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Verfahren und Vorrichtung zur Frischhaltung und Konservierung von insbesondere fett-und eiweisshaltigen, flüssigen oder halbflüssigen
Nahrungs-, Genuss-oder Arzneimitteln
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odergefrierung des Wassers tritt ein Gefügebruch ein. Die ungleichmässigen und groben Wassereinschlüsse er- geben gute Entwicklungsmöglichkeiten für Bakterien, Enzyme und chemische Prozesse.
Die Tiefgefrierung von Sahne ist ebenfalls versucht worden. Abgesehen von den hohen Kosten war die Sahne jedoch in der Phase gebrochen, so dass eine spätere Verbutterung nur schwer und meist nur unter Zusatz von frischer Sahne befriedigend gelang. Eine biologisch und wirtschaftlich befriedigende Lösung zur Lagerung von Sahne und Butter ist bisher nicht gefunden worden.
Erfindungsgemäss werden flüssige oder halbflüssige Nahrungs-, Genuss- oder Arzneimittel, u. zw. insbesonders solche, die Eiweiss und/oder Fett enthalten, dadurch frischgehalten und konserviert, dass die
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dampfung wenigstens eines Teiles ihrer Flüssigkeit gefroren werden, und dass die Stoffe in dem entgasten, entlüfteten und gefrorenen Zustand so lange gehalten werden, wie eine Konservierung und Frischhaltung gewünscht wird, wodurch die bakterielle, enzymatische und fermentative Zersetzung weitgehend gehemmt wird.
Diese flüssigen oder halbflüssigen, insbesondere Eiweiss und/oder Fett enthaltenden Nahrungs-, Genuss-oder Arzneimittel können auf diese Weise für einen begrenzten Zeitraum im Zustand der natürli- chen Frische erhalten werden, ohne dass eine Änderung ihrer ursprünglichen Eigenschaften eintritt. Die
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gase und die Luft entfernt werden, wodurch die Aktivität der Bakterien, Fermente und Enzyme eine star- ke Einschränkung erleidet. Ausserdem tritt durch die Temperaturabsenkung und die Erhöhung der Salz- und Eiweisskonzentration eine den Bakterien schädliche Veränderung der Lebensbedingungen ein. Gleich- zeitig werden aber, auch rein chemische Reaktionen, die in Verbindung mit Wasser, Luft und Gasen stattfinden, verhindert oder abgeschwächt.
Zur Durchführung des Verfahrens wird der Abkühlungseffekt bis zur vollständigen Durchgefrierung durch die Verdampfung der den aufgeführten Stoffen eigenen oder künstlich zugeführten wässerigen Bestandteilen erreicht. Falls die ursprüngliche Zusammensetzung erhalten bleiben soll, kann der für die Verdampfung und damit zur Gefrierung erforderliche Wasseranteil im Wege der Verdünnung zugesetzt werden. Die zu behandelnden Stoffe, die überwiegend flüssig oder halbflüssig vorkommen, werden dabei nicht als kompakte Masse, sondern in fein verteiltem Zustand der verfahrensmässigen Behandlung unterworfen. Das kann am einfachsten durch Versprühung mittels einer Düse geschehen, wobei dann, je nach dem Zustand und der Viskosität des jeweiligen Stoffes, ein ausreichend hoher Sprühdruck anzusetzen ist.
Die feine Verteilung des Stoffes, die zwecks Erzielung einer möglichst grossen Oberfläche erwünscht ist, kann auch durch Aufgabe der zu behandelnden Materie auf eine schnell rotierende Scheibe, Bänder od. dgl. bewirkt werden.
Desgleichen kann die Versprühung auch durch elektrostatische Mittel bewirkt werden. Jedenfalls sind alle Vorrichtungen geeignet, die eine feine Verteilung des Stoffes gewährleisten, so dass durch die Bildung einer sehr grossen Oberfläche die Einwirkung des Vakuums die verfahrensmässigen Effekte unmittelbar und in kürzester Zeit ergibt.
Als Zerstäuberdruck für die Verdüsung werden im allgemeinen 1-10 atü ausreichen. Meist wird es sich empfehlen, den flüssigen oder halbflüssigen Stoff ohne Benutzung eines Hilfsgases zu zerstäuben, schon um das Vakuum nicht zu beeinträchtigen. Insbesondere bei grosser Zähigkeit der Flüssigkeit ist aber auch insbesondere die Benutzung eines inerten Gases nach Art einer Druckluftzerstäubung möglich. Bei besonders zähen Flüssigkeiten können auch rotierende Zerstäuber mit Vorteil verwendet werden.
Für eine begrenzte Konservierung insbesondere von flüssigen oder halbflüssigen Lebensmitteln reicht die Anwendung eines Vakuums von etwa 4 bis 5 Torr. aus, wobei etwa eine Erniedrigung der Temperatur des flüssigen oder halbflüssigen Stoffes auf -1 bis -20C erreicht wird ; diese Temperatur ist gerade etwa die Temperatur, bei der die wässerigen Bestandteile des Stoffes gefrieren.
Für die meisten Lebensmittel, die für dieses Verfahren hauptsächlich in Betracht kommen, genügt es meist, die periodischen Schwankungen in der Erzeugung zu überbrücken, damit eine geordnete und preisstabile Marktlage gewährleistet ist. Die gewöhnlichen Lagerzeiten werden daher meist nicht mehr als 1-2 Monate betragen.
Werden aber längere Lagerzeiten von z. B. etwa 6-12 Monaten angestrebt oder für erforderlich ge- halten, genügt die Vakuumbehandlung mit der begrenzten Abkühlung auf etwa -1 bis -20C nicht mehr, weil in dem vorhandenen freien Wasser (flüssige Phase) die Entwicklungsmöglichkeiten für Bakterien und die Tätigkeit der Enzyme, die ja eng mit der bakteriellen Tätigkeit gekoppelt ist, noch recht günstig sind, zumal sich gewisse Bakterien mit der Zeit den veränderten Temperaturverhältnissen anzupassen
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vermögen. Das führt dann schon nach verhältnismässig kurzer Zeit zu ausgesprochenen Verderbserscheinun- gen.
Dabei spielt auch die Verteilung des Wassers oder wässerigen Anteils eine sehr entscheidende Rolle.
Je gleichmässiger die Verteilung des Wassers ist und je kleiner die einzelnen Wassertröpfchen sind, die in der Masse als Einschlüsse vorliegen, desto günstiger sind die Voraussetzungen für die Frischhaltung, weil in sehr kleinen Wasserteilchen die bakterielle Entwicklung und chemische Umsetzung eng begrenzt sind.
Wird dafür gesorgt, dass alle Bestandteile eines Stoffes äusserst gleichmässig und feinstverteilt sind, dann wird durch eine schnelle Gefrierung der wässerigen Bestandteile eine ausserordentlich wirksame Inaktivie- rung der Bakterien, Fermente, Enzyme und chemischer Prozesse erreicht. Ein weiterer entscheidender
Umstand liegt darin, dass die Gefrierung der wässerigen Anteile möglichst spontan erfolgen muss, weil sonst eine Entmischung eintritt.
Die einzelnen Phasen trennen sich, wenn das Wasser langsam ausgefriert, das Eiweiss denaturiert häufig, so dass nach dem Auftauen eine vollständige Mischung nicht wieder im ur- sprünglichen Verhältnis zustandekommt. Man erhält dann ein stark verändertes Produkt, das zum unmit- telbaren Gebrauch und zur Weiterverarbeitung nicht mehr geeignet ist. Sollen derartige Veränderungen vermieden werden, so muss der Gefrierprozess so schnell ablaufen, dass es praktisch nicht zur Bildung von
Eiskristallen, die immer nur aus reinem Wasser bestehen, kommen kann. Das kritische Gebiet der Eiskri- stallbildung, das beim wässerigen Anteil etwa bei p = 4,6 mm Hg und t = 0, 00980C liegt, muss äusserst schnell durchlaufen werden. Es kommt dann zu einer gewissen Unterkühlung und spontanen Gefrierung, die eine ausgeprägte Kristallbildung verhindert.
Der Stoff bzw. das Wasser geht unmittelbar in einen amor- phen Zustand über und behält damit die typischen Eigenschaften der ursprünglichen Flüssigkeit. Versuche mit Milch und Sahne haben diese Gesetzmässigkeit voll bestätigt. Für eine lange Lagerdauer wird man also mit einem Vakuum von 0,5 bis 2 Torr arbeiten, was einer Temperatur von -20 bis -100C entspricht.
Dabei kann auch so vorgegangen werden, dass der eigentliche Vakuumprozess bis zu einer Temperatur von etwa-4 bis-10 C durchgeführt wird und die restliche Temperaturabsenkung von etwa -200C durch langsame Kühlung im Lagerraum stattfindet. Die nachstehenden Ausführungen erstrecken sich hauptsächlich auf diese Stoffe, ohne dass damit eine Einschränkung hinsichtlich anderer ähnlicher Produkte verbunden sein soll.
Zur Erläuterung des Verfahrens erscheint es zweckmässig, die stoffliche Zusammensetzung und die chemisch-physikalischen Eigenschaften klarzustellen.
Die Milch ist ein Polydispersoid, bei dem sich die verschiedenen Stoffe in den verschiedensten Zer- teilungszuständen im gleichen Dispersionsmittel Wasser befinden. Das Milchfett ist in grober Zerteilung als Emulsion vorhanden, wobei die einzelnen Fettkügelchen als Mikronen in der Grössenordnung 0, 1-20 u existieren. Die Eiweissstoffe sind in der Grössenordnung der Submikronen zwischen 0, 005-0, 1 u in kolloidaler Lösung vorhanden. Alle Teilchen sind von einer Hydrationsschicht umgeben. Der kolloidale Zustand wird durch positive und negative Ladung der Teilchen aufrecht erhalten. Bei Verlust der Ladung tritt eine Koagulation ein. Milchzucker ist in molekularer Zerteilung in der Grössenordnung von Amikronen in gelöstem Zustand vorhanden ; die Milchsalze befinden sich teilweise im Ionenzustand.
Die Zustände der einzelnen Zerteilungsphasen befinden sich in einem gegenseitigen labilen Gleichgewicht, so dass schon geringfügige Änderungen einer einzelnen Komponente tiefgehende Wirkungen auf den Gesamtzustand bewirken. Der osmotische Druck der Milch beträgt etwa 8 Atmosphären.
Die Milch enthält zwischen 87-89go Wasser, 2, 5-4, 5% Fett, 0, 4-0, 8% Lipoide, 8-9% Trockenmasse, 7 Vol.-% Gase und nicht genau bestimmbare Mengen an Enzymen und Vitaminen. Die Trockenmasse enthält 2,7-3, 8% Eiweiss, 4,5-4, 70/0 Milchzucker und 0, 7-0, zozo Salze.
Die Mikroflora besteht aus Bakterien, Hefen und Schimmelpilzen. Ohne die Arten im einzelnen zu benennen, mag nur erwähnt werden, dass die Bakterien für den Eiweiss-, Fett- und Zuckerabbau und die Gasbildung verantwortlich sind. Sie sind überwiegend aerober Natur ; ihr Temperaturoptimum liegt zwischen +20 bis 42 C. Die Hefen sind aerob ; sie bewirken den Eiweissabbau und die Spaltung der Fette.
Die Schimmelpilze wirken in der gleichen Richtung.. Die durch die Lebenstätigkeit der Bakterien gebildeten Enzyme, meist Lipase und Oleinase, leiten den Eiweiss- und Fettabbau ein.
Die chemischen Reaktionen bewirken eine Veränderung der Fette und fettartigen Bestandteile durch Oxydation und Hydrolyse. Die dabei wirksamen Faktoren sind : Licht, Luft, PH-Wert der wässerigen Phase, Kochsalz, Infektionen mit Schwermetallen (Fe) und Phosphatide. Alle diese Reaktionen sind stark temperaturabhängig.
Die Entstehung oder Gewinnung des Rahms und der Butter ist'ein rein physikalischer Vorgang, wobei das Milchfett weiterhin-wie bei der Milch - in Form kleinster Kügelchen suspendiert bleibt. Der Abstand der Fettkügelchen hat sich dabei von etwa 7 bis 8 Jl auf 1,4-2, 0 ji verringert.'Die Absonderung des Rahms erfolgt wegen der unterschiedlichen spezifischen Gewichte und der dadurch bedingten unterschiedlichen
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Schwerkrafteinflüsse durch Agglutination (Traubenbildung), wobei das Protein als Haftmittel wirkt. Jedes Fettkügelchen ist unmittelbar von einer Proteinhülle umgeben, die wieder in eine Lezithinhülle (Lipoide) eingeschlossen ist. Daran schliesst sich eine Adsorptionsschicht aus klebrigem Eiweiss (Haftmittel) an und als letzte eine Zone gebundenen Wassers (Hydrationsschicht).
Der Rahm bleibt bis zu einem Fettgehalt von 85% unverändert als Emulsion bestehen, obgleich sich bei dieser Konzentration die Fettkügelchen schon berühren und sogar deformieren. Wenn auch bei der Konzentration zu Rahm ein grosser Teil der Hefen und Schimmelpilze mit der Magermilch ausgeschieden wird, tritt jedoch eine erhebliche Anreicherung an Bakterien ein. Ausserdem befinden sich im Rahm grosse Mengen an eiweiss- und fettspaltenden Enzymen, die nicht separiert werden können.
Durch die Pasteurisierung'des Rahms bei 90-1000C wird zwar eine Abtötung der Bakterien, nicht aber der Sporen bewirkt ; ausserdem tritt im weiteren Fabrikationsgang eine Neuinfektion ein. Sehr wichtig ist die sehr schnelle Abkühlung des Rahms auf niedrige Temperatur, weil dadurch der Kochgeschmack usw. vermieden werden und gleichzeitig das Fett aus dem flüssigen Zustand in einen sehr feinen kristallinen Zustand übergeht, was für die weiche Konsistanz der später zu gewinnenden Butter und für den Grad der Ausbeute von beachtlicher Bedeutung ist.
Durch Phasenumkehr entsteht beim Butterungsprozess die Butter ; aus der Fett-in-Wasser-Emulsion bildet sich eine Wasser-in-Fett-Emulsion. Die Abstände der Fettkügelchen haben sich durch die mechani-
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genen Luftblasen, in mehr oder weniger grober Verteilung in der Masse.
Eine einheitliche Theorie der Butterbildung besteht nicht. Anerkannt ist aber, dass durch mechanische Einwirkungen bei der Butterung die die Fetttröpfchen umgebenden Grenzschichten zerstört werden, so dass das Fett aus den Hüllen austreten kann. Es bildet sich eine kontinuierliche Phase, in die die Wassertröpfchen (Buttermilch) und Luftbläschen eingeschlossen sind.
Die Butter ist äusserst anfällig (besonders Sauerrahmbutter), weil die Wassertröpfchen relativ gross sind, einen hohen PH-Wert haben und gleichmässig verteilt sind. In der Butter sind bis zu acplo der im Rahm vorhandenen Keime und Sporen verblieben, die in der wässerigen Phase einen ausgezeichneten Nährboden finden. Während des Fabrikationsganges treten weitere Infektionen mit Bakterien und Metallen ein, wodurch die Haltbarkeit stark beeinflusst wird.
In Papier oder Folie abgepackte Butter sondert an der Oberfläche, insbesondere bei Temperaturschwankungen, sehr leicht wässerige Bestandteile aus, wodurch sich an der Berührungsfläche Butterpapier schädliche chemische Reaktionen entwickeln, die verhältnismässig schnell - je nach Temperatur, Lichtund Lufteinwirkung - den ganzen Inhalt der Packung verderben.
Soll also Milch, Sahne oder Butter für eine längere Zeit - 6-8 Monate - im Zustand der natürlichen Frische gehalten werden, so ist es erforderlich, das Gleichgewicht der Zerteilungsphasen vollkommen zu erhalten, die Luft und Gase vollständig zu entfernen und die Temperatur so tief wie möglich zu senken.
Das Produkt muss dann bei gleichbleibender Temperatur unter absolutem Licht- und Luftabschluss gelagert werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist in der beigefügten Fig. 1 in Form
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Fall geschildert werden, dass hochprozentige Sahne (Fettgehalt 60-800/0) über einen Zeitraum von mehr als 6 Monaten einzulagern ist.
Die Sahne wird zunächst durch Zentrifugieren von Milch gewonnen. Der Rahm befindet sich dann noch im Zustand der Emulsion, wobei lediglich der Anteil der wässerigen Phase verkleinert worden ist. Dieser Rahm wird aus einem Vorratsbehälter 1 oder-was noch vorteilhafter ist-unmittelbar aus dem Ablaufstutzen der Zentrifuge 2 mittels einer Pumpe 3 oder auf irgendeine andere Weise mit einem Druck von beispielsweise 10 atü in eine Rohrleitung 4 gedrückt, in der sich nahe an der Vakuumapparatur eine rohrförmige Erweiterung 5 befindet, die z. B. mit Edelstahlkugeln 6 gefüllt ist.
An diesen erweiterten Rohrabschnitt 5 ist am Ende eine Dampfleitung 7 angeschlossen, durch die Wasserdampf mit einem bestimmten Druck in die rohrförmige Erweiterung eingeleitet wird, der die Sahne im Gegenstrom durchdringt und diese dabei auf zirka 90-1000C erhitzt. Die Erhitzung kann in einem bestimmten Rohrabschnitt auch mittels Hochfrequenzstrom erfolgen. Diese so behandelte Sahne gelangt unmittelbar in die Zerstäubungsdüse 8 des Vakuumkessels 9, wobei sie infolge der Druckminderung als feiner Nebel in den Vakuumkessel eintritt.
Infolge des hohen Vakuums von etwa 2-4 Torr oder 0,5-2 Torr verdampft schlagartig ein Teil des Wassers, wodurch eine weitere explosionsartige Zerteilung der ohnehin schon sehr feinen Nebeltröpfchen stattfindet.
Dieser ausserordentlich feine Sprühnebel bildet eine sehr grosse Oberfläche, so dass bei angemessener
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Leistung des das Vakuum erzeugenden Dampfstrahlers 10 eine sehr intensive Verdampfung des Wassers stattfindet. Der Dampf des Dampfstrahlers wird auf bekannte Weise in einem Kondensator 19 niedergeschlagen. Das Kondensat und die aus dem Behälter abgesaugte Luft werden aus dem Kondensator auf nicht gezeigte Weise abgeführt. Das in der Fettphase feinstverteilt eingeschlossene Wasser gefriert dabei spontan, so dass sich am Boden des Behälters eine lose schneeartige und fast trocken wirkende Masse mit einer ganz gleichmässigen Temperatur von etwa-10 C ansammelt.
Durch das schlagartige Gefrieren der wässerigen Phase kommt es zu keiner ausgesprochenen Eiskristallbildung, so dass das gewonnene Produkt praktisch die Eigenschaft der ursprünglich flüssigen Emulsion behält. Ein Phasenbruch und eine Veränderung der Gleichgewichtsverhältnisse der einzelnen Zerteilungsphasen tritt nicht ein. Der Vakuumkessel 9 kann doppelwandig ausgeführt und gegen Wärmeeinstrahlung auf irgendeine Weise isoliert sein.
Die gewonnene schneeartige Substanz wird nun z. B. durch eine Schnecke 11 aus dem Vakuumkessel 9 gefördert. Durch den innerhalb der Förderschnecke 11 entstehenden Pressdruck kann das Produkt durch ein Mundstück 12 in bestimmter Formung als Strang austreten, wobei der Druck innerhalb der Schnecke oder Austrittsleitung das Eindringen von Luft in den Vakuumkessel verhindert, so dass eine kontinuierliche Entnahme möglich ist. Durch ein schon sehr mässiges Zusammenpressen werden die sehr feinen Wasserdampfeinschlüsse aus der Masse entfernt.
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gen von zirka 10 bis 20 t unmittelbar angeschlossen werden, in dem dann das gewonnene Produkt gelagert wird. Dieser Lagerbehälter wird zweckmässig doppelwandig ausgeführt, wobei in dem Zwischenraum 18 der Doppelwand ebenfalls ein Vakuum herrscht.
Der Behälter kann ohne besondere äussere Isolierung aufgestellt werden ; es ist lediglich erforderlich, die sehr geringe Einstrahlungswärme durch eine geeignete Kühlvorrichtung abzuleiten. Das kann in der Weise geschehen, dass z. B. auf der Aussenseite des Innen- behälters 13 oder in dem Zwischenraum 18 zwischen dem Innen- 13 und dem Aussenbehälter 14 eine Kühl- schlange 15 od. dgl. angeordnet wird. Es ist aber auch möglich, die Aussenseite des Innenbehälters 13 mit einer geeigneten Kühlsole, die im Kreislauf bewegt wird, zu berieseln. Mit einem sehr geringen Aufwand an Energie und sehr niedrigen Investitionskosten für den Lagerraum kann die Lagerung bei ganz gleich- mässiger Temperatur bewirkt werden.
Soll die so gelagerte Sahne zur weiteren Verarbeitung auf Butter entnommen werden, so wird zweck- mässigerweise durch eine Druckleitung 16 ein neutrales Gas eingeleitet und der Inhalt durch die Austritts- öffnung 17 herausgedrückt. Auf diese Weise kann das jeweils zur Verarbeitung vorgesehene Quantum entnommen werden, ohne dass der verbleibende Inhalt verdirbt. An Stelle eines Gases kann auch Wasserdampf genommen werden. Die Sahne erwärmt sich dabei und wird wieder flüssig, was ohnehin für die Verbutterung erforderlich ist. Die durch den Wasserdampf eintretende Verdünnung ist für die Verarbeitung zweckmässig.
Eine andere Möglichkeit der Lagerung dieser Sahne besteht darin, dass die verfahrensmässig behandelte Ware in Plastikhüllen oder sonst geeignete Gefässe gefördert wird. Diese unter Vakuum verschlossenen Packungen, die etwa 50 kg fassen, können dann anschliessend in einem Kühlhaus bei -10 bis -200C gelagert werden. Zur Entnahme der im Vakuum gefüllten und geschlossenen Plastikbeutel oder sonstigen Behältnisse kann wie folgt verfahren werden.
In der Fig. 2 ist bei 21 ein Förderband in einem unter Vakuum stehenden Kanal 31 zu erkennen, das die unter Vakuum gefüllten und verschlossenen Behältnisse 22 in ein mit Wasser od. dgl. gefülltes Fallrohr 23 von etwa 11 m Länge abwirft. Die Behältnisse fallen infolge der Schwerkraft abwärts, wo sie mittels Förderband 24 in die freie Atmosphäre geleitet werden. Das Standrohr 23 taucht in ein mit Wasser gefülltes Gefäss 25, so dass die im Standrohr vorhandene Wassersäule den Zutritt der Luft in die Vakuumapparatur verhindert. Auf diese Weise ist es möglich, die verhältnismässig grossen Packungen ohne Störung des Vakuums kontinuierlich zu entnehmen. Die Flüssigkeit im Standrohr 23 und Behälter 25 kann durch eine Kühleinrichtung 26 beliebig temperiert werden. Durch Rohrleitungen 20-27 und Pumpe 28 ist eine Umwälzung der Flüssigkeit möglich.
Im Standrohr 23 können spezielle Transportmittel untergebracht werden, wenn das erforderlich ist. Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Packungen in der Flüssigkeit des Standrohres 23 einen Auftrieb haben sollten. Diese Vorrichtung zur Entnahme von unter Vakuum gefüllten und geschlossenen Behältnissen 22 soll nicht auf den speziellen Gegenstand der Erfindung beschränkt sein. Sie kann in allen andern Fällen unabhängig von diesem Verfahren eingesetzt werden, wenn die Entnahme von Gegenständen beliebiger Art aus einem Vakuumraum erforderlich ist.
Die Zeichnung dient nur der Veranschaulichung des Prinzips ; es sind, je nach dem Verwendungszweck, andere Ausführungsformen möglich.
Die in der Fig. 2 dargestellte Entnahmevorrichtung setzt voraus, dass sich die Vakuumapparatur
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ebenfalls in einer Höhe von zirka 11 m befindet. Soll das Verfahren zu ebener Erde betrieben werden, dann ist es erforderlich, einen unter Vakuum stehenden Elevator zu betreiben, der das abgefüllt Gut bis zu einer Höhe von 11 m anhebt und in das besagte Fallrohr 23 abwirft.
Das Einfüllen des in dem Vakuumbehälter 9 behandelten Gutes in die luft-, flüssigkeits-und dampfdichten Behältnisse 22 und das dichte Verschliessen dieser Behältnisse erfolgt mittels irgendwelcher, an sich bekannter Maschinen automatisch unter Vakuum, aber zweckmässigerweise ausserhalb des Behälters 9.
Der Behälter 13 fällt also in diesem Falle fort und wird durch einen unter Vakuum stehenden Raum ersetzt, in dem sich die automatisch arbeitende Einfüll-und Verschliessmaschine befindet, die auf das Förderband 21 abwirft, das sich in dem noch unter Vakuum stehenden Kanal 31 befindet.
Bei der Verarbeitung derart gelagerter Sahne treten keinerlei Schwierigkeiten auf.
Das dargestellte Verfahren kann auch vorteilhaft für die Lagerung oder Frischhaltung von Schlagrahm mit einem Fettgehalt von etwa 35% benutzt werden. Für den Kleinhandel derartig tiefgefrorener Schlagsahne kann eine Abfüllung in Plastikbeutel oder Dosen mit einem Inhalt von zirka 1/4 bis 11 unter Vakuum erfolgen und in den üblichen Tiefkühltruhen zum Verkauf angeboten werden.
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-2erhalten ; eine Absonderung der Sahne findet nicht statt. Bei der bisher üblichen Abfüllung flüssiger Milch in Pappbecher oder -Tüten setzte sich die Sahne an der Innenwand ab, das Fett erstarrte und konnte nicht wieder in die Mischung gebracht werden.
Die nach dem Verfahren behandelte Milch geht nach dem Auftauen unverändert in den natürlichen Zustand der Frischmilch über.
Für die Herstellung der sogenannten Süssrahmbutter oder der Margarine ergibt sich durch die verfahrensmässige Anwendung noch der Vorteil, dass bei der auf etwa 80% Fett eingestellten Emulsion durch die Einsprühung in den Vakuumbehälter eine Phasenumkehr eintritt, die aus der Fett-in-Wasser-Emulsion eine Wasser-in-Fett-Emulsion herbeiführt. Dabei kann es vorteilhaft sein, vor oder hinter der Zerstäubereinrichtung (Düse, rotierender Zerstäuber usw.) zusätzlich eine Schlagvorrichtung anzuordnen, um einen Teil der Fettkügelchen zu zertrümmern. Die Schlagvorrichtung kann z. B. in der rohrförmigen Erweiterung 32 hinter der Rohrerweiterung 5 angeordnet werden ; sie besteht z.
B. aus einer sehr schnell rotierenden Höckerwalze, die die durchlaufende Sahne erfasst und mit grosser Gewalt gegen die ebenfalls mit Höckern od. dgl. versehene Innenwand der rohrförmigen Hülse 32 schleudert. Dabei wird wieder gleichzeitig Dampf zwecks Erhitzung der Sahne zugeführt. Das in Form von Dampf zugeführte Wasser wird dann im Vakuum unmittelbar und momentan verdampft, wodurch der Kühl-oder Gefriereffekt eintritt und der ursprüngliche Fettgehalt von 80% wieder erreicht ist.
Nach derselben Methode kann auch bei der Gewinnung von Eimasse verfahren werden. Zu diesem Zweck werden die Eier mit der Schale in eine kontinuierlich arbeitende Füllvorrichtung eingegeben, wo sie zunächst mit Dampf behandelt werden, um die auf der Oberfläche der Schale haftenden Bakterien, Schimmelpilze und sonstige Verunreinigungen zu beseitigen. Die so behandelten Eier gelangen dann in eine Schlagvorrichtung, die sie zertrümmert, intensiv mischt und die Schale so fein zerkleinert, dass die festen Bestandteile in der Masse nicht mehr wahrnehmbar sind. Diese flüssige Masse wird mit einem ausreichenden Druck in die Vakuumapparatur eingedüst und spontan tiefgefroren. Nach Abpackung unter Vakuum in beliebig grosse Plastikbeutel oder andere geeignete Behältnisse kann so eine dem natürlichen Ei eigene Frische auf lange Zeit erhalten bleiben.
Wenn bei der Dampfbehandlung eine dünne Randschicht des Eiweiss koaguliert, so ist das unschädlich und tritt in dem gewonnenen Endprodukt nicht in Erscheinung. Durch Verdampfung eines grösseren Flüs- iigkeitsanteils kann eine Eindickung bis auf pastenartige Konsistenz erreicht werden. Selbstverständlich lässt sich auch Eiweiss und Dotter getrennt verarbeiten. Durch das Zerschlagen der Eier zwecks Trennung des Inhalts tritt dann allerdings leicht eine Infektion ein, so dass eine nachträgliche Wärmebehandlung nicht zu umgehen sein wird. Das so gewonnene Produkt ist hauptsächlich für Grossverbraucher zweckmässig, weil im Gegensatz zu Trockenei die volle Löslichkeit der Bestandteile erhalten bleibt und damit eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung sichergestellt ist.
Mit grossem Vorteil kann das Verfahren auch für die Herstellung von Blutkonserven angewendet werien, wobei dann jeder Grad der Trocknung eingestellt werden kann. Wird eine starke Trocknung gewünscht, dann muss mit einem Vakuum von 0,5 bis 1 Torr, das mit einem entsprechend ausgelegten Dampfstrahler ohne Schwierigkeiten zu erreichen ist, gearbeitet werden. Derartige Blutkonserven sind von loher Qualität und völlig frei von Infektionen, die bei der sonst üblichen Gefriertrocknung leicht eintre- : en können.
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Auch für die Haltbarmachung von Fruchtsäften unter gleichzeitiger Erhöhung der Konzentration, für die Gewinnung von Extrakten aus beispielsweise Kaffee, Tee, Gemüsesäften, Drogen usw., Ist das Verfahren geeignet, weil infolge der schnellen Gefrierung der wässerigen Bestandteile ein Entweichen der Aromastoffe nicht zu befürchten ist.
Öle und Fette können entsprechend behandelt werden, wenn diese durch Beifügung von Wasser zu einer Emulsion verarbeitet worden sind. Von ganz besonderer Bedeutung ist hiebei, dass eine Feinverteilung des Wassers im Fett nur ganz kurzfristig zu bestehen braucht, weil durch die Gefrierung die Masse (Emulsion) vollständig stabilisiert wird. Es ist also nicht erforderlich, besondere Stabilisatoren hinzuzufügen. Die Wasserbeimischung kann gerade so hoch gewählt werden, dass die gesamte Wassermenge verdampft und gerade ausreicht, den gewünschten Grad der Abkühlung oder Gefrierung zu erreichen. Es bestehen hier zahlreiche Varianten, die je nach dem gewünschten Effekt ohne Schwierigkeiten erreicht werden können.
Die Aufzählung dieser einzelnen Anwendungsbeispiele ist nicht vollständig und bedeutet keine Einschränkung des Verfahrens auf diese Prozesse.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das Verfahren dann mit Vorteil anzuwenden ist, wenn
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fen eigenen Komponenten erhalten bleiben, so dass nach dem Auftauen der Ausgangszustand voll und ganz reproduziert wird. Dabei ist besonders bemerkenswert, dass das Verfahren mit einem äusserst geringen In- stallationsaufwand auskommt und trotzdem gestattet, das Verfahren für alle möglichen Produkte und mit sehr verschiedenartigen Effekten zu betreiben. Der relative geringe Energieaufwand im Verhältnis zu an- dern herkömmlichen Gefrierverfahren ist auch wirtschaftlich von beachtlicher Bedeutung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Frischhaltung und Konservierung von insbesondere fett-und eiweisshaltigen, flüssigen oder halbflüssigen Nahrung-, Genuss- oder Arzneimitteln durch schnelles Verdampfen eines Teiles des'
Wassergehaltes infolge plötzlichen Einbringens in ein hohes Vakuum, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stoffe in feinverteilter Form in das hohe Vakuum eingebracht und darin entgast, entlüftet und durch Verdämpfung wenigstens eines Teiles ihrer Flüssigkeit gefroren werden, und dass die Stoffe in dem entgasten, entlüfteten und gefrorenen Zustand so lange gehalten werden, wie eine Konservierung und Frischhaltung gewünscht wird, wodurch die bakterielle, enzymatische und fermentative Zersetzung weitgehend gehemmt wird.