AT500620A1 - Verfahren zur reifebehandlung von lebensmitteln - Google Patents

Description

  Siegfried Marx Martin Marx
Erdberger Lände 22/20 Hauptstrasse 30
A- 1030 Wien A- 9125 Mittlern
Verfahren zur Trocknung von Produkten / Waren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Produkten, insbesondere von Rohfleisch und Rohwürsten, wobei das Rohprodukt in einem abgeschlossenen Behandlungsraum bei kontrollierten Wassergehalt der Luft und Kerntemperatur im Rohprodukt sowie der Raumfeuchtedichte und Raumluftdichte bis zur Erreichung des biologischen gewünschten Trocknungs.- Reifegrad aufbewahrt werden.
Allgemein unterscheidet man zwischen der Naturreife ( Trocknung) und der Klimareife, wobei die Naturreifung durch die Klimareifung zwischenzeitlich abgelöst wurde, da, unabhängig von den vorhandenen klimatischen Bedingungen, in entsprechenden Reifeanlagen Rohwurst unabhängig von den natürlichen Bedingungen hergestellt werden kann.

   In bekannten herkömmlichen modernen Reifungsanlagen lässt sich eine programmierte Reifung auf Grund der langjährigen Erfahrungswerten mit genauer zeitlicher Einstellung sämtlicher Reifungsabläufe durchführen. Dabei werden verschiedene Verfahren angewendet,die darauf ausgerichtet sind, bestimmte Bedingungen bei der Reifung von Lebensmitteln auszunutzen bzw zu beeinflussen.
Die Herstellung verschiedener Lebensmittel wie beispielweise Wurst und Käse erfordern eine Reifebehandlung, bei der die Lebensmittel für eine vorbestimmte Zeitdauer bestimmten Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten ausgesetzt werden. Zur Herstellung einer schnittfesten Rohwurst wird zunächst in einem Wolf, Mischmaschine und Kutter das Rohmaterial beispielweise 1/3 Rindfleisch, 1/3 Schweinefleisch und 1/3 Speck - mit weiteren Zusätzen auf eine bestimmte Körnunggrösse zerkleinert und gemischt.

   Die gekutterte oder gemischte Masse wird portionsweise in wasserdurchlässigen Därme abgefüllt und anschliessend werden die Würste auf entsprechende Transportwagen aufgehängt, in Reifekammern verbracht und in diesen Reifekammern einer Trocknungsbehandlung unterworfen.
So beschreibt die DE 33 19 528 C2 ein Verfahren zur Reifung und Trocknung von Wurst o.a. Lebensmitteln, bei dem dem zu behandelnden Gut durch die Zuführung von konditionierter Luft geschrieben am 10 . 07 . 2004 2D<Ir>- Siegfried u .

   Martin Marx Behandlung des Gutes dessen pH - Wert bestimmt und als Bezugsgrösse zur Behandlung des Gutes eingesetzt wird.
Bei diesem Verfahren wird der pH- Wert eines Pilotobjektes in dem Behandlungsraum kontinuierlich gemessen und in Abhängigkeit vom gemessenen pH- Wert wird die Temperatur im Behandlungsraum kontinuierlich gesteuert, dies in der Art,dass bei pH- Werten von etwa 5,8 des zu behandelnden Gutes zu Beginn der Behandlung mit einer Temperatur in der Grössenordnung von 24[deg.]C bearbeitet wird, die während der Abnahme des pH- Wertes auf etwa 5,3 auf eine Temperatur von etwa 20[deg.]C kontinuierlich abgesenkt wird.
Dieses Verfahren beschränkt sich ausschliesslich auf die Messung des pH- Wertes, welcher zur Steuerung der Temperatur in dem jeweiligen Behandlungsraum/Reiferaum, genutzt wird.

   Weitere Faktoren fliessen in diesen Steuerungsprozess nicht ein.
Ein Verfahren zum Behandeln von Räuchergut, insbesondere von Fleisch-und Wurstwaren, mit einem Gemisch aus Luft und einer als Flüssigrauch bezeichneten, wasserlöslichen Flüssigkeit im
Rauchgeruch und -geschmack, die in die Luft einer Räucherkammer eingesprüht wird, ist mit der
DE 42 43 656 C2 bekannt geworden.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass reiner Flüssigrauch direkt in, aus einer
Räucherkammer in einen gesonderten Mischbereich gesaugte Luft, eingesprüht wird, in diesem
Mischbereich unter Druckerhöhung verwirbelt und anschliessend wieder in die Räucherkammer geführt wird.
Dieses Verfahren zur Behandlung von Wurstwaren dient sowohl der Reifung, aber insbesondere einer thermischen Behandlung zur Herausbildung besonderer Geschmacksnoten,

   welches nur bedingt auf den Reifeprozess Einfluss nimmt.
Mit der DE 195 11 223 A 1 ist ein Verfahren zur Reifung von Lebensmitteln bekannt geworden, so auch für Rohwürste, bei dem die Lebensmittel in einem abgeschlossenen Behandlungsraum bei kontrollierter Raumtemperatur und Raumfeuchte bis zur Erreichung des gewünschten Reifegrades aufbewahrt werden. Dem Behandlungsraum wird aus einem Vorratstank ein Gas- oder Gasgemisch zugeführt, das einen wesentlich höheren Inertgasgehalt als Luft aufweist. Durch Steuerung der Gasoder Gasgemischzufuhr soll im Behandlungsraum ein dem Reifungsverlauf angepasster Restsauerstoffgehalt eingestellt werden.
Ein derartiges Klimakammmerverfahren erfordert einen erheblichen Aufwand zur Aufbereitung und Bereitstellung eines geeigneten Gases bzw eines Gasgemisches, wobei auch mit diesem Verfahren
geschrieben am 10 . 07 . 2004 3D lr . Siegfried u .

   Martin Marx wird.
Bekannt sind ferner Verfahren, bei denen die Gewichtsreduzierung der zu behandelnden Produkte als Steuergrössen für den Reifeprozess genutzt werden, so in der DE 35 37 373 A I beschrieben und auch ein Verfahren zur Reifung und Trocknung von Rohwürsten unter Einstellung des aw- Wertes, wie mit der DE 43 26 688 C 2 bekannt geworden.
Auch diese bekannten Verfahren stützen sich lediglich auf einzelne Prozessgrössen bei der Behandlung und Reifung von Rohwürsten, weiter Einflussgrössen bleiben weitestgehend unberücksichtigt.
So kann allgemein ausgeführt werden, dass Rohwürste, durch Wasserabgabe, pH- Wert-Absenkung, Temperaturfuhrung des Verfahrens sowie stoffbezogener Eigenschaften,

   beeinflusst von Rezepturen bzw deren Verteilung zu schnittfesten Dauerwurstwaren über interne und externe Prozessabläufe hergestellt werden.Die externen Prozessabläufe entziehen durch Temperatur, Zeit und Feuchtegradsteuerung den Würsten das Wasser, bilden die Basis für die internen mikrobiologischen Prozesse und wirken mit der Stoffvorbereitung, den Zusätzen und Rezepturen gesamtheitlich auf den Prozessablauf ein.Die externen Parameter beziehen sich auf die relative oder absolute Feuchte der Luft, die Luftgeschwindigkeit und die Temperaturen, die die inneren Prozessabläufe beeinflussen. So wird zur Steuerung der Feuchte, meist eine relative, der Luft infolge Kühlung Wasser entzogen.
Diese Luft wird getrocknet, in einem weiteren Prozess erwärmt und Wasser zugesetzt, um den Abtrocknungsgrad zu steuern.

   Damit entsteht der gewollte relative Feuchtegrad in der Luft und die Luft wird beispielweise mit Ventilatoren durch die Reifekammer/Rauchkammer befördert. Die Geschwindigkeit der Luft und ihre Parameter müssen dabei immer den Abtrocknungs- bzw. Wasserabgabebedingungen des Produktes entsprechen,um Trockenränder bei der auszureifenden Rohwurst zu vermeiden. Eine zweite Form der Steuerung der Luftparameter geht davon aus, dass die Luft bereits einen bestimmten Feuchtegrad bessitzt, der nur noch auf die Wasserabgabebedingungen der Produkte eingestellt werden muss. Dies ist zu erreichen, indem die Eigenschaft des Produktes Wasser abzugeben unter Anwendung eines Umluftverhaltens mit intervallmässiger Frischluftzuführung, zur Steuerung des Feuchtegrades genutzt wird.

   Dabei entfallen die Verfahrensschritte Wasserentzug mit intensiver Luftkühlung und eine Neuanfeuchtung weitestgehend durch externe Prozessführung der Luftparameter. geschrieben am 10.07.2004
4Q Ir. Siegfried u. Martin Marx der Luft auf eine bestimmte Temperatur standardisiert. Dabei ist zu berücksichtigen, dass allein die Jahreszeiten hier keine konstanten Bedingungen sichern.
Zusätzlich muss beachtet werden, dass die Rohwurst als Wasserspender bei Temperatursteigerung den zusätzlichen Feuchtebedarf deckt.
Sowohl die Luftkonstanz, als auch das Produktverhalten hat bedeutend mehr Variable, so dass der technisch einfache Regelansatz nur begrenzt für ein bestimmtes Produkt unter definierten Aussenluftbedingungen wirkt, aber den allgemeineren wesentlich breiteren Prozess nicht ohne Fehlprodukte,

   so können Randaustrocknung infolge zu hohen Wasserabzuges durch Wasserdampfmangel bzw auch Überschuss mit Schwitzerscheinungen auftreten, erfüllen kann. So sind Schwitzerscheinungen der Würste dafür verantwortlich,dass besonders in der Startphase des Prozesses eine hohe Zunahme des Keimwachstums von Bakterien und Keimflora auf der Sauerstoffbasis zu verzeichnen sind.
Unter weitestgehender Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu entwickeln, welches eine Trocknung im weiterem eine Reifung gewärleistet, das die jeweiligen unterschiedlichen Produkte Ihre biologischen physikalischen Eigenschaften durch eine automatische Anpassung einer regelbaren Technik ein Trocknungsprozess stattfindet und dadurch weniger Zeitaufwand,

   Energie sowie eine dauerhafte gleichbleibende Qualität der Waren erreicht werden kann.
Die technischen Grössenauslegungen von Ventilatoren, Luftkanälen, Heizung, Kälte etc. hängen nur von der jeweiligen Kapazität und der spezifischen Eigenschaften der zu produzierenden Produkten ab, hat eigentlich keinen gravierenden Einfluss auf die Prozesssteuerungstechnik und ist so ausgelegt, dass eine dementsprechender Economischer Grad erreicht wird.

   Bis zu 50% Energieanschlusseinsparungen sowie bis zu 70% Betriebsenergieeinsparungen gegenüber den herkömmlichen Trocknungs. -Reifeanlagen wird hierbei erreicht.
Die neue Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, das durch geringen Energieaufwand, in Verbindung mit einer ständigen anpassenden Luftverdichtung zu einer gleichmässigen Verteilung der Luft im gesamten Raumbereich, ein schnelleres gleichmässiges Erwärmen oder Abkühlung im Kern des Produktes kommt, dabei keine zusätzliche Befeuchtung durch einspritzen von Wasserdampf oder Entfeuchtung über Kälteregister benötigt wird. Der Zeitraum auf den notwendigen zu erreichenden
geschrieben am 10 . 07 . 2004 5Q Ir . Siegfried u . Martin Marx und wird je nach technologischen Produktgegebenheiten sich automatisch ergeben, welche sich nach der Produktsättigung im Kern und der Endsättigung ständig berechnet.

   Solange der Prozessabschnitt auf die vorgegebene eingestellte Kerntemperatur stattfindet, wird hierbei der Luftdruck um das Produkt höher sein als im Kern, dadurch wird eine frühzeitiges Austrocknen am Rand des Produktes auch entgegengewirkt, und die eigentliche Wasserabgabe wird nach Erreichen der optimalen technologischen Kerntemperatur eingeleitet.
Hierbei übernimmt eine automatische Berechnung des Wassergehaltes im Kern sowie der Sättigung der Umluft den Trocknungsprozess, wodurch die vorgegebenen Endparameter den Zeitkorridor bestimmen und die technische Anlage sämtliche Steuerungen je nach Bedarf einsetzt um das Druckverhältniss Raum/Kern ein Wechselspiel in mbar /zentel Grad C zu ermöglichen. Gleichzeitig wird Schimmelbildungen vermieden, dementsprechende biobakterielle Substanzen werden erst dann aktiv, wenn es der Technologienotwendigkeit entspricht.

   Um dieser Technologie gerecht zu werden, ist es notwendig eine dementsprechende Softwarealgorythmus zu erstellen, welche sämtliche variable physikalische Berechnungen in einen Steuerungsprozess umwandeln.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Steuerungsoftware für sämtliche Messtellen auf einer gemeinsamen intuitiven Platform diese ständig verarbeitet werden, die externen Regeleinrichtungen ansteuert und dadurch dem Produkt die notwendige Umgebung geschaffen wird,das ein Produktbestimmender biologischer Trocknungsprozess stattfindet.
Der Vorteil des vorgestellten Verfahrens liegt darin, dass man die Endparameter des gewünschten Trocknungsgrad ( in diesem Reifedarstellung End pH- Wert )vorgibt,

   die Umluftdichte/ Menge sowie die Frischluftmenge und Abluftmenge sich nach den Istwert des Sättigungsgrades und den Sollwert des gewünschten Reifegrad in Verbindung mit der jeweiligen vorgegebenen Kerntemperatur sowie Isttemperatur und den vorgegebenen Kammertemperatur sowie der Isttemperatur gleichzeitig der gegebenen und errechnenden Dampfsättigung in der Zuluft, Umluft und Abluft eine ständige kontrollierte Produktumgebungsluftdichte mit der dementsprechenden errechneten Sättigung aufrecht gehalten wird, damit das Produkt schonend das Wasser vom Kern ausgehend bis an den Produktrand und in die Umgebungsluftdichte diese in jenem Mass ableiten kann welche das Produkt bestimmt. Die Umgebungsluftdichte wird durch einen Freqenzgesteuerten Luftventilator und einen Freqenzgesteuerten Abluftventilator in Verbindung mit einer
geschrieben am 10.07.2004 6L Ir. Siegfried u.

   Martin Marx Wechselklappe balanciert.
Diese Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Waren welche geräuchert werden, die
Räucherphasen in den Trocknungsprozess so eingebunden werden, wo das Produktverhalten auch ohne zusätzliche Wasseraufnahme des Produktes den Rauchgeschmack bis in den Kern transportiert, und diese erst am Ende einer Trocknung diese biologische physikalische Verhalten aufweist.
Einer Absäuerung durch einen minimum pH- Wert Eingabe entgegengewirkt wird, die Anlage mit
Ihrer Softwarealgorythmus keinen unter den vorgegebenen eingestellten minimum pH- Wert eine
Unterschreitung zulässt, jedoch die Abgabe der Säure in Verbindung des Wassers stattfindet und dadurch der gewünschte Reifegrad einer schnittfesten Rohwurst erreicht,

   der pH- Istwert sowie der pH- Sollwert den Wassergehaltsverlust steuern.
Es wurde hierbei eine Verkürzung der Trocknungszeit bis zu 30% erreicht, keine biobakterielle gefährliche Substanzen aufweist, die Trocknung vom Kern bis zum Rand eine gleichmässigen
Restwassergehalt gemessen wurde, die natürliche Umrötung vom Kern zum Rand und die Bindung des Gewebes einsetzte, Räucherphasen bei einer aufnahmefähigen Produktgegebenheiten verkürzt eingebunden wurde, dadurch einen besseren Geschmack weniger Teergehalt aufweist und die technologischen Endparameter den Normen entspricht.
Der Vorteil der neuesten Erfindung ist, es sind keine der bis jetzt üblichen vielen
Programmschritten mit Ihren Prozessvorgabedaten notwendig,

   dadurch werden die menschlichen
Fehleinschätzungen des Produktes und der Prozessvorgabedatenfehler entgegengewirkt und ein optimaler sicherer Trocknungsprozess mit gleichen Endparametern erreicht.
Durch diese Erfindung ist es möglich sämtliche zu trocknende Produkte, Waren auf Ihre biologische Grenzen der Wasserabgabe auf Prozentgenauigkeit und Zeitraum zu steuern. Die dafür notwendigen externen Messtelleneinrichtungen werden je nach Produkt, Waren ausgewählt und in den Softwarealgorythmus eingebunden. Siehe anbei:
Zeichnung A - Mechanische System - mit Eingangssignalen und Ansteuerungen inkl. Legende Zeichnung B - Flow Chart Fig. 1 bis 6 Patentansprüche Darstellung Prozessablaufdiagramm an einer Braunschweigerrohwurst
geschrieben am 10.07.2004 7D Ir. Siegfried u. Martin Marx 1.

   Umluftventilator ( Motor Frequenzgesteuert ) 1.a Umluftklappe
1.b Einblaslufttemperatursensor Trocken
1.c Einblaslufttemperatursensor Feucht l .d Umluft ( od. Rückluff)temperatursensor Trocken
1.e Umluft ( od. Rückluft)temperatursensor Feucht l.f Frischluftklappe
Lg Frischlufttemperatursensor Trocken
2. Kälteregister ( bei Nachreifeanlagen und vorkonditionierter Luft nicht notwendig)
3. Heizregister
4. Abluftventilator ( Motor Frequenzgesteuert ) 4.a Abluftklappe
4.b Ablufttemperatursensor Feucht 4.c Ablufttemperatursensor Trocken
5. Raucherzeuger/generator ( nur notwendig bei Anlagen wo Produkte geräuchert werden ) 5.a Rauchklappe
5.b Umrauchklappe
6. Lufttemperatursensor Kammer/Raum
7. Kerntemperatursensor Produkt
8. pH- Transmitter
8.a Kerntemperatursensor Produkt
8.b ph- Einstabmesskette/Diaphragma Kernmessung Produkt
9.

   RECHNER/PROZESSOR
Erstellt 10.07.2004 Siegfried, Martin Marx

Claims (5)

1. Steuerverfahren für die Trocknung oder Reifebehandlung von Lebensmitteln, insbesonders Rohfleisch und Rohwurst, bei welchem die Produkttemperatur zyklisch in definierbaren Zeitabständen gemessen und danach einige Umgebungsparameter in der Trockenkammer automatisch eingeregelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zyklus Istwerte für die Kerntemperatur des Produktes, die Temperatur der Luft in der Trockenkammer und die Temperatur der Zuluft, sowie die Feuchte des Produktes als auch der Zu- und Abluft gemessen werden, dass zumindest zu Beginn des Trocknungsvorganges der gewünschte Trocknungsgrad durch Zielwerte charakteristischer Parameter des Lebensmittels definiert wird,

dass aus den gemessenen und definierten Werten der charakteristischen Parameter automatisch Sollwerte dieser Parameter für den nächsten Zyklus bestimmt und im nächsten Messzyklus mit den jeweiligen Istwerten verglichen wird.

1. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Trocknung / Reifebehandlung von Produkten, insbesondere von Rohwaren, in einem dicht geschlossenen Kammer/ Raum in einen Prozessabschnitt abläuft und den behandelten Gut ermöglicht Wasser bis zum gewünschten Trocknungs- und Reifegrad abzugeben, die Verhältnisse der Umluft des Produktes sich automatisch den physikalischen variablen Produktverhältnissen anpasst.

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Istwerten für die Kerntemperatur des Produktes, die Temperatur der Luft in der Trockenkammer und die Temperatur der Zuluft, sowie die Feuchte des Produktes als auch der Zu- und Abluft Istwerte für weitere abgeleitete Parameter bestimmt werden, und dass aus den Werten von einigen gemessenen und abgeleiteten Parametern sowie den definierten Zielwerten der charakteristischen Parametern automatisch Sollwerte für diese gemessenen und abgeleiteten Parameter für den nächsten Zyklus bestimmt und im nächsten Messzyklus mit den jeweiligen Istwerten verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass erstmals die internen und externen Parameter auf einer einzigen intuitiven Plattform sämtliche Komponenten Zugang haben, diese mit den variablen Softwarealgorythmus den Trocknungsprozess auf den vorgegebenen Kernendwertsättigungsgrad steuert.

3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck in der Trocknungskammer geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Trocknungsprozess / Reifeprozess ohne Zeitvorgabe abläuft,der Zeitkorridor zum Endprodukt sich nach dem eingestellten Endsättigungsgrad automatisch selbstständig variable errechnet.

4. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfdruck der Luft in der Trocknungskammer geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch zusätzlicher Wahl eines Verlustprozentsatz in Verbindung der Steuereinrichtungen, der Trocknungsprozess bis an die Grenzen der biologischen Produktgegebenheiten geregelt und gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche biologische physikalische Parametern eines trockneten/ reifenden Produkt sich selbst überwacht und steuert. Dadurch keine zusätzliche technische und unnatürliche Unterstützungen wie zum Beispiel Stickstoffbeigabe (Sauerstoffabsenkung) oder Absorber sowie ähnliche Verfahrenstechniken benötigt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Resourcen des Produktes nützt, dadurch geringere Energieaufwand für den Trocknungsprozess benötigt wird und die menschlichen ständigen Überwachungen/Fehlbeurteilungen des Produktes minimiert werden.

geschrieben am 10.07.2004 9f Ir. Siegfried u. Martin Marx NACHGEREICHT

5. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte zumindest des Lebensmittels über dessen Leitfähigkeit bestimmt wird.

Wien am 24.8.2005 Siegfried Marx und Mitanmelder in Wien

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