Die Erfindung bezieht sich auf ein Trocknungsgerät zum Konservieren von Lebensmitteln, insbesondere von Früchten, Gemüsen, Pilzen und Kräutern, welches im Wesentlichen ein thermisch isolierendes Gehäuse mit einer verschliessbaren Türe, einen mit luftdurchlässigen Auflageflächen ausgestatteten Trockenraum, eine Eintrittsöffnung für Frischluft und einen von dieser \ffnung in den untersten Bereich des Trockenraums führenden Luftkanal mit einem Gebläse umfasst, wobei der Luftkanal und der Trockenraum ein geschlossenes Luftumlaufsystem bilden. Weiter betrifft die Erfindung Verfahren zum Entfeuchten, Dämpfen und Dörren sowie zum Dörren von Lebensmitteln mit dem Trocknungsgerät.
Insbesondere Früchte und Gemüse wurden schon in vorgeschichtlicher Zeit an der Sonne getrocknet und so für einen langen Winter haltbar gemacht. Später lernten unsere Vorfahren, die wärmende Energie des Feuers für das Trocknen einzusetzen, zuerst auf Herden, später in mehr oder weniger geschlossenen \fen. In Bauernhaushalten wird noch heute die in einem Kachelofen erzeugte Wärme für das Trocknen von Früchten und Gemüsen verwertet.
Mit der Aufnahme von gewerblichen Trocknungsverfahren wurden \fen mit durchlaufendem Luftstrom und/oder Absaugpumpen entwickelt. Es wurde stets nach Möglichkeiten zum Senken der Investitions- und Betriebskosten gesucht. So wird beispielsweise in der EP-A1 0 271 376 ein Ofen zur Behandlung von Früchten, insbesondere von Zwetschgen und Pflaumen, beschrieben, welcher einen Innenraum mit Mitteln zum Heizen und Einblasen von Luft umfasst. Je ein Luftvorhang auf der Eingangs- und Ausgangsseite bewirken eine vollständige Rückführung der Arbeitsluft, nachdem sie filtriert und an einer kalten Wand vom Dampf befreit worden ist.
Auf nicht mit einem Wasserentzug verbundene Konservierungsverfahren, wie das Tiefkühlen und die Zugabe von Chemikalien, wird hier nicht eingetreten.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Trocknungsgerät der eingangs genannten Art und Verfahren zu dessen Betrieb zu schaffen, welche die Investitions- und Betriebskosten im Verhältnis zum Ausstoss optimalisieren. Ein weitgehend naturgemässes Aussehen und ein unverfälschtes Aroma der getrockneten Lebensmittel sollen gewährleistet sein.
Bezüglich des Trocknungsgerätes wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Luftumlaufsystem eine einstellbare Eintrittsöffnung, eine integrierte Heizung, einen Kälteteil mit einem einstellbaren Bypass und ein Ablassventil umfasst. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen des Trocknungsgeräts sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
Das für gewerbliche Zwecke vorgesehene Trocknungsgerät zeichnet sich nicht nur durch geringe Investitionskosten und einen niedrigen Energieverbrauch aus, es ist kompakt ausgebildet und äusserst vielseitig einsetzbar.
In einem geschlossenen Luftumlaufsystem können Temperatur und Luftfeuchtigkeit eingestellt werden, bevor das Trocknungsgerät beschickt wird.
Das Trockengut hat in der Regel einen Restwassergehalt von höchstens etwa 10 Gew.-%, insbesondere zwischen 5 und 10 Gew.-%. Der Restwassergehalt ist jedoch stark produktabhängig, er kann bei getrockneten Bananen sehr hoch (etwa 20 Gew.-%), bei Schnitzen von Wassermelonen extrem tief (etwa 3 Gew.-%) liegen.
Die zu konservierenden Lebensmittel werden in an sich bekannter Weise ganz oder in Stücke aufgeteilt gedörrt oder getrocknet. So werden beispielsweise Kirschen ganz, Birnen und Zwetschgen halbiert, grössere Äpfel und Birnen geviertelt getrocknet.
Für die zu trocknenden Lebensmittel können folgende Beispiele erwähnt werden:
- Früchte: Äpfel, Birnen, Zwetschgen, Kirschen, Erdbeeren, Himbeeren, aber auch Ananas, Bananen, Melonen.
- Nüsse.
- Gemüse: Bohnen, Tomaten, Karotten, Sellerie, Spinat.
- Kräuter: Gewürze, Teeblätter, Heilkräuter.
- Verschiedenes: Fisch, Fleisch, Wurstwaren.
Für spezielle Verwendungszwecke kann das erfindungsgemässe Trocknungsgerät mit diversen, produktespezifischen Zusatzausrüstungen versehen sein, welche alle an sich bekannt sind:
- Pumpen zur Erzeugung eines Unter- oder Überdrucks für das Luftumlaufsystem,
- Injektoren für bakteriostatische Agenzien oder zusätzliche Geruchsstoffe, und
- Zuleitung einer speziellen, beispielsweise sauerstofffreien Atmosphäre.
Ein erstes Verfahren mit dem Trocknungsgerät dient dem Entfeuchten von Lebensmitteln. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Beschicken des Trocknungsgeräts mit frischen Lebensmitteln die Eintrittsöffnung für Frischluft verschlossen, mit dem Gebläse ein zirkulierender, erwärmter Luftstrom gebildet und der Kälteteil zeitverzögert eingeschaltet wird.
Vorzugsweise wird der Luftstrom durch die Abwärme des Kompressors für den Kälteteil auf höchstens 65 DEG C erwärmt und jeweils 5 bis 40 Vol.-% des zirkulierenden Luftstroms über den auf wenigstens etwa -10 DEG C abgekühlten Kälteteil geleitet.
Beim Entfeuchten, auch Dehydration bezeichnet, wird dem biologischen Material bei leicht erhöhter Temperatur Wasser entzogen, der Temperatureffekt wird durch einen über die Lebensmittelstücke geleiteten Luftstrom erhöht. Durch eine im Vergleich zu Normalbedingungen positive oder negative Druckdifferenz kann dieser Effekt verstärkt werden.
Die abgeschiedene Feuchtigkeit wird durch Umleiten eines verhältnismässig kleinen Teils der umlaufenden Luft über eine gekühlte Fläche entzogen. So kann die Wasserausfällung optimiert werden.
Bei gewerbsmässigem Betrieb dauert der Entfeuchtungsprozess in der Regel 3 bis 20 h, je nach Art und dem Volumen der zu entfeuchtenden Lebensmittel. Die Temperatur wird vorzugsweise nicht über etwa 50 DEG C erhöht. Bei einer Temperatur von über 50 DEG C kann eine Verfärbung eintreten, was zumindest die Attraktivität des Produktes vermindert.
Ein zweites Verfahren mit dem Trocknungsgerät dient dem Dämpfen und Dörren von Lebensmitteln, wobeil das vorstehend beschriebene Verfahren zum Entfeuchten angewendet wird. Das Verfahren zum Dämpfen und Dörren ist dadurch gekennzeichnet, dass
- nach dem Beschicken des Trocknungsgeräts mit frischen Lebensmitteln die Eintrittsöffnung für Frischluft verschlossen, während einer einstellbaren Zeitdauer die Heizung zur Erzeugung einer einstellbaren Dämpftemperatur und das Gebläse für den zirkulierenden Luftstrom ein geschaltet werden, wobei die Luftfeuchtigkeit ausschliesslich durch den verdampfenden Wassergehalt der Lebensmittel erzeugt wird,
- nach dem Dämpfen die Heizung ausgeschaltet, die Eintrittsöffnung für Frischluft dauernd oder intervallweise geöffnet und über das Auslassventil Dampf abgeblasen werden,
und
- nach dem Erreichen der Dörrtemperatur der vorstehend beschriebene Entfeuchtungszyklus eingeschaltet wird.
Dieses beispielsweise für ganze Bohnen und Birnen angewendete Verfahren entspricht im Wesentlichen dem an sich bekannten Erwellen im Wasser und dem anschliessenden Dörren. Während 5-60 min. wird eine Dämpftemperatur von 80-120 DEG C aufrecht erhalten, wobei der Dampf ausschliesslich aus den zu dörrenden Lebensmitteln stammt. Das abschliessende Dörren oder Trocknen erfolgt in einem Temperaturbereich von 30-90 DEG C.
Bei Bedarf kann der Dämpfvorgang auch wiederholt werden.
Ein drittes Verfahren mit einem Trocknungsgerät dient dem Dörren von Lebensmitteln. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass
- nach dem Beschicken des Trocknungsgeräts mit frischen Lebensmitteln die Eintrittsöffnung für Frischluft verschlossen, die Heizung zur Erzeugung einer einstellbaren Dörrtemperatur und das Gebläse für den zirkulierenden Luftstrom eingeschaltet werden,
- nach dem Erreichen eines einstellbaren, oberen Luftfeuchtigkeitsgehalts, spätestens jedoch nach einem ebenfalls einstellbaren Zeitintervall, die Eintrittsöffnung für Frischluft geöffnet und bis zum Erreichen eines unte ren Luftfeuchtigkeitsgehalts feuchte Luft ausgeblasen wird, und
- die Heizung abgestellt wird, wenn nach dem Schliessen der Eintrittsöffnung für Frischluft die Luftfeuchtigkeit während eines einstellbaren Zeitintervalls nicht mehr ansteigt.
Dieses Verfahren dient vor allem dem Dörren von Lebensmitteln, welche beim Beaufschlagen mit Heissluft ihre Poren verschliessen, wie beispielsweise Birnen. Die Dörrtemperatur liegt vorzugsweise bei etwa 90 DEG C. Das Ausblasen erfolgt zweckmässig beim Erreichen einer Luftfeuchtigkeit von 50 bis 70 Vol.-%, spätestens nach etwa 15 min. Das Ausblasen von feuchter Luft wird wieder abgebrochen, wenn ein unterer Luftfeuchtigkeitsgehalt von 10 bis 20 Vol. -% erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Ansprüchen sind, näher erläutert. Die auf geschnittenen Ansichten zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Trocknungsgerät,
Fig. 2 ein Trocknungsgerät mit Luftströmen beim Entfeuchten,
Fig. 3 eine Trocknungsgerät mit Luftströmen beim Dämpfen-Dörren, und
Fig. 4 ein Trocknungsgerät mit Luftströmen beim Ausblasen.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Trocknungsgerät 10 für Lebensmittel 12 ist als freistehender Apparat konzipiert und umfasst neben einem nicht dargestellten Traggerüst ein Gehäuse 14 aus Chromstahl. Eine das Gehäuse 14 vollständig umhüllende Aussenisolation 16 ist lediglich in einem Eckbereich angedeutet.
Als Kernstück umfasst das Trocknungsgerät 10 einen grossvolumigen Trockenraum 18. Auf Winkelstücken 20 sind luftdurchlässige Auflageflächen 22 mit den zu trocknenden Lebensmitteln 12 angeordnet. Die Auflageflächen sind in an sich bekannter Weise als Lochblech, Schlitzblech, Gitter, Rost oder dgl. ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind 12 Gitter aus Chromstahl eingelegt. Alle Materialien im Bereich des Trockenraums 18 haben die Lebensmittelvorschriften zu erfüllen.
Eine Eintrittsöffnung 24 für Frischluft 26 ist mit einem Deckel 28 verschliessbar. Die Position des Deckels 28 ist einstellbar. Ein an die Eintrittsöffnung 24 für Frischluft 26 anschliessender Rohrstutzen 30 führt zu einem Gebläse 32, welches die Luft in die absteigende Rohrleitung 34 eines Luftkanals 36 pumpt. In diesen Luftkanal 36 ist eine Heizung 38, im vorliegenden Fall eine elektrische Heizschlange, eingebaut.
Im unteren Bereich weitet sich der Luftkanal 36 auf und bildet eine Luftkammer 40, welche grossflächig in den Trockenraum 18 mündet. In dieser Luftkammer 40 ist ein luftdurchlässiger Kälteteil 42, ein Entfeuchter mit einer Kältemaschine und Kompressor, eingebaut. Dabei wird ein Bypass 44 gebildet, welcher mit einem Schliessorgan 46, beispielsweise ausgebildet als Ventil, Klappe oder Schieber, verschliessbar ist.
Über dem Trockenraum 18 ist eine Auslassöffnung 48 für die feuchte und/oder beladene Luft 50 angeordnet. Die Auslassöffnung 48 ist mit einem selbstregulierenden Ablassventil 52 verschliessbar. Das Ablassventil 52 ist beispielsweise eine Klappe, welche mit einer schwachen Feder und/oder der Gravitationskraft hinreichend verschliessbar ist.
Im Luftkanal 36 ist ein Wärmetauscher 54 angeordnet, welcher notwendigenfalls den Luftstrom kühlt.
Teilweise unterhalb dem Kälteteil 42 ist eine Auffangwanne 56 für die kondensierte Feuchtigkeit mit einem Ablauf 58 für das Kondenswasser angeordnet. Bei Kühltemperaturen über dem Gefrierpunkt läuft das Wasser kontinuierlich ab, bei einem auf Temperaturen unter dem Gefrierpunkt abgekühlten Kälteteil 42 taut das Eis beim Ausschalten des nicht dargestellten Kompressors der Kältemaschine ab.
Ein Messfühlerpaar 60 mit je einem Sensor für die Temperatur und den Feuchtigkeitsgehalt des Luftstroms erlaubt eine automatisierte Prozessregulierung. An den Stellen 62, 64 und an weiteren Orten können zusätzliche Messfühlerpaare 60 eingebaut sein. Diese sind mit einem Mikroprozessor 66 verbunden, welcher für einen karten- oder programmgesteuerten Ablauf aller Prozesse verantwortlich ist.
Eine verschliessbare \ffnung 68 im Trockenraum 18 erlaubt bei verschlossener Eintritts- und Auslassöffnung 24, 48 ein geschlossenes Luftumlaufsystem.
In Fig. 2 sind der Deckel 28 für die Eintrittsöffnung 24 und das Ablassventil 52 für die Auslassöffnung 48 geschlossen. Die \ffnung 68 zwischen dem Trockenraum 18 und dem Luftkanal 36 ist geöffnet. Beim Einschalten des Gebläses 32 entsteht ein zirkulierender Luftstrom 70.
Während dem Trocknen der auf den Auflageflächen 22 ausgelegten Lebensmittel 12 zirkuliert immer dieselbe Luft. Deshalb ist eine Behandlung der Lebensmittel 12 mit Säure, beispielsweise mit Zitronensäure, zum Oxidationsschutz nicht notwendig. Während dem Überströmen wird den Lebensmitteln Feuchtigkeit entzogen, welche auf dem Kälteteil 42 kondensiert und ausgeschieden wird. Das Schliessorgan 46, ein Bypassventil, bewirkt, dass nur ein kleiner Teil des zirkulierenden Luftstroms 70 über den Kälteteil strömt, beispielsweise 5 bis 40 Vol.-%. Dieser Teil des Luftstroms 70 wird praktisch vollständig entfeuchtet.
Mit der Abwärme eines Kompressors für die Kältemaschine eines auf etwa -10 DEG C gekühlten Kälteteil wird der zirkulierende Luftstrom auf etwa 40 bis 45 DEG C erwärmt, was den Trocknungsprozess beschleunigt. Erwärmte Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte.
Sobald die Feuchtigkeit im Trocknungsgerät unter den eingestellten Wert sinkt, beispielsweise 10 bis 20 Vol. -%, schaltet die Kältemaschine aus, um Energie zu sparen. Wenn die Luft wieder genügend Feuchtigkeit aufgenommen hat und den eingestellten Wert erreicht, schaltet die Kältemaschine wieder ein und bringt die Feuchtigkeit zum Kondensieren bzw. Einfrieren. Falls die Temperatur einmal über den Sollwert ansteigt, wird die Luft über den Wärmetauscher 54, welcher die überschüssige Wärme an die Umgebung abgibt, abgekühlt.
Der Entfeuchtungsprozess läuft weiter, bis der Luftstrom 70 während eines einstellbaren Zeitintervalls, beispielsweise etwa 15 min., keine Luftfeuchtigkeit mehr aufnimmt.
Im Kälteteil 42 ist das abtropfende Wasser 72 gezeigt, ebenso in der Auffangwanne 56 und nach dem Verlassen des Ablaufs 58. Nach dem Abstellen der Kältemaschine taut das ausgefrorene Wasser auf.
In Fig. 3 ist die Dämpfphase dargestellt. Wie in Fig. 2 erzeugt das Gebläse 32 bei geschlossener Eintrittsöffnung 24 und Auslassöffnung 48 einen zirkulierenden Luftstrom 70. Weil die Heizung 38 eingeschaltet und das Schliessorgan 46 des Bypasses 44 weit geöffnet ist, schliesst der zirkulierende Luftstrom 70 nicht durch den Kälteteil 42 und ist deshalb mit Dampf gesättigt.
Der zirkulierende Luftstrom 70 wird durch die Heizung 38 auf eine einstellbare Dämpftemperatur, beispielsweise 90- 110 DEG C, erhitzt und für eine vorausbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 5-60 min. auf dieser Temperatur gehalten. Die auf den Auflageflächen 22 ausgelegten Lebensmittel 12, im vorliegenden Fall Bohnen, geben dabei viel Feuchtigkeit in Form von Dampf an die heisse Luft ab. Diese reicht aus, um das zu dörrende Gut zu dämpfen. Sobald die Lebensmittel 12 hinreichend gedämpft sind, wird die Heizung 38 ausgeschaltet. Während dem Absinken der Temperatur wird laufend oder schrittweise feuchte Luft über die Auslassöffnung 48 ausgeblasen. Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 4 dargestellt. Der Deckel 28 wird soweit geöffnet, dass in vorausbestimmtem Masse und während der vorausbestimmten Zeit Frischluft 26 einströmen kann.
Das Gebläse 32 drückt die angesaugte Frischluft 26 über den Luftkanal 36 in den Trockenraum 18, wo ein Überdruck entsteht. Dadurch wird das Ablassventil 52 geöffnet, die überschüssige beladene Luft 50 kann entweichen.
Wenn die einstellbare Dörrtemperatur von beispielsweise etwa 90 DEG C erreicht ist, wird die Temperatur - gesteuert nach dem Feuchtigkeitsgehalt - auf etwa 40 DEG C hinuntergefahren, dann wird automatisch der Entfeuchtungszyklus gemäss Fig. 2 eingeschaltet.
Das Funktionsprinzip-Dörren, ohne vorhergehendes Dämpfen, wird beispielsweise für Früchte angewendet, welche beim Erwärmen ihre Poren schliessen. Dies ist beispielsweise bei Birnen der Fall. Nach dem Beschicken des Trocknungsgerätes 10 mit Lebensmitteln 12 erzeugt das Gebläse 32 einen zirkulierenden Luftstrom 70 gemäss Fig. 3. Die Luft wird dabei durch die Heizung 38 auf eine vorausbestimmte Dörrtemperatur von beispielsweise etwa 90 DEG C erhitzt und für die ganze Dörrzeit gehalten. Während dieser Zeit wird, sobald die relative Feuchtigkeit hoch ist, beispielsweise 50 bis 70 Vol.-%, ein Teil der heissen Luft durch das Ablassventil 52 ausgeblasen, bis eine relative Feuchtigkeit von beispielsweise 10 bis 20 Vol.-% erreicht ist.
Der Dörrprozess läuft, bis die Luft nach einem einstellbaren Zeitintervall, beispielsweise nach 15 min., keine Feuchtigkeit mehr aufnimmt, die Lebensmittel 12 haben die gewünschte Endfeuchte erreicht. Die Temperatur wird wieder der Umgebungstemperatur angeglichen.
The invention relates to a drying device for preserving food, in particular fruits, vegetables, mushrooms and herbs, which essentially comprises a thermally insulating housing with a closable door, a drying room equipped with air-permeable support surfaces, an inlet opening for fresh air and one of these. Includes opening in the lowest area of the drying room air duct with a fan, wherein the air duct and the drying room form a closed air circulation system. The invention further relates to methods for dehumidifying, steaming and drying and for drying food with the drying device.
Fruit and vegetables in particular have been dried in the sun since prehistoric times, making them durable for a long winter. Later our ancestors learned to use the warming energy of fire for drying, first on stoves, later in more or less closed \ windows. In farmhouses, the heat generated in a tiled stove is still used to dry fruits and vegetables.
With the inclusion of commercial drying processes, continuous airflow and / or suction pumps were developed. Opportunities to lower investment and operating costs were always sought. For example, EP-A1 0 271 376 describes an oven for treating fruits, in particular plums and plums, which comprises an interior with means for heating and blowing in air. An air curtain on each of the inlet and outlet sides ensures complete return of the working air after it has been filtered and steam has been removed on a cold wall.
Preservation methods that are not associated with dehydration, such as freezing and adding chemicals, are not dealt with here.
The inventor has set himself the task of creating a drying device of the type mentioned and methods for its operation, which optimize the investment and operating costs in relation to the output. A largely natural appearance and an unadulterated aroma of the dried food should be guaranteed.
With regard to the drying device, the object is achieved according to the invention in that the air circulation system comprises an adjustable inlet opening, an integrated heater, a refrigeration part with an adjustable bypass and a drain valve. Special and further developing embodiments of the drying device are the subject of dependent claims.
The drying device intended for commercial purposes is not only characterized by low investment costs and low energy consumption, it is compact and extremely versatile.
In a closed air circulation system, temperature and humidity can be set before the drying device is loaded.
The dry material generally has a residual water content of at most about 10% by weight, in particular between 5 and 10% by weight. However, the residual water content is highly product-dependent, it can be very high (about 20% by weight) for dried bananas, and extremely low (about 3% by weight) when carving watermelons.
The foods to be preserved are dried or dried in whole or in pieces in a manner known per se. For example, whole cherries, pears and plums are halved, and larger apples and pears are quartered dried.
The following examples can be mentioned for the food to be dried:
- Fruits: apples, pears, plums, cherries, strawberries, raspberries, but also pineapples, bananas, melons.
- Nuts.
- Vegetables: beans, tomatoes, carrots, celery, spinach.
- Herbs: spices, tea leaves, medicinal herbs.
- Various: fish, meat, sausages.
For special purposes, the drying device according to the invention can be provided with various, product-specific additional equipment, all of which are known per se:
- pumps for generating a negative or positive pressure for the air circulation system,
- injectors for bacteriostatic agents or additional odorants, and
- Supply of a special, for example oxygen-free atmosphere.
A first process with the drying device is used to dehumidify food. This is characterized by the fact that after the drying device is loaded with fresh food, the inlet opening for fresh air is closed, a circulating, heated air flow is formed with the blower, and the refrigeration part is switched on with a time delay.
The air flow is preferably heated to a maximum of 65 ° C. by the waste heat of the compressor for the refrigeration part, and 5 to 40% by volume of the circulating air flow is each conducted over the refrigeration part cooled to at least -10 ° C.
During dehumidification, also known as dehydration, water is extracted from the biological material at a slightly elevated temperature, the temperature effect is increased by an air flow passed over the food pieces. This effect can be intensified by a positive or negative pressure difference compared to normal conditions.
The separated moisture is extracted by redirecting a relatively small part of the circulating air over a cooled surface. In this way, water precipitation can be optimized.
In commercial operations, the dehumidification process usually takes 3 to 20 hours, depending on the type and volume of the food to be dehumidified. The temperature is preferably not raised above about 50 ° C. At a temperature of over 50 ° C, discoloration can occur, which at least reduces the attractiveness of the product.
A second method with the drying device is used for steaming and drying food, whereby the method described above is used for dehumidifying. The steaming and drying process is characterized in that
- After loading the drying device with fresh food, the inlet opening for fresh air is closed, the heating for generating an adjustable steam temperature and the blower for the circulating air flow are switched on for an adjustable period of time, the air humidity being generated exclusively by the evaporating water content of the food,
- after steaming, the heating is switched off, the inlet opening for fresh air is opened continuously or at intervals and steam is blown off via the outlet valve,
and
- After reaching the drying temperature the dehumidification cycle described above is switched on.
This process, which is used for whole beans and pears, for example, corresponds essentially to the well-known water heating and the subsequent drying. During 5-60 min. a steam temperature of 80-120 ° C is maintained, the steam coming exclusively from the food to be dried. The final drying or drying takes place in a temperature range of 30-90 ° C.
If necessary, the steaming process can also be repeated.
A third method with a drying device is used to dry food. This is characterized by the fact that
- After loading the drying device with fresh food, the inlet opening for fresh air is closed, the heating for generating an adjustable drying temperature and the blower for the circulating air flow are switched on,
- After reaching an adjustable, upper humidity level, but at the latest after an also adjustable time interval, the inlet opening for fresh air is opened and moist air is blown out until a lower humidity level is reached, and
- The heating is switched off if, after the inlet opening for fresh air has been closed, the air humidity no longer increases for an adjustable time interval.
This process is primarily used to dry food that closes its pores when exposed to hot air, such as pears. The drying temperature is preferably around 90 ° C. The blowing out is expediently carried out when an air humidity of 50 to 70% by volume is reached, at the latest after about 15 minutes. The blowing out of moist air is stopped again when a lower air humidity of 10 to 20 vol.% Is reached.
The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing, which are also the subject of dependent claims. The sectional views show schematically:
1 is a drying device,
2 a drying device with air streams when dehumidifying,
Fig. 3 is a drying device with air flows when steaming-drying, and
Fig. 4 is a drying device with air flows when blowing.
A drying device 10 for food 12 shown in FIG. 1 is designed as a free-standing apparatus and comprises a housing 14 made of chrome steel in addition to a support frame (not shown). An outer insulation 16 completely enveloping the housing 14 is only indicated in a corner region.
At the heart of the drying device 10 is a large-volume drying chamber 18. Air-permeable support surfaces 22 with the foodstuffs 12 to be dried are arranged on angle pieces 20. The contact surfaces are designed in a manner known per se as perforated plate, slotted plate, grid, grate or the like. In the present case there are 12 grids made of chrome steel. All materials in the area of the drying room 18 have to comply with the food regulations.
An inlet opening 24 for fresh air 26 can be closed with a cover 28. The position of the cover 28 is adjustable. A pipe socket 30 adjoining the inlet opening 24 for fresh air 26 leads to a blower 32 which pumps the air into the descending pipeline 34 of an air duct 36. A heater 38, in the present case an electrical heating coil, is installed in this air duct 36.
In the lower region, the air duct 36 widens and forms an air chamber 40 which opens out into the drying chamber 18 over a large area. An air-permeable refrigeration part 42, a dehumidifier with a refrigeration machine and a compressor, is installed in this air chamber 40. In this case, a bypass 44 is formed, which can be closed with a closing element 46, for example in the form of a valve, flap or slide.
An outlet opening 48 for the moist and / or laden air 50 is arranged above the drying chamber 18. The outlet opening 48 can be closed with a self-regulating drain valve 52. The drain valve 52 is, for example, a flap which can be adequately closed with a weak spring and / or the gravitational force.
A heat exchanger 54 is arranged in the air duct 36 and cools the air flow if necessary.
A collecting trough 56 for the condensed moisture with an outlet 58 for the condensed water is arranged partially below the cooling part 42. At cooling temperatures above the freezing point, the water runs off continuously, with a cooling part 42 cooled to temperatures below the freezing point, the ice defrosts when the compressor of the refrigeration machine, not shown, is switched off.
A pair of sensors 60, each with a sensor for the temperature and the moisture content of the air flow, allows automated process regulation. Additional pairs of sensors 60 may be installed at locations 62, 64 and at other locations. These are connected to a microprocessor 66, which is responsible for a card or program-controlled execution of all processes.
A closable opening 68 in the drying chamber 18 allows a closed air circulation system when the inlet and outlet openings 24, 48 are closed.
2, the cover 28 for the inlet opening 24 and the drain valve 52 for the outlet opening 48 are closed. The opening 68 between the drying chamber 18 and the air duct 36 is open. When the blower 32 is switched on, a circulating air flow 70 is created.
During the drying of the food 12 laid out on the support surfaces 22, the same air always circulates. Therefore, treatment of the food 12 with acid, for example with citric acid, is not necessary to protect against oxidation. During the overflow, moisture is removed from the foodstuffs, which is condensed and excreted on the refrigeration part 42. The closing member 46, a bypass valve, causes only a small part of the circulating air flow 70 to flow over the refrigeration part, for example 5 to 40% by volume. This part of the air flow 70 is practically completely dehumidified.
With the waste heat of a compressor for the refrigerating machine of a refrigeration part cooled to around -10 ° C, the circulating air flow is heated to around 40 to 45 ° C, which speeds up the drying process. Heated air can absorb more moisture than cold air.
As soon as the moisture in the drying device drops below the set value, for example 10 to 20 vol.%, The chiller switches off to save energy. When the air has absorbed enough moisture again and reaches the set value, the chiller switches on again and causes the moisture to condense or freeze. If the temperature rises above the setpoint, the air is cooled via the heat exchanger 54, which emits the excess heat to the environment.
The dehumidification process continues until the air flow 70 no longer picks up air humidity for an adjustable time interval, for example about 15 minutes.
The dripping water 72 is shown in the cooling part 42, likewise in the collecting trough 56 and after leaving the outlet 58. After the cooling machine has been switched off, the frozen water thaws.
3 shows the damping phase. As in FIG. 2, the blower 32 generates a circulating air flow 70 when the inlet opening 24 and outlet opening 48 are closed. Because the heater 38 is switched on and the closing element 46 of the bypass 44 is opened wide, the circulating air flow 70 does not close through the cooling part 42 and is therefore saturated with steam.
The circulating air stream 70 is heated by the heater 38 to an adjustable steam temperature, for example 90-110 ° C., and for a predetermined period of time, for example 5-60 min. kept at this temperature. The food 12 laid out on the support surfaces 22, in the present case beans, give off a lot of moisture in the form of steam to the hot air. This is sufficient to dampen the material to be dried. As soon as the food 12 has been sufficiently steamed, the heater 38 is switched off. As the temperature drops, moist air is continuously or gradually blown out through the outlet opening 48. This process step is shown in FIG. 4. The cover 28 is opened to such an extent that fresh air 26 can flow in to a predetermined extent and during the predetermined time.
The fan 32 presses the fresh air 26 drawn in via the air duct 36 into the drying chamber 18, where an overpressure is created. As a result, the drain valve 52 is opened, the excess laden air 50 can escape.
When the adjustable drying temperature of, for example, about 90 ° C. has been reached, the temperature - controlled according to the moisture content - is reduced to about 40 ° C., then the dehumidification cycle according to FIG. 2 is automatically switched on.
The drying principle, without previous steaming, is used, for example, for fruits that close their pores when heated. This is the case with pears, for example. After loading the drying device 10 with food 12, the blower 32 generates a circulating air flow 70 according to FIG. 3. The air is heated by the heater 38 to a predetermined drying temperature of, for example, about 90 ° C. and is held for the entire drying time. During this time, as soon as the relative humidity is high, for example 50 to 70% by volume, part of the hot air is blown out through the discharge valve 52 until a relative humidity of for example 10 to 20% by volume is reached.
The drying process runs until the air no longer absorbs moisture after an adjustable time interval, for example after 15 minutes, the food 12 has reached the desired final moisture. The temperature is adjusted to the ambient temperature again.