicht auf Kaffee-Extrakte einge¬ schränkt ist. Geruchs- und Geschmacksstoffe beliebigen Ursprungs sind po¬ tentiell in gleicher Weise gefährdet, sofern wesentliche Komponenten was¬ serdampffluchtig sind und insbesondere bei der sich im Guttropfen einstel¬ lenden Arbeitstemperatur zum erleichterten Austrag neigen beziehungsweise befähigt sind.

Wie angegeben sieht die erfindungsgemäße Lehre in einer bevorzugten Aus¬ führungsform beim Anfallen von erwünschten Komponenten im Heißdampf vor, diese Anteile - beispielsweise also den ausgetragenen Anteil an Aromastof¬ fen - wenigstens anteilsweise wieder zurückzugewinnen und gewünschtenfalls mit dem in der Trocknungsstufe anfallenden Trockengut wieder zu vereini¬ gen. In Fällen in denen die mit dem abgezogenen Heißdampf ausgetragenen Anteile des zu trocknenden Wertstoffgutes als Verunreinigungen anzuspre¬ chen sind scheidet allerdings eine solche Wiedervereinigung mit dem Trockengut in aller Regel aus. Hier gibt die erfindungsgemäße Lehre die zuvor bereits geschilderte Möglichkeit, die Verunreinigungen in geeigneter Weise zu entsorgen und insbesondere zu verbrennen. Dabei kann ein ent¬ sprechender ProduktteiIstrom dem Brenner zugeführt werden, der - im indi¬ rekten Wärmeaustausch - zur Wiederaufheizung des im Kreislauf geführten Stromes von überhitztem Wasserdampf auf Einsatztemperatur dient.

Die Arbeitsbedingungen der Trocknungsstufe werden erfindungsgemäß dem je¬ weils zu trocknenden Wertstoff beziehungsweise Wertstoffgut angepaßt. Gül¬ tig ist das insbesondere für die Wahl der Einsatztemperatur des überhitz¬ ten Wasserdampfes und die durch Steuerung des Trocknungsverfahrens be¬ stimmte Austrittstemperatur der geschlossenen Phase aus der Trocknungs¬ zone. Einzelheiten hierzu werden nachfolgend noch angegeben. Einheitlich gilt für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre, daß die Trocknung des jeweils gewählten Naßmaterials im Bereich des Normal¬ drucks erfolgt. Dieser Begriff des Normaldrucks umfaßt im allgemeinen die Bereiche bis etwa 150 mbar Überdruck beziehungsweise Unterdruck, wobei entsprechende Druckabweichungen nach oben oder unten bis etwa 100 mbar und insbesondere bis etwa 50 mbar bevorzugt sein können. In vielen Anwendungs¬ zwecken wird mit sehr kleinen Druckabweichungen vom Umgebungsdruck gear-

beitet, die dann beispielsweise im Bereich bis etwa 10 oder 15 mbar liegen können.

Die sich einstellende Guttemperatur der wäßrigen Zubereitung des dispersen Wertstoffes oder Wertstoffgemisches in der Trocknungszone entspricht der Siedetemperatur des Wassers unter dem Arbeitsdruck, liegt also üblicher¬ weise im Bereich von etwa 100°C. Trotz dieser vom jeweils gewählten Wert¬ stoffgemisch unabhängigen Voraussetzung können durch Variation insbeson¬ dere der Temperatur des eingesetzten überhitzten Wasserdampfes und der Temperaturspanne zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur der Wasser¬ dampfphase wichtige Anpassungen an die im jeweils bestimmten Einzelfall vorgegebenen Voraussetzungen vorgesehen beziehungsweise vorgenommen wer¬ den. Wird beispielsweise mit temperaturstabilen Materialien gearbeitet, so können Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfes Werte im Bereich bis 500°C oder auch noch darüber, beispielsweise Werte bis etwa 700°C, gewählt werden. Für den erfindungsgemäß definierten Bereich der Anwendung des Prinzips der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas sind solche temperaturstabilen Materialien allerdings Sonderfälle. Die erfindungsgemäß insbesondere betroffenen Anwendungsgebiete der Nahrungs¬ und Genußmittel, der Aromastoffe aber auch Zubereitungen aus den Bereichen kosmetischer und pharmazeutischer Hilfs- und/oder Wertstoffe betreffen in aller Regel temperatursensitive Wertstoffe und Wertstoffgemisehe, die ge¬ rade wegen ihrer Temperatursensitivität bisher als ungeeignete Einsatzma¬ terialien für die Anwendung des Prinzips der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas angesehen worden sind.

Es ist ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen Lehre durch Anpas¬ sung der konkreten Arbeitsparameter Wege aufzeigen zu können, wie jetzt auch gerade diese extrem temperatursensitiven Wertstoffe und Wertstoff¬ gemische der Trocknungsbehandlung mit überhitztem Wasserdampf zugänglich gemacht werden können, ohne irreparable Schäden auszulösen - sei es an dem aufzutrocknenden nicht-wasserdampfflüchtigen Gut, sei es an den wasser¬ dampffluchtigen Komponenten wie Aromastoffen und ihren Gemischen.

Ein erster wichtiger Arbeitsparammeter liegt in der konkreten Temperatur¬ steuerung der als Trocknungsgas eingesetzten Phase des überhitzten Was-

serdampfes. Wenigstens für die Gebiete der Lebensmittel und/oder Aroma¬ stoffe enthaltenden Einsatzmaterialien gelten die nachfolgenden bevorzug¬ ten Arbeitsbedingungen dieser überhitzten Dampfphase: Einsatztemperaturen des überhitzten Wasserdampfs unterhalb 200°C und bevorzugt höchstens etwa 180°C. Besonders geeignete Einsatztemperaturen des überhitzten Dampfes für das hier angesprochene Arbeitsgebiet können im Bereich von etwa 140 bis 180°C und insbesondere im Bereich von etwa 145 bis 160°C liegen. Die Aus- trittstemperaturen der überhitzten Dampfphase in diesem Arbeitsgebiet der hochsensitiven Materialien überschreitet in der bevorzugten Ausführungs¬ form nicht den Wert von etwa 150°C. Besonders geeignete Bereiche für die Dampfaustrittstemperaturen liegen hier im Bereich von etwa 105 bis 130°C und insbesondere im Bereich bis etwa 115°C.

Die Verwirklichung des bekannten Arbeitsprinzips der Sprühtrocknung mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas gerade auf dem Gebiet der extrem temperatursensitiven Einsatzmaterialien und/oder temperatursensitive Aro¬ mastoffe enthaltenden Einsatzmaterialien ist ein wesentlicher Kern des erfindungsgemäßen Handelns. Die Lehre der Erfindung schränkt sich aller¬ dings nicht darauf ein. Im Rahmen der zuvor zitierten breiteren Anwend¬ barkeit können Wertstoffe bzw. Wertstoffgemisehe zum Einsatz kommen die sich durch höhere Temperaturstabilität auszeichnen. Hier kann dann mit Eintrittstemperaturen des überhitzten Wasserdampfes oberhalb 200°C bei¬ spielsweise im Bereich von 220 bis 450°C und insbesondere im Bereich bis 350°C oder im Bereich von etwa 280 bis 300°C gearbeitet werden. Diese Ar¬ beitsbedingungen für die Dampfeintrittstemperatur können aber nur in sol¬ chen Fällen in Betracht kommen, in denen weder im zu trocknenden Gut noch in dampffTüchtigen Komponenten Schädigungen zu befürchten sind. Gerade diese Aufnahme dampffTüchtiger Anteile des zu trocknenden Einsatzgutes in die überhitzte Dampfphase und deren Kreislaufführung im Rahmen des Ge¬ samtverfahrens stellt ja in Wirklichkeit doch eine extreme Belastung für beispielsweise Geschmacks- und Aromastoffe dar. Völlig unabhängig von der Temperatursensitivität des zur Feststoffphase aufzutrocknenden Gutanteiles sind hier ernsthafte Schäden die Folge, wenn nicht eine Steuerung der Ar- beitsparameter im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre stattfindet.

Es kann sinnvoll sein, die Austrittstemperaturen des überhitzten Dampfes aus der Sprühtrocknungszone soweit wie möglich abzusenken - ohne natürlich den Zustand des unter Arbeitsbedingungen überhitzten Wasserdampfes aufzu¬ geben. Untere Temperaturgrenzen für die Dampfaustrittstemperaturen liegen dementsprechend in dem Bereich des erfindungsgemäß gewählten Normaldruckes bei etwa 105 oder 110°C. Die Dampfaustrittstemperatur sollte in der Regel nicht über 150°C und vorzugsweise nicht über 140 bis 145°C liegen. Beson¬ ders geeignete Austrittstemperaturen des überhitzten Wasserdampfes liegen im Bereich von etwa 105 bis 130°C und insbesondere im Bereich von etwa 105 bis 115°C. Bei extrem temperatursensitiven Materialien kann es sogar zweckmäßig sein auch die Eintrittstemperatur des überhitzten Wasserdampfes bis in diese niedrigen Bereiche abzusenken, beispielsweise also bis in den Bereich von etwa 110 bis 140°C. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird das allerdings nur in Sonderfällen in Betracht kommen.

Wie angegeben kann ein wichtiger Verfahrensparameter zur Bewältigung der hier angesprochenen Schwierigkeiten in der richtigen Wahl und Anpassung der mittleren Verweilzeiten der dispersen Phase im Bereich des überhitzten Wasserdampfes liegen. Üblicherweise arbeitet die erfindungsgemäße Lehre mit entsprechenden Verweilzeiten von höchstens einigen Minuten, beispiels¬ weise 2 bis 10 Minuten und insbesondere nicht mehr als etwa 5 Minuten. Für temperaturgefährdete Materialien können wesentlich kürzere Verweilzeiten gewählt werden, die dann vorzugsweise unterhalb etwa 1 Minute und zweck¬ mäßigerweise im Bereich von höchstens etwa 30 Sekunden liegen. Die ein¬ gangs geschilderten Besonderheiten der Auftrocknung des jeweiligen Gut¬ tropfens ohne Krustenbildung und unter Beibehaltung der mikroporösen Struktur fördert den raschen Wasseraustrag aus dem jeweiligen Partikel auch in den Endstadien des Trocknungsverfahrens, so daß wirkungsvolle Trocknungsergebnisse selbst bei Verweilzeiten des Guttropfens im Hei߬ dampfbereich von höchstens etwa 10 bis 20 Sekunden gewährleistet werden können. Unter Berücksichtigung des nachfolgend noch zu diskutierenden Ver¬ fahrensparameters der mittleren Teilchengrößen der dispersen Phase gelingt es zu wirkungsvollen Trocknungsergebnissen im Bereich von etwa 1 bis 20 Sekunden und sogar im Bereich von wenigen Sekunden, beispielsweise etwa 1 bis 5 und sogar im Bereich von etwa 1 bis 2 Sekunden zu kommen. Die Über¬ führung eines Naßproduktes zum rieselfähigen Trockenprodukt kann unter

) Z

- 26 -

temperaturschonenden Arbeitsbedingungen in derart kurzen Zeiträumen we¬ nigstens in einem soTchen Ausmaß durchgeführt werden, daß eine Nachtrock¬ nung des gebildeten Feststoffgutes unter miTderen Verfahrensbedingungen technisch durchführbar wird. Auf diese Variante der auch erfindungsgemäß vorgesehenen Kombination der Heißdampftrocknung in der Sprühzone mit nach- geschaTteten und/oder integrierten Folgestufen der Trocknung, beispiels¬ weise im Sinne einer Wirbelschichttrocknung und/oder Fließbetttrocknung, wird noch im einzelnen eingegangen.

Zur Durchführung der Sprühtrocknung ist es in der Regel zweckmäßig, die individuelle Tropfchengröße einerseits und das Spektrum der jeweils auf¬ tretenden Tropfchengrößen einzuschränken. So ist erfindungsgemäß bevorzugt mit mittleren Teilchengrößen der wasserhaltigen dispersen Phase unterhalb 1 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 35 bis 700 μm und insbesondere im Bereich von etwa 50 bis 500 μm zu arbeiten. Durch eine solche Feinver¬ teilung des aufzutrocknenden Wertstoffgutes ist die beabsichtigte Vergrö¬ ßerung der für den Wasseraustritt aus der Flüssigphase in die Dampfphase entscheidenden Flüssigkeitsoberfläche pro Volumeneinheit der zu behandeln¬ den Wertstoffphase sichergestellt. Die spezifische und für den Stoff¬ austausch entscheidende Flüssigkeitsoberfläche kann damit in an sich be¬ kannter Weise beispielsweise um den Faktor 10^ bis 10^ vergrößert werden.

Diese Anbietungsform der zu trocknenden wasserhaltigen Wertstoffphase mit substantiell vergrößerter Oberfläche schafft die Möglichkeit zur extremen Intensivierung und/oder Beschleunigung der Auftrocknung.

In einer besonders wichtigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Han¬ delns wird die zu trocknende fließfähige Wertstoffphase unter Mithilfe eines Treibgases versprüht. Die einschlägige Technik kennt die verschie¬ denartigsten Ausgestaltungen solcher Sprühvorrichtungen, insbesondere Sprühdüsen. Verwiesen wird auf die einschlägige Fachliteratur, siehe hier¬ zu beispielsweise H. Brauer "Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströ¬ mungen" in GRUNDLAGEN DER CHEMISCHEN TECHNIK, Verfahrenstechnik der che¬ mischen und verwandter Industrien, Verlag Sauerländer, Aarau und Frankfurt am Main (1971), Seite 308 - 323, A.H. Lefebvre "Atomization and Sprays" Hemisphere Publishing Corp. New York (1989), Seite 10 - 20, Chemical

Engineering, Vol. 2, Unit Operations (2nd Edition - 1968) Pergamon Press, Oxford, New York, Seiten 602 - 617 sowie R.H. Perry et al. in "Chemical Engineering Handbook", (5th Edition - 1975), Mac Graw-Hill Book Co., New York, "Phase Dispersion/Liquid-in-Gas Dispersions", Seiten 18 - 65.

In erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsformen wird unter Ein¬ satz von Mehrstoffsprühdüsen und unter Mitverwendung von Treibgas gear¬ beitet, wobei in dieser Ausführungsform der Erfindung als Treibgas Was¬ serdampf und zwar insbesondere überhitzter Wasserdampf zum Einsatz kommt. Im hier betroffenen Kern des erfindungsgemäßen Handelns für insbesondere extrem temperaturlabile Materialien hat sich überraschenderweise gezeigt, daß - wohl durch die intensive Vermischung im Sprühvorgang - beim Einsatz des überhitzten Wasserdampfes als Treibgas der Stoffübergang der aus der Flüssigphase abzutrennenden Komponenten in die Heißdampfphase derart in¬ tensiviert wird, daß das im jeweiligen Verfahrenszyklus zu erreichende Trocknungsergebnis innerhalb von Sekundenbruchte len eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird möglicherweise unter Berücksichtigung der in der zitierten Literatur geschilderten jeweiligen Entstehungsgeschichte der versprühten Tropfen verständlich. Gerade beim Arbeiten in Mehrstoffdüsen tritt in der Regel zunächst eine lamellare Flüssigphasenspreitung bei extrem geringer Dicke der Flüssigphase ein. Hierdurch wird - bezogen auf das jeweilige Volumen des betroffenen Flüssiggutes - eine extrem große Oberfläche zum Stoffaustausch mit der überhitzten Wasserdampfphase zugänglich. Die In¬ tensität und Beschleunigung des Auftrocknungsergebnisses wird dadurch ver¬ ständlich. Das allgemeine Fachwissen des Verfahrenstechnikers zur Verstär¬ kung dieses Effekts durch Auswahl geeigneter Mehrstoffdüsen kann darüber hinaus auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns eingesetzt werden.

Das Arbeiten mit einem Treibgas und dabei insbesondere mit überhitztem Wasserdampf ist aber auch aus weiteren Überlegungen eine besonders bevor¬ zugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handelns. Es erschließen sich über das bisher Gesagte die folgenden Möglichkeiten bzw. Vorteile:

Wird überhitzter Wasserdampf als Treibgas eingesetzt, dann wird bezüglich eines weiteren wichtigen Verfahrensparameters größere Freiheit gewonnen.

Hier handelt es sich um die Temperatur des der Versprühung zuzuführenden fließfähigen Gutes. Wie eingangs dargestellt findet in dem mit überhitztem Wasserdampf erfüllten Trocknungsraum im individuellen Tropfen erst dann eine Trocknung statt, wenn dessen Guttemperatur wenigstens die Siedetem¬ peratur des Wassers unter Arbeitsbedingungen erreicht hat. Zur effektiven Trocknung in kurzem Zeitraum erscheint es daher zweckmäßig, das zu trock¬ nende Gut auf Temperaturen im Bereich dieser Siedetemperatur vorzuheizen und mit dieser Temperatur zu versprühen. Damit kann aber insbesondere bei temperaturlabilen Materialien, beispielsweise Milch und Milchprodukten, eine unerwünschte oder gar unzulässige zusätzliche Temperaturbelastung verbunden sein. Wird jetzt in der hier diskutierten Modifikation der er¬ findungsgemäßen Lehre überhitzter Wasserdampf als Treibgas eingesetzt, dann kann das zu trocknende fließfähige Gut - beispielsweise ein Milch¬ konzentrat - mit praktisch nicht oder nur sehr schwach erhöhten Tempera¬ turen den Sprühdüsen zugeführt werden. Im Vorgang des Versprühens mit dem überhitzten Wasserdampf als Treibgas findet nicht nur die gewünschte Zer¬ stäubung statt, der überhitzte Dampf gibt in diesem Verfahrensschritt schon seinen Überschußgehalt an thermischer Energie an das versprühte Ma¬ terial ab und heizt es damit auf. Auf diese Weise werden also Aufheizung und Versprühen in einen kurzen Verfahrensschritt zusammengefaßt. Es leuchtet ein, daß damit substantielle Abkürzungen des Zeitraumes der Tem¬ peraturbelastung eines temperatursensitiven Gutes möglich sind.

Der Einsatz eines solchen Treibgases kann aber auch noch in ganz anderer Weise eine substantielle Verfahrenshilfe sein: Gerade auf dem Gebiet der Trocknung temperatursensitiver Materialien wie Milch ist es bekannt, das zu trocknende Gut zunächst über Dünnschichtverdampferanlagen unter milden Bedingungen auf erhöhte Gehalte an Trockenmasse aufzukonzentrieren - vgl. die eingangs zitierte Literaturstelle Belitz et. al. "Lehrbuch der Lebens¬ mittelchemie". Ein solches Aufkonzentrieren kann aber rasch zu einer so starken Erhöhung der Viskosität und damit der Beweglichkeit der Ausgangs¬ lösung führen, daß sich Arbeitseingrenzungen daraus für die Praxis ablei¬ ten. Die Mitverwendung eines Treibgases beim Versprühen und dabei gerade auch des als Trocknungsmittel eingesetzten überhitzten Wasserdampfes als Treibgas schafft die Möglichkeit, in der Vorbehandlung höher aufkonzen-

triertes und damit stärker viskoses Einsatzgut störungsfrei zu verarbei¬ ten.

Bevorzugte Einsatzmaterialien für die Auftrocknung im Sinne des erfin¬ dungsgemäßen Handelns sind Wertstoffe beziehungsweise Wertstoffgemisehe, die wenigstens anteilsweise gelöste und/oder suspendierte Feststoffe aus dem Bereich flüssiger und/oder fester Nahrungs- und Genußmittel enthalten und damit die Auftrocknung zu lagerbeständigen, insbesondere riesel- und schüttfähigen Feststoffen - bevorzugt von der Art der Instant-Produkte - ermöglichen. Im Rahmen der Behandlung solcher Einsatzmaterialien wie auch im Rahmen weiterer wichtiger Verfahrensprodukte des erfindungsgemäßen Han¬ delns kommt den im nachfolgenden geschilderten bevorzugten Bestimmungs¬ elementen besondere Bedeutung zu.

Besonders interessante Trocknungsergebnisse können dann erhalten werden, wenn wasserhaltige Wertstoffe oder Wertstoffgemisehe zum Einsatz kommen, die unter den Arbeitsbedingungen zur Ausbildung von Feststoffkörpern mit offenporiger Innenstruktur geeignet sind, deren Plastizität und Oberflä- chenklebrigkeit vorzugsweise derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder der offenporigen Innen¬ struktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Was¬ serdampfes ausscheiden. Wenn in dem jeweils zu trocknenden Wertstoff be¬ ziehungsweise Wertstoffgemiseh nicht von Natur aus ein hinreichender Ge¬ halt an Feststoffen der hier definierten Art vorgesehen ist, so liegt es im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns, dem aufzutrocknenden Einsatzma¬ terial gelöste, emulgierte und/oder feinteilig dispergierte Hilfsstoffe zuzusetzen und mit zu verarbeiten, die bevorzugt im Trockenzustand fest und nicht klebrig sind. Es versteht sich von selbst, daß die hier auszu¬ wählenden Hilfsstoffe so beschaffen sein sollten, daß sie im beabsichtig¬ ten Einsatzzweck des letztlich gewonnenen Wertstoffes oder Wertstoffgutes nicht stören. Allgemeines Fachwissen gibt hier für den jeweiligen konkre¬ ten Einzelfall hinreichende Anregung zum Handeln im Sinne der erfindungs¬ gemäßen Lehre. Das Ergebnis einer solchen Auswahl beziehungsweise Ausge¬ staltung des zu trocknenden Einsatzgutes stellt die offenporige mikro¬ poröse Gutstruktur im aufgetrockneten Feststoffgrundkörper sicher. Hier ist dann der ideale Träger für eine nachfolgende Beladung mit frei wähl-

baren Auftragsmassen gegeben, die in der erfindungsgemäß bevorzugten Aus¬ führungsform in das Innere des porösen Trockenfeststoffes eindringen und den Innenraum wenigstens anteilsweise oder auch vollständig belegen. Ge¬ gebenenfalls kann auch gerade die Mitverwendung von solchen Hilfsstoffen geeignet sein, temperatursensitive Einsatzmaterialien der Auftrocknung im erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich zu machen und insbesondere zum Feststoff aufzutrocknen, die wenigstens anteilsweise im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C degenerierungsgefährdet sind. Die sich hier im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns zuverlässig einstellende offene mi¬ kroporöse Grundstruktur läßt den raschen Austritt auch der im Inneren des Gutes vorliegenden Wasseranteile zu, ohne das es zu einem Verschluß des Tropfens beispielsweise über eine Gelbildung im Außenbereich kommt, so wie es das charakteristische Erscheinungsbild für die Auftrocknung in Heißluft ist. Geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren dementsprechend insbeson¬ dere auch gerade für solche Produkte, die beim notwendigen Verweilen im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C bei der Auftrocknung in Gegenwart von Luft, Stickstoff und/oder Verbrennungsgasen bleibend degenerieren.

Zur Aufarbeitung des aus dem Trocknungskreislauf abgezogenen Brüdentei1- strom und den damit gegebenenfalls ausgetragenen Stoffanteilen gilt:

Die Erfindung sieht in einer wichtigen Ausführungsform hier vor, zur Rück¬ gewinnung ausgetragener wasserdampfflüchtiger Komponenten - beispielsweise also insbesondere von Aromastoffen aus Lebensmitteln - diese dampfflüchti¬ gen Komponenten wieder zurückzugewinnen. In der Regel wird dabei diese Rückgewinnung nach der Kondensation der Dampfphase des abgezogenen Brüden¬ teiIstromes zur wäßrigen FTüssigphase vorgenommen werden. Hier können aTTe an sich bekannten Verfahren zur Abtrennung organischer Komponenten aus ihren wäßrigen Abmischungen oder auch Kombinationen unterschiedTicher Ver¬ fahrenstypen eingesetzt werden. Im EinzeTfall bestimmt sich das zweckmäßi¬ ge technische Handeln nach den Anforderungen, die das jeweilige Stoffge¬ misch stellt. Geeignet sind beispielsweise Trennverfahren wie Phasentren¬ nung, Extraktion, destillative Abtrennung oder Adsorption an Feststoffen mit großer Oberfläche wie A-Kohle. Im einzelnen kann hier auf das Fach¬ wissen verwiesen werden.

Wie eingangs bereits angesprochen ergibt sich hier allerdings eine Beson¬ derheit zur Stofftrennung in besonders einfacher Weise durch den Einsatz der Membrantechnik. Es ist sofort einsichtig, daß in den durch Wasserdampf¬ destillation gewissermaßen gereinigten und durch nachfolgende Kondensation zur Flüssigphase verdichteten Stoffmischungen aus Wasser und den ausgetra¬ genen wasserdampfflüchtigen Komponenten nahezu idealisierte Ausgangsma¬ terialien für eine störungsfreie Stofftrennung mittels an sich bekannter Membrantrennverfahren zur Verfügung stehen. Die im jeweiligen Fall einzu¬ setzenden Membrantypen sind insbesondere durch die angestrebten Trenner¬ gebnisse und die Molekülgrößen der ausgetragenen Wertstoffanteile vorge¬ geben. Wie bereits erwähnt wird der Einsatz der Umkehrosmose nur in Son¬ derfällen notwendig werden. Im allgemeinen geben Membrantypen der Nano- filtration oder gar nur der Ultrafiltration hinreichende Trennergebnisse. Die hier von der wäßrigen Phase abgetrennten Wertstoffe sind der in der Trocknungszone aus dem Wertstoffgut ausgetriebene Anteil, der mit dem aufgetrockneten Feststoff aterial mit mikroporöser Gutstruktur unmittelbar wieder vereinigt werden kann. Dabei können gewünschtenfalls beliebige zu¬ sätzliche Hilfs- und Wertstoffe - beispielsweise zusätzliche Aromakompo¬ nenten - in das mikroporöse Feststoffgut eingetragen werden. Es ist ein¬ leuchtend: Die erfindungsgemäße Lehre eröffnet den Zugang zu höchstwer¬ tigen Trocknungsprodukten, insbesondere auch gerade aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel mit technologisch derart einfachen Arbeitsmit¬ teln, wie sie im hier betroffenen Arbeitsgebiet bisher nicht zur Verfügung gestanden haben.

Die Aufarbeitung des aus dem Trocknungsprozeß abgezogenen Brüdenteil¬ stromes im bisher geschilderten Sinne erschöpft aber nicht die technischen Möglichkeiten der Lehre der Erfindung. Ein wichtiger Teilaspekt der Er¬ findung will die weiterführende Nutzung dieses BrüdenteilStromes und damit des verdampften Wasseranteiles der dispersen Phase im Sinne eines verbes¬ serten Gesamtverfahrens sicherstellen. Der abgetrennte BrüdenteiIstrom soll dabei insbesondere als zusätzliche Arbeitshilfe in wenigstens einer weiteren Stufe des Gesamtverfahrens zum Einsatz kommen. Typische Beispiele für eine solche zusätzliche Nutzung des abgezogenen BrüdenteilStromes sind die partielle Eindampfung des fließfähigen Wertstoffeinsatzmaterials unter Ausnutzung des im BrüdenteiIstrom enthaltenden Energiebetrages, der Aus-

trag von Aromastoffen aus dem Einsatzmaterial vor dessen Sprühtrocknung und/oder ganz allgemein der Energieübertrag vom BrüdenteiIstrom auf auf¬ zuheizendes Gut oder Fraktionen davon.

Während die rein energetische Ausnutzung des mit dem BrüdenteiIstrom aus¬ getragenen Energieteilbetrages keiner besonderen technischen Diskussion bedarf, sei auf den einen hier dargestellten Teilaspekt der Verwertung des BrüdenteilStromes näher eingegangen. Es handelt sich hierbei um den Aus¬ trag von Aromastoffen aus dem Einsatzmaterial vor dessen Sprühtrocknung.

Die erfindungsgemäße Lehre strebt in dieser Ausführungsform an, den Schritt des Austrags wasserdampfflüchtigter Aromastoffe soweit wie möglich vor dem Eintrag des wäßrigen Wertstoffgutes in die Sprühtrocknungszone sicherzustellen. Der überhitzte Wasserdampf des BrüdenteilStromes ist nach an sich bekannter Technologie ideal geeignet, hier in vorbereitenden Ar¬ beitsstufen das angestrebte Ziel wenigstens weitgehend zu erfüllen und damit zu Aromenkonzentraten zu kommen, die zwischengelagert und nachträg¬ lich mit dem mikroporösen Trockengut wieder vereinigt werden können. Der technische Vorteil dieser Modifikation der erfindungsgemäßen Lehre ist mehrgestaltig: Einerseits gelingt eine Vorab-Aufkonzentration wasserdampf- flüssiger Aromenstoffe unter einstellbaren Arbeitsbedingungen. Zum anderen gelingt der wenigstens weitgehende Austrag des wasserdampffluchtigen An¬ teiles der Aromastoffe aus dem wäßrigen Gut, das in die Trocknungszone einzutragen und dort mit dem überhitzten Wasserdampf behandelt wird. Ver¬ hindert wird damit die übermäßige thermische Belastung der Aromenstoffe in dieser Arbeitsstufe durch deren anteilsweise Kreislaufführung in Abmi- schung mit dem im Kreislauf geführten und immer wieder auf Einsatztempe¬ ratur aufzuheizenden Kreislaufström des überhitzten Wasserdampfes.

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren kann bezüglich der Trocknungs¬ stufe in Abhängigkeit von der Temperatursensitivität des aufzutrocknenden Wertstoffes oder Wertstoffgemisches einstufig, gewünschtenfalls aber auch mehrstufig gefahren werden. Erfolgt die Behandlung des Wertstoffgutes mehrstufig, so ist wenigstens eine dieser Verarbeitungsstufen eine Sprüh¬ trocknung und/oder eine Wirbelschichttrocknung der dispersen Wertstoff¬ phase in überhitztem Wasserdampf im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. Das

Arbeiten im Sinne dieser Lehre sieht insbesondere vor, eine Sprühtrocknung mit einer nachgeschalteten Agglomeration und/oder Trocknungsstufe insbe¬ sondere im Rahmen einer Nachbehandlung in der Wirbelschicht und/oder im Fließbett zu verbinden, wobei diese sekundären Arbeitsschritte getrennt von der Sprühzone vorgesehen oder aber auch in Form integrierter Arbeits¬ stufen mit der Sprühtrocknung unmittelbar verknüpft sein können.

Besonders wichtige Vertreter von Wertstoffen und Wertstoffgemisehen für die Verarbeitung im Sinne der Erfindung sind wäßrige Einsatzmaterialien des Bereichs der Molkereiprodukte, wäßrige Einsatzmaterialien auf Basis wasserdampfflüchtiger Aromastoffe enthaltender Lebensmittel (Nahrungs- und Genußmittel) sowie Geschmacks- und/oder Geruchsstoffe liefernde Einsatz¬ materialien zum Beispiel aus dem Bereich der Gewürze enthaltenden Pflanzen und/oder Pflanzenteile wie Blätter, Früchte und/oder Samen. Eine ausführ¬ lichere Zusammenstellung besonders geeigneter Vertreter für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren sowohl aus dem Gebiet der Lebensmittel und der Aromastoffe als auch aus den anderen durch die erfindungsgemäße Lehre be¬ troffenen Gebieten wird nachfolgend noch gegeben.

Die Lehre der Erfindung erfaßt damit insbesondere für den Verzehr durch Mensch und/oder Tier geeignete Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel und für diesen Einsatzzweck geeignete Hilfsstoffe in Form eines wenigstens weitgehend aufgetrockneten Feststoffträgers der mit weiteren physiologisch verträglichen Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagt worden sein kann. Diese Nahrungs- beziehungsweise Futtermittel sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger im aufgetrockneten aber noch nicht beaufschlagten Zustand mit einer saugfähig porösen Innenstruktur versehen und durch Auftrocknung eines wasserhaltigen Nährstoffes beziehungsweise einer entsprechenden Nährstoffmischung in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas hergestellt worden ist. Mittel der hier angesprochenen Art sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffträger mit po¬ röser Innenstruktur durch Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung eines fließfähigen Naßgutes, insbesondere durch Trocknung von wäßrigen Lösungen, Emulsionen und/oder Suspensionen der den Feststoffträger bildenden Wert¬ stoffe hergestellt worden ist. Wie zuvor angegeben sind getrocknete poröse Träger besonders bevorzugt, die im Temperaturbereich von etwa 100 bis

110°C als Feststoff vorliegen und deren Plastizität und Oberflächenkleb- rigkeit auch gerade in diesem Temperaturbereich derart eingeschränkt sind, daß substantielle Verklebungen der Teilchen miteinander und/oder Verkle¬ bungen ihrer offenporigen Innenstruktur auch unter den Bedingungen der Einwirkung des überhitzten Wasserdampfes nicht oder nicht zum wesentlichen Ausmaß auftreten.

Die erfindungsgemäßen Fertigprodukte enthalten auf dem porösen Träger in einer bevorzugten Ausführungsform aufgetragene Hilfs- und/oder Wertstoffe - im nachfolgenden auch als "Auftragsmasse" bezeichnet - die zu einem we¬ nigstens substantiellen Anteil in die poröse Innenstruktur des Trägers eingetragen sind. Es kann dabei bevorzugt sein, daß diese Innenstruktur zu wenigstens 10 Vol.-%, zweckmäßig zu wenigstens 50 Vol.-% - bezogen auf zu¬ gängliches Innenvolumen des porösen Trägers - mit der Auftragsmasse belegt ist. In einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß keine oder nur begrenzte Mengen an Auftragsmasse auf den Außenflächen des porösen Trägers vorliegen. Hier kann nicht nur von einer besonders wir¬ kungsvollen Schutzfunktion des Feststoffträgers gegenüber der Auftrags¬ masse Gebrauch gemacht werden, es wird insbesondere möglich, die Lager¬ stabilität des aufgetrockneten Wertstoffgemisches auch für eine Lagerung unter erschwerten Bedingungen substantiell zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht in dieser Ausführungsform vor, das zum schüttfähigen Gut getrocknete poröse Trägermaterial in wenigstens einer anschließenden Arbeitsstufe mit einer bei Applikationstemperatur fließfä¬ higen Zubereitung der Auftragsmasse zu beaufschlagen und vorzugsweise da¬ mit durchdringend zu imprägnieren. In einer nachfolgenden Arbeitsstufe kann dann das mit Hilfs- und/oder Wertstoffen beaufschlagte Gut mit einer Deckschicht umhüllt und insbesondere lagerbeständig verschlossen werden. Die Auswahl des Materials dieser Hüllschicht und die im jeweiligen Ein¬ zelfall zum Einsatz kommende Technologie zum Auftrag dieser Hüllschicht wird durch das jeweilige Wertstoffgut, durch die zu berücksichtigenden Belastungen des zu schützenden Wertstoffgutes im Sinne des allgemeinen Fachwissens bestimmt, auf das hier ausdrücklich verwiesen wird. Auch hier¬ zu werden nachfolgend noch Beispiele benannt.

In den Rahmen der Erfindung fallen getrocknete Feststoffe, denen Auftrags¬ massen lediglich in Spuren in die mikroporöse Grundstruktur eingetragen worden sind, die beispielsweise im Bereich unterhalb von etwa 1 Gew.-% liegen - Gew.-% bezogen auf Trockengewicht des porösen Trägerfeststoffs. Ein klassisches Beispiel hierfür ist der bekannte Auftrag von lösungsver¬ mittelnden Hilfsstoffen auf Trockenmilchpulver. Auf der anderen Seite fal¬ len in den Rahmen der Erfindung Trockenprodukte, denen die Auftragsmasse in substantiellen Mengen oder bis zur maximalen Befüllbarkeit des porösen Trägerkorns zugegeben worden ist. Begreiflicherweise fallen in die Lehre der Erfindung auch Stoffmischungen, in denen Sekundärkomponenten bezie¬ hungsweise Auftragsmasse auch in größeren Mengen zugegeben worden sind als sie dem zugänglichen Innenvolumen des porösen Feststoffträgers entspricht.

Grundsätzlich g lt, daß die erfindungsgemäßen Trockenprodukte bevorzugt als lagerstabile, schütt- und rieselfähige Massen ausgebildet sind, die erforderlichenfalls nach dem Gutauftrag der zweiten Stufe nochmals ge¬ trocknet worden sind, wobei der Gehalt an nicht gebundenem Restwasser be¬ vorzugt unter 10 Gew.-%, insbesondere nicht über 5 Gew.-%, liegt, Gew.-% hier bezogen auf beladenen Trägerfeststoff. Die Einstellung von geringeren Restwassergehalten, wie sie häufig in der Praxis gefordert werden, ist je¬ derzeit möglich. So kann der Restwassergehalt eines zum Pulver aufgetrock¬ neten Kaffee-Extraktes bei höchstens etwa 4 Gew.-% oder auch darunter lie¬ gen, Restwassergehalte bei Milch und Milchprodukten können bei maximal 3 Gew.-% gewählt werden.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht damit in einer besonders wichtigen Aus¬ führungsform die Anwendung der Sprühtrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trocken¬ produkten des Bereichs der Molkereiprodukte vor, insbesondere zur Herstel¬ lung von Trockenmilch in Pulver- und/oder Agglomeratform, wobei ent¬ sprechende Produkte mit Instanteigenschaften bevorzugt sein können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung betrifft diese die Anwendung der Sprüh- und/oder WirbelSchichttrocknung eines dispersen wäßrigen Wertstoffgutes im Gleich- und/oder Gegenstrom in überhitztem Was-

serdampf als Trocknungsgas zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Trockenprodukten des Bereichs Kaffee und Kaffee-Extrakte, entsprechende entkoffeinierte oder Kaffee-Ersatz-Produkte, Tee und Tee-Extrakte, Gemüse- und/oder Fruchtpulver, Trockensuppen und -soßen, Kakao, Kakao/Milch- oder Frucht/Milch-Zubereitungen, Vitamin/Frucht- beziehungsweise Fruchtaroma- Kombinationen.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin die entsprechend hergestellten Produkte auf Basis Trockenmilch und Trockenmilchprodukte einerseits sowie Trockenkaffee beziehungsweise Kaffee-Extrakt in schütt- und rieselfähiger Form, insbesondere mit Instant-Charakter, sowie die entsprechenden Zube¬ reitungsformen von Tee und Tee-Extrakten, Kakao, Gemüse- und Fruchtpul¬ vern, Trockensuppen und -soßen, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren wasserlöslichen Komponenten aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel.

Ein wichtiger Gegenstand der Erfindung sind Aromenkonzentrate in Form schütt- und rieselfähiger Feststoffpulver und/oder Agglomerate, enthaltend einen porösen Trägerfeststoff, hergestellt durch Trocknung einer wäßrigen Zubereitung eines im Temperaturbereich von etwa 100 bis 110°C festen phy¬ siologisch verträglichen Wert- und/oder Hilfsstoffs, insbesondere aus dem Bereich der Nahrungs- und Genußmittel, hergestellt insbesondere durch Sprüh- und/oder Wirbelschichttrocknung wäßriger Zubereitungen des Träger¬ materials mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas, nachfolgende Be¬ ladung des porösen Trägers mit flüssigen und/oder festen Aromastoffen und ihren fließfähigen Zubereitungen und bevorzugt abschließende Umhüllung des mit Aromastoffen gefüllten Trägers mit einem physiologisch verträglichen und lagerdichten Überzug.

Lediglich zum Zweck einer Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung sind im nachfolgenden charakteristische Beispiele für die Produkte und Produkt¬ bereiche gegeben, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre als Einsatz¬ materialien und/oder als Hilfsstoffe Verwendung finden können.

In den Bereich der auch schon nach konventioneller Verfahrenstechnik der Sprühtrocknung aufzuarbeitenden Wertstoffe und Wertstoffgemisehe aus der Nahrungsmittel- und Molkereiindustrie fallen neben der Milch in ihren un-

terschiedlichen Anbietungsformen Kindernährmittel, Käse/Molkenprodukte, Tomaten, Gewürze/Kräuterextrakte, Suppenmischungen, Kaffee/Kaffee-Ersatz, Kokosnußmilch und Nahrungsmittel auf Sojabasis. KohlenhydratVerbindungen die sowohl als Wertstoffe wie insbesondere auch als Hilfsstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre in vielgestaltiger Form mitverwendet werden können, sind sowohl Monosaccharide, insbesondere Pentosen und Hexosen, beispielsweise Ribose oder Glucose, Oligosaccharide, zu denen üblicher¬ weise Zucker mit 2 bis 6 acetalartig miteinander verbundenen Monosaccha- rideinheiten gerechnet werden, und Polysaccharide. Typische Beispiele für Oligosaccharide sind Di-Saccharidverbindungen von der Art des Rohrzuckers, Malzzuckers und Milchzuckers. Typische Vertreter für die Klasse der Poly¬ saccharide sind hochmolekulare Naturstoffe, etwa von der Art der Stärke, Glykogen und Cellulose, die auch als Derivate und/oder im Molekulargewicht anteilsweise abgebaute Verbindungen typische Vertreter der hier betrof¬ fenen Gebiete für Wertstoffe, Wertstoffgemisehe und Hilfsstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind.

In das Gebiet der milchbasierten Lebensmittel beziehungsweise Molkerei¬ produkte fallen neben den bereits aufgezählten spezifischen Vertretern Käse, Kasein und Kaseinate aber auch entsprechende synthetische Vertreter wie Coffee whitener. Bekannt ist auch die Aufarbeitung und Trocknung von Eiern in ihrer Gesamtheit, als auch die getrennte Auftrocknung von Eiweiß und Eigelb.

Typische Beispiele für Vertreter aus dem Bereich der Pflanzenextrakte und vergleichbarer Nahrungsmittel beziehungsweise Aromastoffe sind über die bisher angeführten Vertreter hinaus Pflanzenproteine und Proteinhydroly- sate, Sojamilch und Sojapaste, pastenförmige Zubereitungen von gekochten oder auch ungekochten Gemüsepflanzen wie Kartoffeln, Rüben, jeweils in reiner Form oder als Zubereitung, beispielsweise in der Form entsprechen¬ der Suppen, Getreide und Getreideprodukte, Hülsenfrüchte, Obst und Obst¬ produkte, ebenso aber natürlich auch Lebensmittel, beziehungsweise Aroma¬ stoffe auf tierischer Basis, insbesondere basierend auf Fleisch und daraus gewonnenen Extrakten, Blut und weitere übliche Wertstoffgemisehe tie¬ rischen Ursprungs. Ein Beispiel hierfür sind Speisefette, beziehungsweise -öle, die sowohl pflanzen!ichen wie tierischen Ursprungs sein können und

geeignete Wert- und/oder Hilfsstoffe im Sinne des erfindungsgemäßen Han¬ delns sind. Ausführliche Angaben zu der Klasseneinteilung erfindungsgemäß zu verarbeitender Wertstoffe, Wertstoffgemisehe und Hilfsstoffe, zu den entsprechenden Untergruppen und charakteristischen EinzelVertretern finden sich in der eingangs zitierten Veröffentlichung Belitz et al. "Lehrbuch der Lebensmittelchemie", 4. Auflage a.a.O.

Wichtige Vertreter für das Gebiet der kosmetischen und/oder pharmazeu¬ tischen Hilfs- und/oder Wertstoffe sind beispielsweise Vitamine, natür¬ liche oder synthetische Blutseren und Blutersatzstoffe, wie Plasma/Plasma¬ ersatz, Impfstoffe, Schmerzmittel, Antibiotika und dergleichen. Zur Klasse der Herbizide, Fungizide und Insektizide wird auf das einschlägige Fach¬ schrifttum verwiesen.

Zur Verkapselung von Aromen insbesondere gegen chemische Veränderungen bei der Lagerung finden in der Praxis Hilfsstoffe Anwendung, die im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre bei der Trocknung mitverwendet und/oder zum nach¬ träglichen Umhüllen des mit Aromastoffen beladenen porösen Feststoffkör- pers eingesetzt werden können. Bekannte Vertreter für solche Hilfsstoffe sind insbesondere Polysaccharide, zum Beispiel Gummiarabikum, Maltodex- trine und modifizierte Stärken. In Betracht kommt auch eine Bildung von Einschlußkomplexen mit Cyclodextrinen. Auch hier sei verwiesen beispiels¬ weise auf Belitz a.a.O., Unterkapitel 5.5.5.

Im nachfolgenden wird die erfindungsgemäße Lehre anhand der Figuren 1 bis 4 in ihren charakteristischen Elementen und möglichen besonders interes¬ santen Modifikationen näher erläutert.

Figur 1 zeigt die Trocknungszone 1, hier als Sprühturm dargestellt. Das zu trocknende wasserhaltige Gut wird mittels der Pumpe 3 über Leitung 4 dem Kopf des Sprühturms zugeführt und hier über die Verteilungsvorrichtung(en) 2 fein zerteilt. Am Fuß des Sprühturmes befindet sich die Austragsvorrich- tung 5 für das Trockengut. Überhitzter Wasserdampf wird im Gleichstrom mittels des Ventilators 6 über die Leitungen 10 und 12 in den Kopf des Sprühturmes geführt. Dabei wird dieser Heißdampfström durch indirekte Be¬ heizung in 11 auf die jeweils geforderte Einsatztemperatur erhitzt.

Der mit dem verdampften Wasseranteil beladene Heißdampfström verläßt die Trocknungszone über Leitung 7 und passiert die Trennvorrichtung 8 für mit¬ gerissenes Feststoffgut, hier als Zyklon dargestellt an dessen Fuß die Austragsvorrichtung 9 zum Austrag des abgetrennten Feststoffanteiles vor¬ gesehen ist. Am Kopf dieses Zyklon wird der von Feststoffanteilen befreite Heißdampf dem Ventilator 6 zugeführt. Das über 5 aus dem Sprühturm und über 9 aus dem Zyklon ausgetragene Feststoffgut wird über die Leitungen 13 und 14 einer nachgeschalteten Behandlung in der Wirbelschicht 15 zuge¬ führt.

Aus dem Kreislauf des überhitzten Wasserdampfes wird über Leitung 16 der dem verdampften Wasseranteil entsprechende BrüdenteiIstrom ausgekreist, durch den Wärmeaustauscher 17 geführt und hier partiell kondensiert. In dieser partiellen Kondensation können beispielsweise 5 bis 95 Gew.-% und insbesondere 5 bis 50 Gew.-% des BrüdenteilStromes in die flüssige Phase überführt werden. Der kondensierte Anteil des BrüdenteilStromes wird aus dem Wärmeaustauscher 17 über Leitung 19 abgezogen, sein nicht kondensier¬ ter Anteil wird über Leitung 57 der Wasch- und Trennkolonne 18 zugeführt.

Die am Boden dieser Wasch- und Trennkolonne anfallende Flüssigphase wird mit dem über Leitung 19 abgezogenen Brüdenkondensat vereinigt und über den Wärmetauscher 20 der Membrantrennanlage 21 zugeführt. Der schwerflüchtige Anteil der mit dem BrüdenteiIstrom aus dem zu trocknenden Wertstoffgut ausgetragenen flüchtigen Komponenten wird über Leitung 22 mittels der Pum¬ pe 23 in aufkonzentrierter Form aus der Membrantrennstufe abgezogen und über Leitung 24 und die Zerteilungsvorrichtung 25 in der Wirbelschicht 15 auf das hier nachbehandelte Feststoffgut aufgetragen, beispielsweise auf¬ gesprüht. Das rekombinierte getrocknete Wertstoffgut verläßt die Wirbel¬ schicht über 26. Der in der Membrantrennanlage 21 von den Wertstoffen be¬ freite Strom des bei der Trocknung angefallenen Wassers wird über 27 ab¬ geführt.

Enthält das in 1 zu trocknende Wertstoffgut besonders leichtflüchtige Wertstoffanteile oder entsprechende Schadstoffe, so können diese in der nachfolgenden Weise aufgearbeitet werden: Der aus der Wasch- und Rektifi¬ kationskolonne 18 abgezogene gasförmige Anteil passiert den Wärmeaustau-

scher 28. Das hier kondensierte flüssige Gut wird über Leitung 29 auf den Kopf der Kolonne 18, die beispielsweise mit üblichen Packungen gefüllt ist, zurückgeführt. Der nichtkondensierte gasförmige Anteil wird mittels des Ventilators 30 über Leitung 31 abgezogen und dem Brenner 32 zugeführt, der über Leitung 33 und den Wärmetauscher 11 im indirekten Wärmetausch mit dem im Kreislauf geführten überhitzten Heißdampfström steht. Die Brenner¬ abgase werden durch den Ventilator 34 zur besseren Wärmeausnutzung an¬ teilsweise im Kreislauf geführt. Der Rest des Brenngases wird über 36 aus¬ geschleust, zuvor ist - wiederum zur besseren Energieausnutzung - ein Wär¬ meaustausch in 35 mit der Brennerzuluft vorgesehen, die ebenfalls über den Ventilator 30 angesaugt und dem Brenner zugeführt wird.

Als alternative Möglichkeit sieht die Figur 1 für die aus der Wasch- und Trennkolonne 18 am Kopf austretende Gasphase vor, mittels des Gebläses 37 und der Leitung 38 eine Rekombination dieses Anteiles von beispielsweise besonders leicht flüchtigen Aromenstoffen mit dem Kreislaufström des über¬ hitzten Wasserdampfes vor dessen Wiedereintritt in die Trocknungszone zu vereinigen.

Der bisher dargestellten Trocknung und Aufarbeitung des wäßrigen Wert¬ stoffgutes ist gemäß dieser Figur 1 eine Vorbehandlungsstufe zugeordnet, die beispielsweise zur Aufkonzentration eines wäßrigen Einsatzgutes und/oder zur Abtrennung eines wenigstens wesentlichen Anteiles flüchtiger Aromastoffe vor der Einführung des wäßrigen Wertstoffgutes in die Trock¬ nungszone dient. Hierbei wird gezielt die Kondensationsenergie aus der (Teil)Kondensation des abgezogenen BrüdenteilStromes in dem Wärmetauscher 17 zur Durchführung dieser Vorbehandlung verwertet beziehungweise mitver¬ wertet. Im einzelnen gilt:

Der Trocknungszone 1 ist eine Arbeitsstufe zur Aufkonzentration des über Leitung 40 zugeführten wäßrigen Frischgutes vorgeschaltet. Dabei erfolgt dieses Vorkonzentration in einem Dünnschichtverdampfer 39, der mittels des Ventilators 41 unter (Teil)Vakuum gehalten wird. Der Dünnschichtverdampfer ist mit einem Doppelmantel 43 versehen. Mittels der Pumpe 42 wird die im Wärmetauscher 17 anfallende Kondensationswärme des BrüdenteilStromes über Leitungen 46, 49 und 47 dem Doppelmantel 43 des Dünnschichtverdampfers

zugeführt. Über 48 wird die zur Wärmeübertragung eingesetzte Flüssigphase wieder abgezogen und über Leitung 50 in den Wärmetauscher 17 zurückge¬ führt. Die Austragsleistung aus dem Dünnschichtverdampfer kann über den Wärmetauscher 45 reguliert werden. Die abgezogene dampf- beziehungsweise gasförmige Phase wird über 44 entnommen. Sie kann in an sich bekannter Weise, zum Beispiel durch Kondensation, aufgearbeitet werden. Fällt hier - aufgrund der Beschaffenheit des aufzutrocknenden wäßrigen Wertstoffge- misches - bereits ein beträchtlicher Anteil an Wertstoffen, insbesondere Aromastoffen, an, so können diese in an sich bekannter Weise, beispiels¬ weise wiederum durch ein Membrantrennverfahren gewonnen werden, um einer späteren Rekombination mit den aufgetrockneten Feststoffen zugeführt zu werden.

In Figur 1 ist schließlich noch eine alternative Möglichkeit zur weiter¬ führenden Veredelung rekombinierter Wertstoffgemisehe aus aufgetrocknetem Gut und aus der Dampfphase abgetrennten Wertstoffanteilen, insbesondere Aromastoffen, angedeutet. Das aus der Membrantrennung 21 abgezogene Aro¬ menkonzentrat kann mittels der Pumpe 51 über Leitung 52 einer hier 2-stu- fig dargestellten kontinuierlich betriebenen Coater-Anlage 53/54 zugeführt werden. Zu beladender und zu coatender aufgetrockneter Feststoff wird bei¬ spielsweise - in der Figur im einzelnen nicht dargestellten Form - aus den Austragsvorrichtungen 5 und 9 entnommen und den Arbeitsstufen 53 und ge¬ gebenenfalls 54 zugeführt. Ebenso kann aber auch das bereits mit einem Anteil des Aromastoffes wieder beladene Feststoffgut aus 26 dieser Nach¬ behandlung unterworfen werden. Über 55 wird eine Zubereitung des Coating- materials der Arbeitsstufe 53 zugeführt und auf der Oberfläche des bei¬ spielsweise auf Drehscheiben beziehungsweise -tellern gelagerten Wert¬ stoffgutes verteilt. Das letztlich anfallende gecoatete Gut wird über 56 abgeführt.

Figur 2 zeigt eine Modifikation der Aufarbeitung des BrüdenteilStromes, die insbesondere Bedeutung bekommen kann, wenn ein großer Anteil leicht flüchtiger Aromastoffe im Rahmen der Trocknungsstufe anfällt.

Der wiederum im Gleichstrom betriebenen Trocknungszone 1 wird das zu trocknende wäßrige Wertstoffgut über 4 und die Zerteilungsvorrichtung(en)

2 zugeführt. Feinteiliges Trockengut wird über 5 und Leitung 13 ausgetra¬ gen. Der mit dem verdampften Wasser beladene überhitzte Heißdampfström verläßt den Trockner 1 über Leitung 7 und wird hier wieder der Trennstufe 8 zur Abtrennung mitgerissenen Feststoffgutes zugeführt. Der hier abge¬ trennte Feststoffanteil verläßt über 9 und Leitung 14 das System. Das Ge¬ bläse 6 führt über die Leitungen 10 und 12 den zwischenzeitlich in 11 wieder auf Einsatztemperatur hochgeheizten überhitzten Wasserdampfstrom in die Trocknungszone 1 zurück.

Der dem verdampften Wasseranteil entsprechende BrüdenteiIstrom wird über 16 abgezogen und im Wärmetauscher 17 nahezu vollständig kondensiert. Die anfallende Flüssigphase wird über Leitung 61 in den Boden der Rektifika¬ tionskolonne 62 eingeführt. Gasförmige Restanteile verlassen den Wärme¬ tauscher 17 über Leitung 58. In der nochmals vorgesehenen Kühlstufe 59 werden letzte kondensierbare Reste des BrüdenteilStromes in die Flüssig¬ phase überführt und ebenfalls in die Rektifikationskolonne 62 eingegeben. Der verbleibende geringe Anteil an permanenter Gasphase wird über 60 ab¬ gezogen, er kann entweder dem Brenner zugeführt oder - sofern es sich um hinreichende Wertstoffanteile handelt - in den Sprühturm zurückgeführt werden.

Das in 17 gewonnene Kondensat des abgezogenen BrüdenteilStromes wird in der Rektifikationskolonne 62 einer Stofftrennung unterworfen, dabei wird die in 17 anfallende Kondensationsenergie zum Betrieb der Rektifikations¬ kolonne verwertet. Flüssigphase wird aus dem Boden dieser Kolonne mittels Pumpe 63 abgezogen und über Leitung 64 anteilsweise in den indirekten Wär¬ metauscher 17 geleitet und von hier über Leitung 65 in die Kolonne zurück¬ geführt.

Schwerflüchtige Wertstoffanteile, insbesondere der schwerflüchtige Anteil heißdampfflüchtiger Aromen, reichern sich in dem am Boden der Kolonne 62 anfallenden Flüssiggut an. Aus dem mittels der Pumpe 63 geführten Flüs¬ sigkreislauf kann der im kontinuierlichen Verfahren anfallende Anteil an entsprechenden Aromenstoffen über 66 ausgeschleust werden.

Die Gasphase verläßt die Trennkolonne am Kopf über Leitung 67 unter Ein¬ fluß des Ventilators 69. Dabei passiert dieser gasförmige Anteil den Wär¬ metauscher 68, der in der bevorzugten Ausführungsform derart ausgelegt ist, daß praktisch eine totale Kondensation der hier noch rückzugewinnen¬ den Wertstoffe beziehungsweise Wertstoffanteile stattfindet. Die jetzt noch verbleibenden gasförmigen Anteile werden in der bereits mehrfach an¬ gegebenen Weise entsorgt. Die im Kondensator 68 gewonnene Flüssigphase wird über 70 abgezogen. Sie kann anteilsweise auf den Kopf der Rektifi¬ kationskolonne zurückgeführt und dort beispielsweise über Sprühdüse(n) 71 versprüht werden. Anteilsweise wird aber auch hier der im kontinuierlichen Verfahren noch anfallende Anteil der besonders leicht- flüchtigen Wert- und insbesondere Aromastoffe über 72 abgezogen.

Die Figur 2 zeigt sowohl zum Anteil der am Fuß der Trennkolonne 62 abzu¬ nehmenden schwerflüchtigen Aromastoffe, wie zu den am Kopf dieser Kolonne abzunehmenden leichtflüchtigen Aromastoffe, die Alternative der zusätz¬ lichen Trennung über das Membranverfahren. Hier gilt: Der mittels der Pum¬ pe 63 abgezogene und nicht im Kreislauf zu führende Anteil der Flüssig¬ phase wird über Leitung 79 der Membrantrennung 73 zugeführt, das sich aus¬ bildende Konzentrat an schwerflüchtigen Aromastoffen wird über 74 entnom¬ men. Der wäßrige Anteil kann über Leitung 75 in den Fuß der Kolonne 62 zurückgeführt werden. Entsprechend kann das Kondensat des Kühlers 68 in die Membrantrennstufe 46 eingeführt werden. Hier wird das anfallende Kon¬ zentrat der hochflüchtigen Aromenstoffe über 77 entnommen, während das davon befreite wäßrige Permeat über 78 in den Kopf der Trennkolonne zu¬ rückgeführt werden kann.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform zur besonders wirkungsvollen Vorreini¬ gung und Auftrennung des der Trocknung zu unterwerfenden wäßrigen Wert¬ stoffgutes. In dieser Ausführungsform wird der aus dem Kreislauf des als Trocknungsmedium eingesetzten überhitzten Wasserdampfes abgezogene Brü¬ denteiIstrom als Stripdampf in einer vorgeschalteten Rektifikationskolonne zur möglichst weitgehenden Abtrennung wasserdampffTüchtiger Anteile des aufzutrocknenden Wertstoffgemisches eingesetzt. Optimiert werden kann damit die Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine möglichst weit¬ gehende Auftrennung des zu trocknenden Wertstoffgutes in wasserdampfflüch-

tige Anteile und entsprechend nichtflüchtige Anteile vorzunehmen, bevor die wäßrige Wertstoffphase dem Trocknungsschritt im überhitzten Wasser¬ dampf zugeführt wird. Im einzelnen gilt hier:

Die Durchführung des Schrittes der Wertstoffauftrocknung im Sprühturm 1 und der Kreislaufführung des überhitzten Wasserdampfes mittels des Venti¬ lators 6 über die Zwischenstufen 7, 8, 10, indirekt arbeitenden Erhitzer 11 und Rückführung über 12 in den Sprühturm sowie die Zuführung des wä߬ rigen Wertstoffgutes in die Trocknungszone 1 über Leitung 4 - mittels Pum¬ pe 90 - und Verteilungsvorrichtung(en) 2 entspricht den Darstellungen aus den Figuren 1 und 2. Das gleiche trifft zu für den Austrag des feintei¬ ligen Feststoffgutes über 5 beziehungsweise 9 aus der Sprühzone und der Trennvorrichtung zur Abtrennung mitgerissenen Feststoffgutes.

Der über 16 abgezogene BrüdenteiIstrom wird jetzt dem Fuße einer Strip¬ beziehungsweise Rektifikationskolonne 80 zugeführt. Das wäßrige, der Be¬ handlung zu unterwerfende Frischgut wird über 81 in diese Rektifikations¬ kolonne gegeben. Die Kolonne ist in an sich bekannter Weise mit Elementen zur Intensivierung des Phasen- beziehungsweise Stoffaustausches - bei¬ spielsweise mit entsprechenden Packungen - ausgerüstet. Der als Stripdampf eingesetzte BrüdenteiIstrom wird in dieser Kolonne mit dem wäßrigen Ein¬ satzgut zum intensiven Austausch gebracht, die Dampfphase nimmt die was¬ serdampfflüchtigen Anteile des Einsatzgutes, insbesondere die entsprechen¬ den Aromenstoffen, auf und verläßt mit diesen den Kopf der Kolonne über 82. Der mit Aromastoffen beladene Stripdampf durchläuft die Kühlstufe 84. Hier wird der am Kopf der Kolonne abgezogene Dampfanteil zur wäßrigen Pha¬ se kondensiert, gleichzeitig gehen die mit dem Heißdampf abgestrippten vergleichsweise schwerer flüchtigen Anteile der ausgetragenen Wertstoffe in die Kondensatphase über. Das Kondensat kann anteilsweise über 85 in den Kopf der Rektifikationskolonne zurückgeführt werden. Über 86 wird ein we¬ sentlicher Anteil des abgetrennten Aromenkonzentrates entnommen und im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre weiterverwendet, insbesondere mit dem aufgetrockneten Feststoffanteil wieder vereinigt. Auch der über den Ven¬ tilator 83 abgezogene Gasphasenanteil des abgestrippten Produktes kann Wertstoffe enthalten die dann beispielsweise wieder über ein Membranver-

fahren abtrennbar sind, wie es in der Erfindungsschilderung bereits mehr¬ fach angesprochen worden ist.

Figur 3 zeigt für das über 86 abgezogene Aromenkonzentrat die alternative Möglichkeit der nachfolgenden Aufkonzentration über das Membrantrennver¬ fahren. Das wäßrige Aromenkonzentrat wird der Membrananlage 87 zugeführt. Die wäßrige Per eatphase wird über 88 abgezogen, während die aufkonzen¬ trierte Aromenstoffphase über 89 entnommen werden kann.

Figur 4 zeigt schließlich in schematischer Darstellung die Aufarbeitung des BrüdenteilStromes durch an sich bekannte Adsorption/Desorptionsbehand- lung des mit Wertstoffen beladenen BrüdenteilStromes 16 an einem Adsorp¬ tionsmaterial mit großer Oberfläche, insbesondere Aktiv-Kohle in den Ad- sorpertürmen 91 und 92. In an sich bekannter Weise werden diese Türme wechselweise zur Adsorption der Wertstoffe beziehungsweise zu ihrer De- sorption mit zum Beispiel Sattdampf verwendet. Zu Einzelheiten einer sol¬ chen stufenweisen Nutzung kann auf die einschlägige Fachliteratur verwie¬ sen werden. Bewußt ist dementsprechend in dieser Figur zusätzlich nur auf charakteristische Zusatzelemente im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns verwiesen. Der den auf Adsorption geschalteten Turm durchlaufende Hei߬ dampf des BrüdenteilStromes wird über Leitung 99 entnommen und im Konden¬ sator 93 der möglichst vollständigen Kondensation unterworfen. Das anfal¬ lende Abwasser wird über 94 ausgeschleust, geringe Anteile einer eventuell zurückbleibenden gasförmigen Phase können über 100 abgezogen und in der zuvor dargestellten Weise entsorgt - beispielsweise verbrannt oder in den Trocknungskreislauf zurückgeführt - werden. Der den auf Desorption ge¬ schalteten Turm verlassende und mit den abgetrennten Wertstoffen beladene Dampfstrom verläßt die TrennVorrichtung über Leitung 98 und kann bei¬ spielsweise einer nachgeschalteten Membrantrennung 95 unterzogen werden. Das Aromenkonzentrat wird über 96 entnommen. Das wäßrige Permeat verläßt die Anlage über 97. Die zuvor dargestellte Trocknung und Aufarbeitung im Sprühturm 1 und der Kreislaufführung des überhitzten Wasserdampfes unter der Einwirkung des Ventilators 6 durch Leitung 7, Trennvorrichtung 8, Lei¬ tungen 10 und 12 und indirekter Erhitzung des zurückgeführten Trocknungs¬ dampfes auf Eintrittstemperatur, die Zufuhr des zu trocknenden wasserhal¬ tigen Wertstoffgutes über 4 und 2 sowie der Austrag des getrockneten Fest-

stoffgutes über die Vorrichtungselemente 5 und 9 entspricht den Darstel¬ lungen der Figuren 1 bis 3.

B e i s p i e l e

Beispiel 1

In einem Versuchssprühturm vom Typ "Minor Produktion" der Firma Niro- Atomizer wurde ein Magermilchkonzentrat mit 48 Gew.-% Feststoffanteilen zu einem rieselfähigen Milchpulver umgewandelt. Das Milchkonzentrat wurde über eine 2-Stoffdüse nach dem "Springbrunnen-Prinzip" versprüht, d.h. durch eine im Unterteil des Sprühturms angeordnete Sprühdüse nach oben versprüht. Der überhitzte Wasserdampf als Trocknungsgas strömt von oben nach unten durch den Sprühturm. Somit wurde gleichzeitig im Gleich- und Gegenstrom getrocknet. Der überhitzte Dampf wurde im Kreislauf gefahren. Nach der Trocknung lag die Temperatur des überhitzten Wasserdampfes über der Kondensationstemperatur von Wasser bei Normaldruck, d.h. oberhalb von 100°C. Die mitgerissenen Feinpartikel wurden in einem Zyklon und durch Schlauchfilter abgetrennt. Anschließend wird der Dampf wieder auf die not¬ wendige Trocknungstemperatur elektrisch überhitzt und erneut als Trock¬ nungsgas verwendet. Das aus der Milchlösung verdampfte Wasser wurde nach dem Filter aus dem Kreislauf ausgeschleust. Dieser Brüdenstrom konnte in einer Rektifikationskolonne wieder aufgearbeitet werden. In einer geord¬ neten Packungskolonne verdampfte der Wasseranteil und wurde als Destillat abgezogen. Die höher siedenden Bestandteile bildeten das Konzentrat im Sumpf der Kolonne.

Während der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf wurden folgende Betriebs¬ parameter eingehalten:

Temperatur des Milchkonzentrats in der Vorlage: 30°C

Temperatur des Milchkonzentrates unmittelbar vor dem Versprühen: ca. 60°C

Durchsatz an MiTchkonzentrat: 10 kg/h

Dampfeintrittstemperatur: 165°C

Dampfaustrittstemperatur: 110°C

Dampfmenge: ca. 500 m 3 /h

Überdruck im Sprühturm: 40 mmWs

Das Schüttgewicht des MiIchpulvers lag bei 250 g/1. Die Restfeuchte betrug 2 Gew.-%. Das sprühgetrocknete Produkt zeichnet sich durch sehr gute Rie¬ selfähigkeit und Wasserlöslichkeit aus.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet. Das Milchkonzentrat mit einem Trockensubstanzgehalt von 40 Gew.-% bestand aus Vollmilch. Im Unterschied zu Beispiel 1 enthielt die Milch einen höheren Fettgehalt. Das mit über¬ hitztem Wasserdampf sprühgetrocknete Milchpulver zeichnete sich wiederum durch eine sehr gute Rieselfähigkeit und Löslichkeit aus.

Beispiel 3

Es wurde wie in den Beispielen 1 und 2 gearbeitet. Die Milch wurde in diesem Anwendungsfall allerdings auf 60% Feststoffanteil vorkonzentriert, im Gegensatz zu dem Trockensubstanzanteil von 48% der Beispiele 1 und 2. Die Viskosität der Ausgangslösung erreicht je nach dem Feststoffanteil folgende Viskositätswerte:

Feststoffanteil Temperatur (°C) Viskosität in cP

46% 20 150

59% 49 5.400

60% 49 9.500

61% 49 26.000

62% 49 40.500

Es wurde wiederum mit einer Zweistoffdüse gearbeitet. Im Gegensatz zu den Beispielen 1 und 2 erfolgte die Sprühtrocknung im Gleichstrom. Die Düse befand sich wie die Dampfeintrittsöffnung am Sprühturmdeckel. Zur Verdü- sung von 10 kg Magermilchkonzentrat pro Stunde wurden 7,5 kg/h überhitzter Wasserdmapf mit einer Temperatur von 130°C verwendet. Die Temperatur des Milchkonzentrates betrug am Düsenaustritt ca. 60°C. Das Pulver wies wiede¬ rum eine sehr gute Rieselfähigkeit und Löslichkeit auf.

Beispiel 4

Es wurde wie in dem Beispiel 3 gearbeitet, d.h. die Trocknung erfolgte nach dem Gleichstromprinzip. AlsAusgangsmaterial diente ein Kaffee-Extrakt mit einem Trockensubstanzgehalt von 51,5%. Folgende Betriebsparameter sind eingestellt worden:

Dampfeintrittstemperatur: 167°C

Dampfaustrittstemperatur: 105°C

Extraktdurchsatz: 7,3 kg/h Temperatur des Extraktes vor der Verdüsung: 58°C

Druck vor der Düse: 0,9 bar

Dampfmenge für 2-Stoffdüse: 7,5 kg/h Dampftemperatur für 2-Stoffdüse: 147°C

Dampfdruck für 2-Stoffdüse: 0,45 bar

Dampfmenge im Kreislauf: 470 m 3 /h

Überdruck im Turm: 20 mmWS

Sauerstoffehalt im Kreislauf: 0,4 Vol.%

Das Schüttgewicht des Kaffeepulvers betrug 210 g/1, die Restfeuchte lag bei 4%.