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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln.
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Aus der älteren, nachveröffentlichten
Druckschrift
DE 101
23 833 C1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche zum Abkühlen von
Lebensmitteln dient und ein Düsensystem
zur Erzeugung von Flüssigkeitsnebel
aufweist. Das Düsensystem
weist wenigstens eine Düse
zur Erzeugung eines auf die Lebensmittel gerichteten Flüssigkeitsnebelstrahls
auf, so dass die Oberflächen
der Lebensmittel mit dem Flüssigkeitsnebel
benetzt sind. Durch Verdampfen des Flüssigkeitsnebels werden die
Lebensmittel von einer Eingangstemperatur auf eine unterhalb der
Eingangstemperatur liegende Ausgangstemperatur abgekühlt.
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Die Vorrichtung gemäß der
DE 101 23 833 C1 eignet
sich zum Abkühlen
durch Duschen von Lebensmitteln aller Art, die in Umverpackungen
wie zum Beispiel Folien, Naturdärmen
oder Kunstdärmen abgepackt
sind. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zum Abkühlen von
Würsten.
Der die Lebensmittel, insbesondere die Würste umgebende feine Flüssigkeitsnebel
verdunstet sofort an der Oberfläche
der Lebensmittel. Durch die dabei frei werdende Verdunstungskälte werden
die Lebensmittel effizient und gleichmäßig abgekühlt.
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Zur Erzielung des gewünschten
Abkühleffekts
wird als Flüssigkeit
zur Generierung des Flüssigkeitsnebels
vorzugsweise Wasser, insbesondere Leitungswasser verwendet.
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Aus der
FR 2 552 634 A1 ist ein
Verfahren zur Kühlung
einer Sterilisationsvorrichtung bekannt. Der Sterilisationsvorrichtung
ist ein Heizkreislauf und Kältekreislauf
zugeordnet, die über
einen Wärmetauscher
gekoppelt sind. In die Sterilisationsvorrichtung wird eine Flüssigkeit
eingeführt,
mit der die zu sterilisierenden Produkte beaufschlagt werden.
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Die
DE 691 21 409 T2 betrifft ein Retortensterilisiergerät, bei welchem
mittels Sprüheinheiten Heißwasser
oder Kühlwasser
in einen Behälter
eingeleitet wird, in dem sich zu sterilisierende Produkte befinden.
Das Heißwasser
und das Kühlwasser
werden in einem geschlossenen Rückgewinnungskreislauf
mit einem Wärmetauscher
geführt.
Die Sprüheinheiten
weisen Sprühdüsen auf,
mit welchen Heißwasser
oder Kaltwasser in den Behälter
eingerieselt wird. In Abstand zu den Sprühdüsen befinden sich ein Einlass,
mit dem Druckluft in den Behälter
eingeführt
wird. Mit der Druckluft wird ein Verdampfen des eingeleiteten Wassers
verhindert.
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Die
EP 1 116 664 A1 betrifft ein System zum Sterilisieren
von Lebensmitteln. Die Sterilisations-Flüssigkeit wird dabei über Düsen in einen
Raum eingeleitet, in welchem die Lebensmittel gelagert sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, durch welche eine
möglichst
rationelle Erhitzung von Lebensmitteln ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die
Merkmale der Ansprüche
1 und 9 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit
darin, Lebensmittel, insbesondere Würste, mittels heißen Flüssigkeitsnebels
zu erhitzen und vorzugsweise zu kochen.
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Durch den fein verteilten Flüssigkeitsnebel bei
einer Temperatur von wenigstens 80°C wird ein unmittelbarer, effizienter
Kontakt des Wärmemediums
mit den zu erhitzenden Lebensmitteln erzielt.
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Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch
die Verwendung von Wassernebel nur ein äußerst geringer Wasserverbrauch
zum Aufheizen der Lebensmittel anfällt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
arbeitet somit ohne aufwendige Rückgewinnungsanlagen.
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Zur Erzeugung eines möglichst
feinen Wassernebels ist ein Düsensystem
mit Düsen
vorgesehen, welchen zugleich Wasser und Druckluft zugeführt wird.
Damit tritt an einer ersten Düsenaustrittsöffnung einer
Düse ein
beschleunigter Wassernebelstrahl aus, der auf die Lebensmittel gerichtet
wird. Um die Tröpfchen
im Wassernebelstrahl weiter zu zerkleinern, sind an den Düsen zweite
Düsenaustrittsöffnungen
vorgesehen, über
welche Druckluft in den Wassernebelstrahl eingeleitet wird, wodurch
die Tröpfchen
im Wassernebelstrahl zerplatzen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung erfolgt das Erhitzen der Lebensmittel in einer Heizzone,
die wenigstens abschnittsweise durch Heizplatten begrenzt ist. Die
Heizzone ist dabei so bemessen, dass sich der Flüssigkeitsnebel vollständig über die
Heizzone erstreckt. Dadurch ist gewährleistet, dass die von den
Heizplatten generierte Wärme über den
Flüssigkeitsnebel
auf die Lebensmittel übertragen
wird.
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Damit können die Lebensmittel auch
mit äußerst geringen
Wassermengen von einer Eingangstemperatur auf eine zu erzielende
Ausgangstemperatur erhitzt werden.
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Besonders vorteilhaft werden die
Lebensmittel mit einem Flüssigkeitsnebel
geduscht, welcher Desinfektionsmittel enthält. Vorzugsweise wird als Flüssig keit
zum Erhitzen der Lebensmittel Wasser verwendet, welchem Desinfektionsmittel
beigemischt werden. Ein wesentlicher Vorteil hierbei besteht darin,
dass durch die Beaufschlagung der Lebensmittel mit Desinfektionsmittel
in Form eines feinen, dichten Nebels nicht nur eine vollständige Benetzung
der Oberfläche
der Lebensmittel erzielt wird. Vielmehr wird auch eine gute Tiefenwirkung
des Desinfektionsmittels erhalten, da der dichte Nebel in das Innere
der Lebensmittel gut eindringt.
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Die Erfindung wird im nachstehenden
anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1:
Schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung
zum Erhitzen Würsten
mit einem Düsensystem.
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2:
Aufbau einer Düse
des Düsensystems
gemäß 1.
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3 :
Draufsicht auf eine weitere Vorrichtung zum Erhitzen von Würsten.
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4:
Rohrsystem für
eine Heizvorrichtung oder für
eine Heizplatte zum Erhitzen von Wasser.
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5:
Querschnitt durch ein Heizrohr des Rohrsystems gemäß 5.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln, die im vorliegenden
Fall von Würsten
gebildet sind. Die Vorrichtung ist Bestandteil einer nicht dargestellten
Anlage zur Herstellung von Würsten 1.
Die Anlage umfasst eine Füllmaschine,
in welcher die Würste 1 in
Endlosdärme
abgefüllt
und an ihren Enden abgedreht werden. Zudem umfasst die Anlage eine
Vereinzelungseinrichtung zum Verschweißen und Vereinzeln der Würste 1.
Schließlich
werden die Würste 1 in
einer Pasteurisierungsanlage pasteurisiert.
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Die pasteurisierten Würste 1 werden
der Vorrichtung zum Erhitzen von Würsten 1 zugeführt, welche
vorzugsweise in einem nicht dargestellten geschlossenen Raum angeordnet
ist. Dabei werden die Würste 1 mit
einem Wassernebel beaufschlagt, dessen Temperatur etwa 80°C beträgt. Insbesondere kann
auch ein Kochen der Würste 1 erfolgen.
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Prinzipiell können die Würste 1 kontinuierlich durch
die Vorrichtung gefördert
werden. Im vorliegenden Fall werden die Würste 1 auf Wagen 2 gelagert, die
zur Durchführung
des Erhitzungsvorgangs stationär
in dem jeweiligen Raum angeordnet sind.
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Die in 1 dargestellte
Vorrichtung zum Erhitzen von Würsten 1 weist
ein Düsensystem
mit einer Vielzahl von Düsen 3 auf.
Die Düsen 3 sind
an zwei rahmenförmigen
Halterungen 4 montiert, die in Abstand gegenüberliegend
angeordnet sind. Jede Halterung 4 umschließt eine
rechteckförmige
Fläche, über welche
die Düsen 3 gleichmäßig verteilt
sind. Die so ausgebildeten Halterungen 4 begrenzen eine Heizzone,
welche mittels einer nicht dargestellten Heizzone beheizt wird und
in welcher der Wagen 2 mit den Würsten 1 angeordnet
ist. Die Bauhöhen
der Halterungen 4 sind an die Höhen der Wagen 2 angepasst.
Prinzipiell kann die Heizzone so dimensioniert sein, dass mehrere
Wagen 2 in der Heizzone platziert werden können. Alternativ
oder zusätzlich
können auch
Mehrfachanordnungen von Heizzonen vorgesehen sein.
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Mittels der Düsen 3 wird ein Wassernebel
erzeugt, welcher vorzugsweise die gesamte Heizzone ausfüllt. Die
einzelnen Düsen 3 generieren
dabei Wassernebelstrahlen 5, die auf die Würste 1 gerichtet
sind. Dabei benetzt der Wassernebel die Oberflächen der Würste 1. Prinzipiell
kann mittels der Düsen 3 auch
ein Flüssigkeitsnebel
erzeugt werden, der Desinfektionsmittel enthält.
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Zur Zuführung von Wärme in die Heizzone ist oberhalb
des Wagens 2 wenigstens ein Heißluftgebläse 6 vorgesehen. Dadurch
wird die Erhitzung der Würste 1 unterstützt.
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Die Düsen 3 des Düsensystems
sind identisch ausgebildet. Der Aufbau einer derartigen Düse 3 ist
in 2 schematisch dargestellt.
Die Düse 3 weist
eine erste Düsenaustrittsöffnung 7 auf, über welche
der Wassernebelstrahl 5 austritt. Zur Generierung des Wassernebels
weisen die Düsen 3 des Düsensystems
jeweils einen nicht dargestellten Wasseranschluss und einen Druckluftanschluss
auf. Über den
Druckluftanschluss wird den Düsen 3 Druckluft mit
einem Druck von 5 bar bis 7 bar, vorzugsweise 6 bar, zugeführt. Gleichzeitig
wird den Düsen 3 über den
Wasseranschluss Wasser zugeführt.
In der Düse 3 wird
das Wasser mit der Druckluft vermischt. Durch den hohen Druck der
Druckluft wird die Luft mit dem Wasser zu einem feinen Nebel vermischt
und als Wassernebelstrahl 5 aus der ersten Düsenaustrittsöffnung 7 ausgeleitet.
Vorzugsweise ist der Wassernebelstrahl 5 aufgefächert, so
dass dieser ein möglichst
großes
Volumenelement ausfüllt.
Dabei ist jedoch die Größe der Düsenaustrittsöffnung 7 so
klein gewählt,
dass der Wassernebelstrahl 5 mit hoher Beschleunigung aus
der Düse 3 austritt.
Bevorzugt liegt der Durchmesser der ersten Düsenaustrittsöffnung 7 im
Bereich von 0,3 mm bis 2 mm.
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Zusätzlich zu der ersten Düsenaustrittsöffnung 7 weist
jede Düse 3 zwei
weitere zweite Düsenaustrittsöffnungen 8 auf.
Jeweils eine zweite Düsenaustrittsöffnung 8 liegt
oberhalb beziehungsweise unterhalb der ersten Düsenaustrittsöffnung 7.
Die Durchmesser der zweiten Düsenaustrittsöffnungen 8 sind
identisch ausgebildet und zudem erheblich kleiner als der Durchmesser
der ersten Düsenaustrittsöffnung 7.
Typischerweise betragen die Durchmesser der zweiten Düsenaustrittsöffnungen 8 etwa
20% bis 60% des Durchmessers der ersten Düsenaustrittsöffnung 7.
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Über
einen weiteren nicht dargestellten Druckluftanschluss wird Druckluft
in der Düse 3 geführt und über die
beiden zweiten Düsenaustrittsöffnungen 8 ausgeführt. Die
so erzeugten Druckluftstrahlen 9 sind im Bereich der ersten
Düsenaustrittsöffnungen 7 auf
den dort ausgeleiteten Wassernebelstrahl 5 gerichtet. Durch
die Druckluftstrahlen 9 wird bewirkt, dass die Tröpfchen im
Wassernebelstrahl 5 zu feinsten Wassertröpfchen zerplatzen.
Dadurch wird mit der Düse 3 ein
besonders feiner Wassernebel erhalten.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In diesem Fall ist die Heizzone, in welchem ein Wagen 2 mit
Würsten 1 platziert
wird, von zwei Heizplatten 15 begrenzt.
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Die identisch ausgebildeten Heizplatten 15 weisen
eine rechteckige Kontur auf und begrenzen die Heizzone seitlich.
Die Oberflächen
der Heizzonen verlaufen in einer vertikalen Ebene. Die Bauhöhen der
Heizplatten 15 sind an die Höhen der Wagen 2 angepasst.
Die Düsen 3 des
Düsensystems
sind in die Heizplatten 15 integriert.
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In jeder Heizplatte 15 verlaufen
Rohre 16, 17 in vertikaler Richtung, wobei in
den ersten Rohren 16 die Düsen 3 angeordnet sind.
In diesen Rohren 16 wird erhitztes Wasser den einzelnen
Düsen 3 zugeführt. In
zweiten Rohren 17 wird erhitztes Wasser zur Beheizung der
Heizzone geführt.
Die ersten und zweiten Rohre 16, 17 sind im vorliegenden
Fall alternierend angeordnet.
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An die Rückseite jeder Heizplatte 15 schließt eine
Isolatorplatte 14' an.
Jede Isolatorplatte 14' weist
im Wesentlichen dieselbe Fläche
wie eine Heizplatte 15 auf und besteht aus aufgeschäumtem Kunststoff
und dergleichen.
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Mit den Düsen 3 des Düsensystems
werden Wassernebelstrahlen 5 erzeugt, die wiederum auf den
Wagen 2 gerichtet sind, so dass die dort angeordneten Würste 1 vollständig mit
Wassernebel benetzt werden und dadurch erhitzt wer den. Der Heizeffekt
wird durch die Heizplatten 15 verstärkt, welche die Heizzone aufheizen.
Da der Raum der Heizzone vollständig
mit Wassernebel erfüllt
ist, findet durch diesen Wassernebel eine effiziente Übertragung
der in den Heizplatten 15 erzeugten Wärme auf die Würste 1 in
der Heizzone statt. Durch die Isolatorplatten 14' wird ein Entweichen
der Wärme
aus der Heizzone verhindert.
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4 zeigt
ein Rohrsystem 18 zur Erhitzung von Wasser, welches Bestandteil
der Heizplatten 15 gemäß 3 ist und/oder eine Heizvorrichtung
bildet, welche zum Erhitzen von Wasser dient, das den Düsen 3 des
Düsensystems
zugeführt
wird.
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Das Rohrsystem 18 weist
ein Heizrohr 19 auf, welches in horizontaler Richtung am
unteren Rand des Rohrsystems 18 verläuft. In diesem Heizrohr 19 wird
das dort enthaltene Wasser aufgeheizt. Das so erhitzte Wasser wird über erste
Rohre 17, welche Steigrohre bilden innerhalb des Rohrsystems 18 nach
oben geführt.
Hierfür
können
nicht dargestellte Pumpen eingesetzt werden.
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Über
ein horizontal verlaufendes Verbindungsrohr 20 kann dann
abgekühltes
Wasser über zweite
Rohre 17',
welche Fallrohre bilden, zurück zum
Heizrohr 19 fließen.
Dort wird das Wasser von neuem beheizt.
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5 zeigt
den Querschnitt eines Heizrohres 19. Das Heizrohr 19 weist
einen Außenmantel 21 und
eine Innenmantel 22 auf.
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Der Innenmantel 22 begrenzt
einen Hohlraum, in welchem das zu erhitzende Wasser geführt wird.
In dem Zwischenraum zwischen dem Außenmantel 21 und dem
Innenmantel 22 ist eine Heizspirale 23 zur Aufheizung
des Wassers eingebracht. Der Innenmantel 22 weist eine
hohe Wärmeleitfähigkeit auf,
so dass eine gute Wärmeübertragung
auf das zu beheizende Wasser gewährleistet
ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
bilden die Steigrohre des Rohrsystems 18 die Rohre 17 zur Beheizung
der Heizplatten 15 gemäß 3. Die Rohre 16 der
Heizplatten 15, die zur Zuführung des heißen Duschwassers
zu den Düsen 3 des
Düsensystems
dienen, sind dann Bestandteil eines weiteren Rohrsystems 18.
Alternativ kann zur Führung
von Wasser in den Rohren 16 und 17 der Heizplatten 15 auch
jeweils ein gemeinsames Rohrsystem 18 vorgesehen sein.
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- 1
- Würste
- 2
- Wagen
- 3
- Düsen
- 4
- Halterungen
- 5
- Wassernebelstrahlen
- 6
- Heißluftgebläse
- 7
- Erste
Düsenaustrittsöffnung
- 8
- Zweite
Düsenaustrittsöffnung
- 9
- Druckluftstrahlen
- 15
- Heizplatten
- 16
- Rohre
- 17
- Rohre
- 17'
- Rohre
- 18
- Rohrsystem
- 19
- Heizrohr
- 20
- Verbindungsrohr
- 21
- Außenmantel
- 22
- Innenmantel
- 23
- Heizspirale