DE102005044536A1

DE102005044536A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Keimreduzierung im Tandembetrieb

Info

Publication number: DE102005044536A1
Application number: DE200510044536
Authority: DE
Inventors: Peter Dieckmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-17
Filing date: 2005-09-17
Publication date: 2007-03-22
Also published as: WO2007031236A1; US20080299274A1; US8109209B2; EP1928272A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zur Reduzierung der Keimzahl von partikelförmigem Schüttgut, insbesondere von Gewürzen und Kräutern sowie anderen partikelförmigen Nahrungsmitteln, durch chargenweise Behandlung des Schüttguts mit heißem Dampf. Zur besseren Ausnutzung der im Dampf enthaltenden Wärmeenergie wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Schüttgut jeweils im Wechsel in zwei getrennten Kammern (6, 8) mit Dampf behandelt wird und dass nach der Behandlung des Schüttguts in einer Kammer (6 bzw. 8) ein Teil des in diese Kammer (6 bzw. 8) zugeführten Dampfs zur Vorwärmung des noch unbehandelten Schüttguts in der anderen Kammer (8 bzw. 6) in diese andere Kammer (8 bzw. 6) eingeleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung der Keimzahl von partikelförmigem Schüttgut, insbesondere von Gewürzen und Kräutern sowie anderen partikelförmigen Nahrungsmitteln, durch chargenweise Behandlung des Schüttguts mit heißem Dampf.

Aus der Europäischen Patentanmeldung EP 1 120 050 A2 des Anmelders ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei denen zur Reduzierung der Keimzahl eine Charge des Schüttguts in einem Behälter mit erhitztem Wasserdampf beaufschlagt wird. Nach Ablauf einer vorbestimmten, für die gewünschte Keimreduzierung erforderlichen Verweilzeit des Dampfs im Behälter wird bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung der Dampf aus dem Behälter abgelassen und entspannt. Die noch im Dampf enthaltene Wärmeenergie wird dabei an die Umgebung abgegeben.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die im Dampf enthaltene Wärmeenergie besser auszunutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Danach wird das Schüttgut jeweils im Wechsel in zwei getrennten Kammern mit Dampf behandelt, wobei ein Teil des nach Abschluss der Behandlung in einer Kammer verbleibenden Dampfs in die andere Kammer mit dem noch unbehandelten Schüttgut geleitet wird, vorzugsweise indem ein Absperrventil in einer zwischen den beiden Kammern angeordneten Verbindungsleitung geöffnet wird.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, nach dem Ende der Verweilzeit des Dampfs in der Kammer mit dem behandelten Schüttgut, das heißt nach dem Abschluss von dessen Keimreduzierungsbehandlung, die im Dampf enthaltene Restwärme zur Vorwärmung des noch unbehandelten Schüttguts in der anderen Kammer auszunutzen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeweils an der Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut ein Unterdruck angelegt wird, um die Luft aus der Kammer weitestgehend zu entfernen, bevor der Dampf aus der anderen Kammer eingeleitet wird. Dies hat zum einen zur Folge, dass beim Öffnen des Ventils in der Verbindungsleitung infolge des Druckunterschieds zwischen den Kammern Dampf aus der Kammer mit dem behandelten Schüttgut von selbst in die zuvor evakuierte Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut strömt. Zum anderen führt der Unterdruck in der Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut dazu, dass der aus der anderen Kammer einströmende Dampf an der Oberfläche der Partikel des Schüttguts kondensiert. Dabei wird ein Teil der im Dampf enthaltenen Wärmeenergie in Form von Kondensationswärme an den Partikeloberflächen freigesetzt, was zu einer schnellen oberflächlichen Aufheizung der Partikel und dadurch zur gewünschten Abtötung oberflächlich anhaftender Keime führt. Durch die Kondensation des Dampfs in der Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut kommt es darüber hinaus erst dann zu einem Druckausgleich zwischen den beiden Kammern, wenn bei gleicher Kammergröße etwa die Hälfte des Restdampfs aus der Kammer mit dem behandelten Schüttgut in die Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut überführt worden ist. Dadurch gelingt es, einen großen Teil der im Restdampf enthaltenen Wärme in die Kammer mit dem unbehandelten Schüttgut zu überführen und dort zur Vorwärmung zu nutzen.

Das Absperrventil in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Kammern bleibt zweckmäßig so lange geöffnet, bis sich ein Druckausgleich zwischen den Kammern eingestellt hat, und wird dann geschlossen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird anschließend aus einer externen Heißdampf quelle zusätzlicher Heiß- oder Frischdampf in die Kammer mit dem vorgewärmten unbehandelten Schüttgut zugeführt, wobei jedoch die Menge der erforderlichen Dampfs erheblich kleiner ist, als dies ohne die vorangehende Vorwärmung der Fall wäre.

Gleichzeitig wird ein Schüttgutauslass der Kammer mit dem behandelten Schüttgut geöffnet, um das warme Schüttgut aus der Kammer abzuführen.

Um insbesondere bei einer Behandlung von blättrigem oder pulverförmigem Schüttgut ein Zusammenbacken des letzteren zu vermeiden, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, die Kammern mit dem Schüttgut während der Behandlung mit dem Dampf und/oder während des Anlegens eines Unterdrucks in Schwingungen zu versetzen, vorzugsweise indem die Kammern als Freischwinger beweglich an Blattfedern aufgehängt und mit einem Schwingungserreger verbunden werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzige Zeichnungsfigur eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Keimreduzierung zeigt.
Wie in der Zeichnung vereinfacht dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Reduzierung der Keimzahl eines aus Gewürzen oder Kräutern bestehenden schüttfähigen bzw. pneumatisch förderbaren Produkts (nicht dargestellt) zwei nebeneinander angeordnete, durch eine Trennwand 4 getrennte druckdichte, wärmeisolierte Kammern 6, 8, die jeweils an ihrer Oberseite mit einem dicht verschließbaren Produkteinlass 10 bzw. 12 und an ihrer Unterseite mit einem dicht verschließbaren Produktauslass 14 bzw. 16 versehen sind. Die Vorrichtung 2 umfasst weiter einen Dampferzeuger 18, der durch eine erste Frischdampfleitung 20 mit der linken Kammer 6 und durch eine zweite Frischdampfleitung 22 mit der rechten Kammer 8 verbunden ist. Jede der beiden Frischdampfleitungen 20, 22 enthält ein Absperrventil 24 bzw. 26. Außerdem umfasst die Vorrichtung 2 eine Unterdruckquelle 28, die durch eine erste Unterdruckleitung 30 mit der linken Kammer 6 und durch eine zweite Unterdruckleitung 32 mit der rechten Kammer 8 verbunden ist. Jede der beiden Unterdruckleitungen 30, 32 enthält ein Absperrventil 34 bzw. 36. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 2 eine zwischen der linken und der rechten Kammer 6 bzw. 8 angeordnete Verbindungsleitung 38, die ebenfalls ein Absperrventil 40 enthält.
Die beiden Kammern 6, 8 können nebeneinander im Inneren eines an Blattfedern beweglich aufgehängten, als Freischwinger ausgebildeten Behälters (nicht dargestellt) angeordnet sein, der durch einen Schwingungserreger in horizontale Schwingungen versetzt wird, wie in der eingangs genannten EP 1 120 050 A2 des Anmelders beschrieben.
Zur Reduzierung der Keimzahl des schüttfähigen Produkts wird zuerst bei geschlossenem Produktauslass 14 eine Charge des Produkts durch den geöffneten Produkteinlass 10 in die linke Kammer 6 zugeführt und dann der Produkteinlass 10 geschlossen. Nachfolgend wird das Absperrventil 34 in der Unterdruckleitung 30 geöffnet, woraufhin der Unterdruck der Unterdruckquelle 28 an der Kammer 6 angelegt und dadurch die Luft weitestgehend aus der Kammer 6 abgesaugt wird. Nun wird das Absperrventil 34 geschlossen und anschließend das Absperrventil 24 in der Frischdampfleitung 20 geöffnet, um aus dem Dampferzeuger 18 heißen gesättigten Wasserdampf in die Kammer 6 zuzuführen. Ein Teil des zugeführten Heißdampfs kondensiert bei seinem Eintritt in die Kammer 6 infolge der Entspannung an der Oberfläche des Produkts, wodurch sich dieses durch die Kondensationswärme oberflächlich auf Temperaturen aufheizt, die eine sichere Abtötung anhaftender Keime bewirken.
Vor oder während der zur Keimreduzierung notwendigen, zuvor berechneten Verweilzeit des Dampfs in der linken Kammer 6 wird die rechte Kammer 8 durch den Produkteinlass 12 mit dem Produkt befüllt und nach dem Schließen des Produkteinlasses 12 ebenfalls ein Unterdruck an der Kammer 8 angelegt, indem das Absperrventil 36 in der Unterdruckleitung 32 geöffnet wird. Die Beschickung der Kammer 8 mit dem Produkt und die Beaufschlagung dieser Kammer 8 mit dem Unterdruck wird zeitlich so auf die Dampfbehandlung des Produkts in der linken Kammer 6 abgestimmt, dass die Luft aus der rechten Kammer 8 kurz vor dem Ende der vorgesehenen Verweilzeit des Dampfs in der linken Kammer 6 weitestgehend evakuiert ist und das Absperrventil 36 in der Unterdruckleitung 32 wieder geschlossen werden kann. Unmittelbar nach dem Ende der vorgesehenen Verweilzeit des Dampfs in der linken Kammer 6 wird dann das Absperrventil 40 in der Verbindungsleitung 38 geöffnet, so dass infolge der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 6, 8 Dampf aus der linken Kammer 6 in die rechte Kammer 8 strömt. Der in die Kammer 8 einströmende Dampf entspannt sich, wobei er teilweise an der Oberfläche des Produkts kondensiert und dort durch Kondensationswärme eine Aufheizung bewirkt. Infolge der Kondensation des Dampfs in der rechten Kammer 8 strömt weiter Dampf aus der linken Kammer 6 in die rechte Kammer 8 nach, so das bei gleicher Kammergröße ein Druckausgleich erst bei einem Druck erfolgt, der beträchtlich unterhalb des Dampfdrucks in der Kammer 6 beim Öffnen des Absperrventils 40 liegt. Dadurch gelingt es, einen verhältnismäßig großen Teil der Wärme des nach Ende der Verweilzeit in der Kammer 6 enthaltenen Restdampfs in die andere Kammer 8 zu überführen, um das noch unbehandelte Produkt in dieser Kammer 8 vorzuwärmen.
Sobald ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern 6, 8 hergestellt ist, wird das Absperrventil 40 in der Verbindungsleitung 38 geschlossen und anschließend der Produktauslass 14 der Kammer 6 geöffnet, um das erwärmte Produkt aus der Kammer 6 abzuführen. Gleichzeitig wird das Absperrventil 26 in der Frischdampfleitung 22 der Kammer 8 geöffnet, um in das vorgewärmte Produkt in der Kammer 8 zusätzlich soviel Heißdampf aus dem Dampferzeuger 18 zuzuführen, wie für eine ausreichende Keimreduzierung notwendig ist.
Die zuvor entleerte linke Kammer 6 wird nach einem Schließen des Produktauslasses 14 durch den geöffneten Produkteinlass 10 wieder mit Produkt befüllt und nach dem Schließen des Produkteinlasses 10 erneut evakuiert, wie oben bereits beschrieben. Nach dem Ende der vorgesehenen Verweilzeit des Dampfs in der rechten Kammer 8 kann dann das Absperrventil 40 wieder geöffnet werden, um diesmal einen Teil des Dampfs aus der rechten Kammer 8 mit dem gerade behandelten Produkt zur Vorwärmung des dem noch unbehandelten Produkts in der linken Kammer 6 in diese einzuleiten. Nach einem Druckausgleich wird das Absperrventil 40 erneut geschlossen und die rechte Kammer 8 durch den Produktauslass 16 entleert, während durch Öffnen des Absperrventils 24 zusätzlicher Frischdampf in die linke Kammer 6 zugeführt wird.
Dieser Vorgang wird zyklisch wiederholt, wobei die beiden Produkteinlässe 10, 12, die beiden Produktauslässe 14 und 16 sowie die Absperrventile 24, 26, 34, 36 und 40 mittels einer Steuerung (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von den genannten Randbedingungen geöffnet bzw. geschlossen werden.

Claims

verfahren zur Reduzierung der Keimzahl von partikelförmigem Schüttgut, insbesondere von Gewürzen und Kräutern sowie anderen partikelförmigen Nahrungsmitteln, durch chargenweise Behandlung des Schüttguts mit heißem Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut jeweils im Wechsel in zwei getrennten Kammern (6, 8) mit Dampf behandelt wird, und dass nach der Behandlung des Schüttguts in einer Kammer (6 bzw. 8) ein Teil des in diese Kammer (6 bzw. 8) zugeführten Dampfs in die andere Kammer (8 bzw. 6) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einleitung von Dampf aus einer Kammer (6 bzw. 8) in die andere Kammer (8 bzw. 6) ein Unterdruck an der anderen Kammer (8 bzw. 6) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass so lange Dampf aus der einen Kammer (6 bzw. 8) in die andere Kammer (8 bzw. 6) geleitet wird, bis zwischen den beiden Kammern (6, 8) ein Druckausgleich hergestellt ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einleitung von Dampf aus der einen Kammer (6 bzw. 8) in die andere Kammer (8 bzw. 6) zusätzlicher Dampf aus einer externen Dampfquelle (18) in die andere Kammer (8 bzw. 6) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (6, 8) mit dem Schüttgut während der Behandlung mit dem Dampf und/oder während des Anlegens eines Unterdrucks in Schwingungen versetzt wird.
Vorrichtung zur Reduzierung der Keimzahl von partikelförmigem Schüttgut, insbesondere von Gewürzen und Kräutern sowie anderen partikelförmigen Nahrungsmitteln, durch chargenweise Behandlung des Schüttguts mit heißem Dampf, gekennzeichnet durch zwei getrennte, chargenweise mit dem Schüttgut befüllbare und entleerbare Kammern (6, 8), die abwechselnd mit einer externen Dampfquelle (18) verbindbar sind, sowie durch eine zwischen den Kammern (6, 8) angeordnete verschließbare Verbindungsleitung (38) oder Verbindungsöffnung, durch die ein Teil des nach einer Behandlung des Schüttguts in einer Kammer (6 bzw. 8) in dieser Kammer (6 bzw. 8) zurückbleibenden Dampfs in die andere Kammer (8 bzw. 6) geleitet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (38) ein Absperrventil (40) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine abwechselnd mit den beiden Kammern (6, 8) verbindbare Unterdruckquelle.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit zur Steuerung der zeitliche Abfolge des Öffnens und Schließens von Schüttgut-Einlässen und Auslässen (10, 12; 14, 16) der Kammern (6, 8), von Absperrventilen (24, 26, 34, 36, 40) zwischen der Dampfquelle (18) bzw. der Unterdruckquelle (28) und den Kammern (6, 8) sowie in der Verbindungsleitung (38).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (6, 8) beweglich aufgehängt und mit einem Schwingungserreger verbunden sind.