Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker

Abstract

 Kristallisationsvorgänge umfassen den Prozess der Entfernung von Wasser aus dem Rohprodukt. Hierzu werden Abdampf- und Abkühlvorgänge herangezogen. Bei unserem vereinfachten Verfahren, werden die feuchten Zuckerkörner kurzzeitig Temperaturen in Höhe von 70-85° C unterzogen. Anschließend werden diese auf Kühlbändern transportiert, damit die Wärme die Kristallisation beim Ruheprozess nicht unterstützt. Danach wird der Hagelzucker mit Puderzucker gemischt und dann anschließend für drei Wochen bei 10°C - 25°C gelagert. Der Puderzucker nimmt die Restfeuchtigkeit der Zuckerkörner auf. Diese kristallisieren nun nicht miteinander, sondern in sich. Das Endprodukt weist eine hohe Druckfestigkeit auf. Ebenso lassen sich über Größe und Gestalt der gebildeten Kristalle ungefähre Vorhersagen machen (2 mm-6 mm). Das Sieben als letzten Schritt des Verfahrens klassifiziert abschließend die Grö-βen der Hagelzuckerkörner.
Das Mahlen hingegen bei anderen Verfahren ist mit einem hohen Energieaufwand verbunden und führt außerdem zu einer hohen Größenvariation der Zuckerkristalle. Der hohe Feinanteil des Zuckers wird zum Abfallprodukt.
Beim neuen Verfahren muss der kristalline Zucker nicht gemahlen werden. Durch gleichmäßige Umdrehung/ Rotation des Rohres um seine Längsachse werden kleine gleichmäßige Zuckerkörner erzeugt, die in nur drei Siebgrößen ausgesiebt werden können.

Beschreibung

Erfindungsgebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker. Insbesondere wird ein neues Verfahren aufgezeigt, mit welchem es möglich ist, schneller, effizienter und kostengünstiger Hagelzucker herzustellen.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Bekannt ist, dass staatliche Eingriffe in Form von Ein- und Ausfuhrregelungen einen unterschiedlichen Schutz für die Zuckerwirtschaft in den einzelnen Ländern darstellt. Dadurch sind besonders in der EU die Zuckerpreise am höchsten.

[0003] Hagelzucker wird derzeit auf verschiedene Weise hergestellt.

[0004] Zum einen wird Kristallzucker mit Sirup gemischt. Anschließend wird die Masse getrocknet wobei die Zuckerkörner beginnen zu kristallisieren. Nach dem Reifeprozess wird der Zuckerklumpen gemahlen, entstaubt und durch Abrieb poliert.

[0005] Zum anderen gibt es ein Verfahren bei dem der Zucker unter einem sehr hohen Druck verdichtet wird. Der Zucker wird pulverisiert, und er bildet einen hochporösen Zuckerklumpen. Durch einen hohen Feuchtigkeitsanteil klebt der Zucker zusammen.

[0006] Das Augenmerk wurde nun auf die Produktivität und die daraus resultierenden Kosten gelegt. Durch die vorliegende Erfindung ist ein effizienteres und kostengünstigeres Verfahren für die Herstellung von Hagelzucker möglich, bei dem die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen in Österreich sowie die entsprechenden Anforderungen für Zucker in der Europäischen Union in allen Punkten gewährleistet sind.

Der Weg zum neuen Verfahren

[0007] Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des Stands der Technik gemacht, wobei es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, im Vergleich zu den gegenwärtigen Verfahren eine effizientere und kostengünstigere Produktivität aufzuweisen und dabei die Anforderungen z. B. in Härte, Löslichkeit und kristallines Aussehen, in vollkommener Weise zu erfüllen

[0008] Um die mit dem gegenwärtigen Verfahren verbundenen Probleme (Kosten + Quantität) zu lösen, hat die Anmelderin gründliche Untersuchungen mit kleineren Mengen durchgeführt, die zum neuen Verfahren zur Herstellung des Hagelzuckers geführt haben. Bei dem neuen Verfahren zur Herstellung des Hagelzuckers können verschiedene aufeinanderfolgende Schritte unterschieden werden.

[0009] Problemstellungen wurden anschließend betrachtet, ausgewertet und in Lösungsversuchen minimiert.

Grundversuch 1:

[0010] Stoffe: Geräte: Waage, vier Eimer, Blech, Ofen, Kunststoffbehälter
8 kg Kristallzucker
1,5 kg Puderzucker
0,5 l Wasser

[0011] Ablauf:

Schritt 1:

- Abwiegen von 8 kg Kristallzucker, 1,5 kg Puderzucker und 0,5 l Wasser

Schritt 2:

- Mischen und Verrühren der Stoffe

Schritt 3:

- Kleine Mengen der Masse werden auf das Blech gegeben und kräftig hin und her bewegt.
- Dabei entstehen Zuckerkörner unterschiedlichster Größe und Form.

Schritt 4:

- Die feuchten Zuckerkörner werden in den Ofen (Küchenherd) bei 50°C und 25-30 Minuten getrocknet. Nach Schritt 4 waren die Zuckerkörner sehr weich, brüchig und wiesen einen hohen Gehalt an Wasser auf. Daraufhin wurde eine zweite Trocknungsphase eingeleitet.

Schritt 5:

- Zweite Trocknungsphase: Zuckerkörner werden in große Behälter gelagert um weitere drei Wochen zu trocknen

Problembehandlung:

[0012] 

1. Langes, zeitaufwändiges hin und her bewegen des Bleches nötig, um Zuckerkörner zu erhalten

2. Teilweise sehr große Zuckerkörner durch das hin und her bewegen des Bleches

3. Klumpenbildung und Zerfall nach der Trocknungsphase 2, zu hohe Feuchtigkeit in den Zuckerkörnern

Lösungsversuche:

[0013] 

1. Grundversuch 1 wurde mehrere Male auf die gleiche Art und Weise durchgeführt, ohne selbst Veränderungen an der Zusammensetzung, Beschaffenheit der Geräte oder dem Hinzuziehen anderer Geräte vorzunehmen.

[0014] Nach vermehrten Durchführungen von Versuch 1 wurde festgestellt, dass sich nach jedem der Versuche eine Zuckerschicht auf dem Blech bildete.

[0015] → Daraus folgte, dass sich die Zuckerkörner schneller bildeten und der Zeitaufwand von Versuch zu Versuch geringer wurde.

Ergebnis:

[0016] Wir haben herausgefunden, dass eine raue Oberfläche für gleichmäßige und schnellere Körnerbildung sorgt, da eine höhere Reibung gewährleistet ist. Bei der Überlegung, einen solchen Grundversuch in eine größere Maschine umzuwandeln, stellte sich heraus, dass die Kosten und auch der Zeitaufwand bezüglich des Bleches sehr hoch wären. Ein Blech, welches sich elektronisch schnell hin und her bewegte wurde ausgeschlossen.

[0017] Nach der zweiten Trocknungsphase haben sich in dem Kunststoffbehälter Klumpen aus den Zuckerkristallen gebildet. Auch nach den vielen Durchgängen des Grundversuches 1 blieb dieses Problem bestehen.

Grundversuch 2:

Vorüberlegung:

[0018] Das Blech muss durch ein anderes Gerät ersetzt werden, welches einfacher anzutreiben und kostengünstiger ist. Wichtig ist, dass die Oberfläche rau sein muss, damit sich gleichmäßige Zuckerkörner bilden. Des Weiteren muss ein Stoff gefunden werden, der die Klumpung der Zuckerkristalle während der zweiten Trocknungsphase verhindert, jedoch anschließend vom Endprodukt wieder getrennt werden kann. Durch Erhöhen der Temperatur im Ofen müsste die Feuchtigkeit nach der ersten Trocknungsphase verringert werden.

Stoffe:

[0019] 

8 kg Kristallzucker

2 kg Puderzucker

0,5 l Wasser

[0020] Geräte: Waage, fünf Eimer, Kunststoffrohr, kleiner Motor, Ofen, 3 Kunststoffbehälter, 2 Messbecher, Kelle

[0021] Ablauf:

Schritt 1:

- Abwiegen der Stoffe

Schritt 2:

- Mischen und Verrühren von 8 kg Kristallzucker, 1,5 kg Puderzucker und 0,5 l Wasser

Schritt 3:

- In ein Kunststoffrohr wird eine kleine Menge eines Sirup-Wasser-Gemisches mit Hilfe eines Messbechers gegeben. Das Rohr wird durch einen einfachen Motor angetrieben und dreht sich, sodass die Innenwand des Rohres mit dem Sirup bedeckt ist. Nun wird Kristallzucker hinzugefügt, damit dieser an dem Sirup haften bleibt.

Schritt 4:

- Nachdem das Gemisch trocken geworden und eine raue Oberfläche entstanden ist, wird nach und nach eine kleine Menge der Zuckermasse aus Schritt 2 mit einer Kelle in das sich drehen de und geneigte Kunststoffrohr gegeben. Dabei entstehen Zuckerkörner unterschiedlichster Größe und Form, die in einem Kunststoffbehälter aufgefangen werden

Schritt 5:

- Die feuchten Zuckerkörner werden in den Ofen (Küchenherd) bei 70- 85°C und 25-30 Minuten getrocknet. Nach Schritt 4 waren die Zuckerkörner noch sehr weich, brüchig und wiesen einen hohen Gehalt an Wasser auf. Wieder wurde eine zweite Trocknungsphase eingeleitet.

Schritt 6:

- Um der Gefahr der Klumpung vorzubeugen, wird der Rest des Puderzuckers auf die Zuckerkörner verteilt und gut vermischt.

Schritt 7:

- Zweite Trocknungsphase: Die mit Puderzucker ummantelten Zuckerkörner werden in KunstStoffbehältern gelagert um weitere drei Wochen zu trocknen

Schritt 8:

- Die getrockneten Zuckerkörner werden nach den drei Wochen aus den Kunststoffboxen genommen und gesiebt, damit der überschüssige Puderzucker von den Zuckerkörner getrennt wird.

Problembehandlung:

[0022] 

1. Teilweise sehr große Zuckerkörner nach Schritt 4

2. Unterschiedlich große Zuckerkörner nach Schritt 8

Lösungsversuche:

[0023] 

1. Grundversuch 2 wurde mehrere Male auf die gleiche Art und Weise durchgeführt, jedoch wurde die Rühr- und Mischzeit in Schritt 2 verlängert.
Hierbei wurde festgestellt, dass die Verlängerung der Rühr- und Mischzeit die gewünschte Problemlösung herbeiführte.

2. Für das Problem der unterschiedlich großen Zuckerkörner brauchten keine gesonderten Versuche unternommen werden. Das Sieben mit unterschiedlichen Siebeinlagen bringt den gewünschten Erfolg, die Körner nach Größen zu sortieren oder ggf. zu trennen.

Ergebnis:

[0024] Nach Verlängerung der Rühr- und Mischzeit und anschließende Eingabe in das mit Sirup beschichtete Kunststoffrohr, haben sich gleichmäßige Zuckerkörner gebildet.

[0025] Durch Erhöhen der Temperatur im Ofen auf 70°C-85°C verringerte sich die Feuchtigkeit in den Zuckerkörnern schon nach der ersten Trocknungsphase wesentlich.

[0026] Durch Zugabe von Puderzucker nach der zweiten Trocknungsphase, wurde das Schwitzen des Zuckers verhindert. Nach der dreiwöchigen Lagerungs- und Trocknungszeit entstanden keine Klumpen.

[0027] Nach der zweiten Trocknungsphase wurde festgestellt, dass der entstandene Hagelzucker sich in Form, Farbe und Beschaffenheit verändert hat, was im Endergebnis detailliert erfasst wurde.

Optimierung des Verfahrens und Endgültige Fassung zur Herstellung des Hagelzuckers sowie Möglichkeit der gewerblichen Anwendbarkeit

Vorbemerkungen:

[0028] Die Anlage zur Herstellung des Hagelzuckers kann in folgenden Einstellungen variieren:

• Neigung der Krümelschnecke und Umdrehungszahl pro Minuten
• Gradzahl und Geschwindigkeit der Förderbänder im Ofen
• Geschwindigkeit der Transportbänder in Abkühlungskammer

[0029] Die Krümelschnecke wird vor dem Prozess im Inneren mit Sirup beschichtet, und ausgehärtet, damit die erforderliche Reibung gegeben ist. Der Härteprozess dauert etwa 12 Stunden.

[0030] Auf 9,5 kg Trockenmasse kommen 0,4 l - 0,5 l Wasser!

[0031] Ablauf:

Schritt 1: -

Abwiegen der Stoffe

Schritt 2: -

Mischen und Verrühren von Zucker, Puderzucker und Wasser in einer Rührmaschine

Schritt 3: -

Leitung der Masse über eine Transporttrommel in den Dosierer.

Schritt 4: -

Leitung der dosierten, einzelnen Mengen durch ein Steigrohr und über ein Umlaufwerk in die Krümelschnecke, welche eine Neigung von 12%-14% hat und mit 45-55 Umdrehungen pro Minute läuft. Der Durchmesser der Krümelschnecke beträgt 35 cm. Durch die Vorbehandlung wird Reibung erzeugt, welche die Bildung der Zuckerkörner hervorruft.

Schritt 5: -

Am Ende der Krümelschnecke gelangen die Zuckerkörner auf ein Rüttelblech, um den Zucker gleichmäßig auf die Förderbänder im Ofen zu verteilen und die gesamte Breite des Ofens auszunutzen.

Schritt 6: -

Im Ofen werden die Zuckerkörner auf den Förderbändern langsam von oben nach unten gefahren und dabei getrocknet. Die Temperatur beträgt dabei 70°C-85°C. Die Gesamtlänge der Bänder beträgt 23,4 m und diese laufen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,09 m/s.

Schritt 7: -

Am Ende der Trocknungsphase im Ofen, gelangen die Zuckerkörner auf ein 5 Meter langes Trocknungsband, welches durch eine geschützte Abkühlungskammer läuft. Dort herrschen ca. 10°C - 25°C Raumtemperatur. Am Ende werden die Zuckerkörner in einem Sammelbecken aufgefangen.

Schritt 8: -

Über ein Förderband gelangt der Hagelzucker dann in eine Trommel mit einem Trichter, durch den Puderzucker hinzugefügt wird. Dieser Puderzucker ummantelt die Zuckerkörner, damit diese nicht klumpen.

Schritt 9: -

Nach der Zugabe des Puderzuckers gelangen die Zuckerkörner über ein Förderband in die Verpackungsanlage. In Paletten wird der Hagelzucker nun weitere drei Wochen getrocknet. Dabei sind die optimalen Lagerbedingungen ca. 10°C -25 °C.

Schritt 10:-

Nach der zweiten Trocknungsphase wird der Zucker zum Abschluss gesiebt und je nach Wunsch des Käufers verpackt.

Endergebnis

[0032] 

Eigenschaften der Körner nach Schritt 6:	- weich
	- Wassergehalt in %	> 5 %
Eigenschaften der Körner nach Schritt 9:	- Aussehen	Hellbeige bis weiß
	- Geschmack	Süß, leicht malzig
	- Wassergehalt in %	Max: 1%
	- Durchmesser	2 - 6 mm +/- 1 mm
	- Zusammensetzung der TS in %	Saccharose 100 %
	- pH-Wert in 1:1 Verdünnung	5 ± 1

[0033] Der am Ende produzierte Hagelzucker eignet sich zum Verzieren von Bäckereien und Süßigkeiten wie zum Beispiel Striezel und Obstkuchen.

Ansprüche

1. Neues Verfahren für die Herstellung von Hagelzucker, der ein kristallines Aussehen aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker gemäß Anspruch 1, bei dem folgende Rezeptur angewandt wird: 76,2 % Kristallzucker, 19 % Puderzucker, 4,8 % Wasser

3. Hagelzucker, gemäß Anspruch 1, der sich für die Zubereitung von Nahrungsmitteln eignet.

4. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Hagelzucker gemäß Anspruch 1 für die Lebensmittelindustrie.

5. Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker gemäß Anspruch 1, bei dem das kristalline Aussehen dadurch erreicht wird, dass die angemischte Zuckermasse durch ein mit Sirup und Zucker beschichtetes, rotierendes Rohr geleitet wird.

6. Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung der Zuckerkörner im Rohr, diese eine Trocknungsphase im Ofen bei 70-85 °C durchlaufen.

7. Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker, gemäß einem der Ansprüche bei dem allgemein Puderzucker verwendet wird.

8. Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Trocknungsphase 2 der Hagelzucker mit Puderzucker vermischt wird, damit das Schwitzen und das daraus resultierende Klumpen verhindert wird.

9. Skizze 3 für das Verfahren zur Herstellung von Hagelzucker gemäß einem der Ansprüche, sowie deren Verwendung zur Herstellung des Produktes und anschließende Verarbeitung

10. Kopie und Bau der Maschinen aus Skizze 3/ Abbildung 16 gemäß Anspruch 8 zur Einsetzung des Verfahrens.