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Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen einer Käseschmelze oder einer ähnlich zähflüssigen Masse Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen einer Käseschmelze oder einer ähnlich zähflüssigen Masse, wobei man die Masse durch einen Durchgang fördert und sie in demselben erhitzt.
Es ist bereits bekannt, Milch oder dergleichen dünnflüssige Getränke durch einen Kanal zu fördern und in demselben zwecks Uperisierung während einer Dauer von höchstens einer Sekunde zum Beispiel durch Injektion von Wasserdampf auf eine Temperatur von zum Beispiel 150 C zu erhitzen. Um dabei während der kurzen Behandlungszeit eine innige Vermischung des zu entkeimenden Getränkes mit dem heizenden Dampf zu erreichen, wurden im Kanal oder sonstigen geeigneten Durchgang Mittel zur Erhöhung der Turbulenz der Flüssigkeit, z. B. Ablenkschaufeln oder Schikanen aller Art, angeordnet.
Es hat sich erwiesen, dass dieses bekannte Verfahren sich wohl zur Uperisation von dünnflüssigen Getränken wie Milch, Fruchtsäften und dergleichen sehr gut eignet, für zähflüssige Massen, wie z. B. eine Käseschmelze, Konzentrate aller Art, Melasse, Füllungen für Süssspeisen, Fleischextrakte und dergleichen, jedoch nicht geeignet ist. Versuche haben gezeigt, dass sich eine zähflüssige Masse während der kurzen Behandlungszeit nicht genügend durchwärmen lässt, dass eine Entkeimung möglich wäre.
Anderseits bestehen nun aber in Fachkreisen erhebliche Bedenken gegen eine Erhöhung dieser Behandlungszeit, besonders weil befürchtet wird, der Käse würde bei länger dauernder Behandlung mit der hohen Temperatur von etwa 150 C einen untragbar starken Kochgeschmack annehmen und daher unbrauchbar oder doch qualitativ minderwertig werden. Versuche haben nun aber gezeigt, dass die Bedenken nicht zu Recht bestehen bzw. die befürchteten Nach- teile durch das Zusammenwirken geigneter Massnahmen weitgehend verhindert werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Masse während einer Dauer von mindestens 4 Sekunden auf eine Temperatur von mindestens 140 C erhitzt.
Diese Behandlung, die als Uperisation bezeichnet werden kann, wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die gekennzeichnet ist durch Fördermittel und einen Durchgang für die Masse, die derart bemessen sind, dass die Durchlaufzeit durch den Durchgang für alle Teile der Masse mindestens 4 Sekunden beträgt und wobei Mittel vorgesehen sind, die alle Teile der Masse während ihres Durchlaufes durch den Durchgang auf eine Temperatur von mindestens 140 C zu erhitzen gestatten.
Um chemische und geschmackliche Veränderungen von Käse durch diese Behandlung möglichst gering zu halten, wird die Behandlung zweckmässig unter hohem Druck, vorzugsweise dem Sättigungsdruck von Wasserdampf, bei der genannten Behandlungstemperatur vorgenommen, worauf vorteilhaft die aus dem Durchgang austretende Käseschmelze in einer Homogenisiervorrichtung entspannt wird. In dieser Homogenisiervorrichtung werden eventuelle Verkrustungen, die sich bei der hohen Behandlungstemperatur bilden könnten, in kleinste Teilchen aufgelöst und mit der übrigen Masse vermischt, so dass keine merkliche Geschmacksveränderung auftreten kann.
Es kann bei dieser Behandlung auch von besonderem Vorteil sein, der Käseschmelze eine geeignete Richtlösung beizugeben, um dadurch den pH-Wert der Schmelze auf mindestens 5,7 zu bringen. Die beiden letztgenannten Massnahmen dienen zwar nicht direkt der Entkeimung, verbinden aber nachteilige Folgen des erfindungsgemässen Verfahrens und
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tragen daher wesentlich zu dessen erfolgreicher Durchführung bei.
In einem Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Käseschmelze bei einer Temperatur von 80 bis 85 C durch eine Förderpumpe aus einem Reservoir in einen Kanal, z. B. ein Rohr, gefördert, in welchem Mittel zur Erhöhung der Turbulenz der durchfliessenden Käseschmelze vorgesehen sind und welches Rohr auf eine bestimmte Länge am Umfang gleichmässig verteilte, kleine Einlassöffnun- gen aufweist, durch welche Wasserdampf unter einem Druck von rund 6 atü und einer Temperatur von rund 160 C aus einem das Rohr umgebenden Dampfraume eintreten kann.
Durch den eintretenden Dampf und die die Turbulenz erhöhenden Mittel wird die Käseschmelze im Rohr innig mit dem eintretenden Dampf vermischt und rasch auf eine Temperatur von 140 bis 150 C gebracht. Die mit dem Wasserdampf vermischte Schmelze tritt dann am Ende des Kanals durch einen Homogenisierkopf in einen auf Atmosphärendruck gehaltenen Raum aus und kühlt sich sehr rasch praktisch auf Siedetemperatur, also etwa 95 bis 98 C, ab, wobei der im Kanal in die Schmelze eingebrachte Dampf grösstenteils entweicht. Die derart behandelte Käseschmelze wird dann weiter auf eine Temperatur von etwa 60 C abgekühlt und verpackt.
Damit eine genügende Durchmischung der Käseschmelze mit dem Wasserdampf erzielt werden kann, darf der Querschnitt des Kanals nicht allzu gross gewählt werden. Soll anderseits die Durchflusszeit durch denselben mindestens 4 Sekunden betragen, so muss bei vorgegebener kleiner Kanallänge eine niedrige Durchflussgeschwindigkeit gewählt werden oder aber der Kanal bei höherer Durchflussgeschwin- digkeit verhältnismässig lang sein. Um dabei die Dimensionen des Behandlungsapparates nicht lediglich wegen eines genügend langen Kanals übermässig gross werden zu lassen, kann der Kanal vorzugsweise gewunden, z.
B. spiral- oder schraubenförmig, oder sonstwie platzsparend angeordnet sein.
Die Hauptschwierigkeit, die sich einer derartigen Behandlung einer Käseschmelze oder einer ähnlich zähflüssigen Masse entgegenstellt und die auch in der Fachwelt das erwähnte Vorurteil hervorgerufen hat, ist die Aufgabe, diese Masse genügend mit dem Wärmeträger, z. B. Wasserdampf, zu durchsetzen, dass eine genügend rasche und hohe Erhitzung aller Massenteile erfolgt. Es ist hierzu beim obenerwähnten Behandlungsbeispiel ein grosser Dampfverbrauch erforderlich. Um den Dampfverbrauch herabzusetzen oder gegebenenfalls ganz zu vermeiden, können nun im Durchgang oder Kanal, durch welchen die Käseschmelze gefördert wird, Mittel vorgesehen werden, die eine möglichst gleichzeitige Erwärmung aller Teile der Käseschmelze gestatten.
Es wurde durch Versuche ermittelt, dass eine solche Erwärmung durch direkten Durchgang elektrischen Stromes durch die Käseschmelze erzielt werden kann. Die Käseschmelze weist genügende elektrische Leitfähig- keit auf, so dass eine angemessene Erhitzung bzw. Aufrechterhaltung der Behandlungstemperatur von mindestens 140 C durch Anlegen einer Spannung von zum Beispiel etwa 110 Volt an zwei an den Kanalwänden gegenüberliegend angeordnete Elektroden möglich ist. Um mit einer niedrigen, ungefährlichen Spannung auszukommen bzw. eine bessere Erhitzung zu ermöglichen, könnte der Kanal auch mindestens stellenweise so flach ausgestaltet sein, dass der Elektrodenabstand relativ klein ausfällt.
Auch könnten über den Kanalquerschnitt verteilt mehrere Elektroden angeordnet sein, zwischen welchen je ein Teilstrom der Käseschmelze durchfliessen könnte und welche Elektroden abwechselnd auf einem relativ niedrigen Potential bzw. Erdpotential gehalten würden. Um Elektrolysewirkungen auszuschlie- ssen, wird vorzugsweise Wechselstrom verwendet, dessen Frequenz nötigenfalls über derjenigen des Industriewechselstromes liegt. Es ist möglich, die Erhitzung der Käseschmelze ausschliesslich durch einen sehr intensiven Stromdurchgang vorzunehmen.
Dieses Vorgehen hat den ganz erheblichen Vorteil, dass die Durchwärmung alle Masseteile der Schmelze mit Sicherheit gleichmässig erfolgt, das heisst, es können keine Massenteile überhitzt oder ungenügend erhitzt werden. Die vollständige oder zusätzliche elektrische Massenheizung der Käseschmelze gestattet eine leichtere und genauere Regulierung des Wassergehaltes des Endproduktes auf den gewünschten Wert.
Der genannte Kanal oder Durchgang kann natürlich jede beliebige Form aufweisen, wobei lediglich die Bedingung zu erfüllen ist, dass die Käseschmelze darin während mindestens 4 Sekunden auf eine Temperatur von mindestens 140 C erhitzt werden kann. Angestellte Versuche haben ergeben, dass sich mit dem Verfahren ein absolut keimfreies Produkt erzielen lässt. Bei Anwendung einer elektrischen Widerstandsheizung kann die keimtötende Wirkung der hohen Temperatur durch den direkten Stromdurchgang unterstützt werden.