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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verpacken von Lebensmitteln in nicht formstabilen Verpackungseinheiten unter Schutzgas.
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Die Verpackung von Lebensmitteln unter Schutzgasatmosphäre (modifizierte Atmosphäre) ist ein seit langem bekanntes Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit oder zur Verbesserung der Qualität des verpackten Produkts. Durch die Verdrängung des Sauerstoffs aus der das Produkt umgebenden Atmosphäre unterdrücken Schutzgase die oxidativen Veränderungen an Lebensmitteln und die Aktivität von Mikroorganismen. Weiterhin können mit einer geeigneten Zusammensetzung der Schutzgasatmosphäre auch Qualitätsverbesserungen, wie beispielsweise eine bestimmte, erwünschte Oberflächenfärbung oder ein verbesserter Feuchtigkeitsgehalt des Produkts, erzielt werden. In der Regel erfolgt die Verpackung mit oder unter modifizierter Atmosphäre derart, dass in der Verpackungsmaschine, etwa einer Schlauchbeutelmaschine oder einer Absackmaschine, entweder das Verpacken des Produkts innerhalb einer Schutzgasatmosphäre erfolgt oder es wird die modifizierte Atmosphäre der Verpackungseinheit im Anschluss an das Produkt zugeführt, wobei eine in der Verpackungseinheit noch enthaltende Restatmosphäre verdrängt wird. Da die Verpackungseinheiten in der Regel nicht druckfest ausgebildet sind, erfolgt die Zuführung des Schutzgases meist mit einem Druck, der zumindest annähernd dem Umgebungsdruck entspricht.
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Bei der Verpackung von leicht zerbrechlichen Lebensmitteln, wie beispielsweise Knabbergebäck, Kartoffelchips, Getreide, Getreideprodukte u. dergl. in Verpackungseinheiten mit nicht formstabilen Wänden, wie z. B. Tüten, Beuteln aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Metallfolien kann mit Verpackung unter Schutzgasatmosphäre der gewünschte Effekt längerer Haltbarkeit problemlos erzielt werden; jedoch besteht das Problem, dass insbesondere dann, wenn die Produkte „warm” verpackt werden, also beim Verpacken eine Temperatur aufweisen, die oberhalb ihrer späteren Lagertemperatur liegt, sich der Druck der Schutzgasatmosphäre in der Verpackung mit der Abkühlung des Produkts verringert. In der Folge erscheinen die Produktverpackungen bereits kurze Zeit nach der Befüllung unansehnlich und die verpackten Produkte können leicht durch mechanische Einwirkungen beschädigt werden.
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Aus der
EP 1 723 036 B1 ist ein Verfahren zum Verpacken von Lebensmitteln in Verpackungseinheiten mit dehnbaren Wänden bekannt. Dabei werden die Verpackungseinheiten zunächst mit einem Schutzgas durchgespült, um Restsauerstoff aus der Verpackungseinheit zu entfernen. Anschließend wird die Verpackungseinheit mit dem Lebensmittelprodukt befüllt. In die mit dem Lebensmittelprodukt bereits befüllte Verpackungseinheit wird Schutzgas unter Überdruck eingefüllt, wobei die mit flexiblen Wänden ausgerüstete Verpackungseinheit über das für die spätere Lagerung angestrebte Volumen hinaus aufgebläht wird. Im Anschluss daran wird das Volumen der Verpackungseinheit durch Anlegen eines äußeren Drucks wieder etwas reduziert, wodurch abermals ein Spüleffekt erzielt wird, und die Verpackungseinheit wird gasdicht versiegelt. Nachteilig bei diesem Verpackungsverfahren ist die hohe mechanische Beanspruchung der Verpackungseinheit bei der Befüllprozedur, die die Wahl eines entsprechend widerstandskräftigen und damit teuren Verpackungsmaterials erfordert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein alternatives Verfahren zum Verpacken von Lebensmitteln in Gebinden mit nicht formstabilen Wänden anzugeben.
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Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verpacken von Lebensmitteln in nicht formstabilen Verpackungseinheiten unter Schutzgas zeichnet sich dadurch aus, dass eine Verpackungseinheit durch eine Füllöffnung mit einem Lebensmittelprodukt befüllt, nach der Befüllung mit dem Lebensmittelprodukt mit ihrer Füllöffnung im wesentlichen gasdicht an eine Schutzgasbefülleinrichtung angeschlossen und ein Schutzgas im kalten gasförmigen oder kälteverflüssigten Zustand in die Verpackungseinheit eingefüllt wird und anschließend die Verpackungseinheit gasdicht verschlossen wird.
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Als „kalter gasförmiger oder kälteverflüssigter Zustand” eines Gases soll hier ein Gas bzw. ein verflüssigtes Gas verstanden werden, dessen Temperatur beim Einfüllen in die Verpackungseinheit deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur (20°C) bzw. der für das zu verpackende Lebensmittelprodukt anvisierte Lagertemperatur liegt, falls eine Lagerung bei tieferen Temperaturen als Umgebungstemperatur, beispielsweise im Falle von Kühlkost (Lagertemperatur 2°C bis 8°C) oder Tiefkühlkost (Lagertemperatur unter –18°C), für wünschenswert oder notwendig erachtet wird. Als „nicht formstabile Verpackungseinheit” sollen Gebinde oder Behältnisse verstanden werden, die aus einem leicht verformbaren Material, wie beispielsweise PE- oder PP-Folien, Gummi, Metallfolien, u. dergl. bestehen und deren äußere Form nach der Verpackung somit im Wesentlichen durch ihren Inhalt bestimmt wird, wie etwa Tüten, Beutel u. dergl.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also nach oder während der Befüllung der Verpackungseinheit mit dem Lebensmittelprodukt in einer Schlauchbeutelmaschine oder einer Absackmaschine ein kaltes gasförmiges oder kälteverflüssigtes Schutzgas in die Verpackungseinheit eingefüllt und die Verpackungseinheit unmittelbar anschließend, zumindest noch vor der Angleichung der Temperatur des eingefüllten Schutzgases an die Umgebungs- oder Lagertemperatur, gasdicht verschlossen. Aufgrund des Umstandes, dass sich das Inertgas beim Erwärmen auf Umgebungs- bzw. Lagertemperatur ausdehnt, wird in der Verpackungseinheit ein leichter Überdruck von beispielsweise 10 bis 100 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck erzeugt, der die Verpackungseinheit zu einem prall gefüllten Behältnis aufbläht und dadurch zugleich dafür sorgt, dass die in der Verpackungseinheit enthaltenen Lebensmittel gegen mechanische Einwirkungen wie Stöße u. dergl. geschützt sind. Die Menge und/oder die Temperatur des zugeführten Schutzgases werden maßgeblich durch den anvisierten Enddruck in der Verpackungseinheit bei der jeweiligen Lagertemperatur bestimmt. Insbesondere muss bei Lebensmittelprodukten, die beim Einfüllen in die Verpackungseinheit eine Temperatur oberhalb der späteren Lagertemperatur aufweisen, dafür Sorge getragen werden, dass der Enddruck trotz der aufgrund der Abkühlung des Produkts in der geschlossenen Verpackung eintretenden Druckreduzierung ausreicht, um insgesamt einen leichten Überdruck in der Verpackungseinheit herzustellen.
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Besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Verpacken von festen oder pulverförmigen Lebensmittelprodukten, wie beispielweise Getreide- oder Getreideprodukte wie Reis, Zerealien, oder Knabbergebäck wie Kartoffelchips, Erdnüsse, Erdnussflips, etc. Insbesondere erweist sich die Erfindung als vorteilhaft für die Verpackung von Lebensmitteln, die leicht durch mechanische Einwirkungen zerbrochen werden können und dadurch eine erhebliche Qualitätseinbuße erleiden.
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Besonders ist die Erfindung für die Verpackung von Lebensmittelprodukten geeignet, die im noch warmen Zustand in die Verpackungseinheit eingefüllt werden, also mit einer Temperatur, die über der Umgebungstemperatur bzw. einer späteren Lagertemperatur liegt. Dies trifft insbesondere für Lebensmittelprodukte zu, die unmittelbar vor dem Verpacken durch ein Wärme erforderndes Verfahren hergestellt oder einer Wärmebehandlung unterzogen, beispielsweise gebraten, gebacken, geröstet oder gekocht wurden oder für Lebensmittelprodukte, die bei Umgebungstemperatur verpackt, anschließend jedoch bei tieferen Temperaturen, etwa als Kühlkost oder Tiefkühlkost gelagert werden. Die Temperatur des Lebensmittelprodukts unmittelbar vor dem Verpacken kann dabei beispielsweise 30°C bis 80°C oder darüber betragen, bevorzugt beträgt sie 45°C bis 55°C. Beim Einfüllen des Schutzgases wird in diesem Fall die Temperatur und/oder die Menge des Schutzgases derart bemessen, dass nach der Befüllung und nach Abkühlung des Lebensmittelprodukts auf Umgebungs- bzw. Lagertemperatur in der geschlossenen Verpackungseinheit immer noch ein Restüberdruck von beispielsweise 10 mbar aufrechterhalten wird. Dabei erfolgen bei der Erfindung die Abkühlung des eingefüllten Produkts und die Erwärmung des eingefüllten Schutzgases gleichzeitig. Weder muss also das Produkt eine lange Abkühlzeit vor dem Verpacken durchlaufen noch ist es erforderlich, das Schutzgas mit hohem, das Material der Verpackung stark beanspruchenden Überdruck einzufüllen, um die mit der Abkühlung des Produkts in der geschlossenen Verpackung einhergehende Druckverminderung zu kompensieren. Im Übrigen sollte bereits die Befüllung des Produkts unter Schutzgasatmosphäre erfolgen, um das Eindringen von Luftsauerstoff oder Feuchtigkeit in die Verpackungseinheit zu vermeiden.
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Als bevorzugtes Schutzgas kommt Stickstoff, Kohlendioxid, Stickoxid, ein Edelgas oder eine Mischung aus einem oder mehreren dieser Gase zum Einsatz.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Schutzgas bei der Befüllung der Verpackungseinheit eine Temperatur zwischen +5°C bis –150°C aufweist. Bei kälteunempfindlichen Lebensmittelprodukten kann auch ein kälteverflüssigtes Gas wie beispielsweise flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur von –196°C zum Einsatz kommen. Die Temperatur des Schutzgases wird dabei in einem der Fülleinrichtung vorgeschalteten Mischapparatur, etwa einem Kaltgasmischer eingestellt, in dem Gasströme unterschiedlicher Temperatur zusammengeführt werden. Vorteilhaft ist darüber hinaus eine Regelung, die das Mischungsverhältnis in der Mischapparatur laufend in Abhängigkeit von gemessenen Werten, beispielsweise der Temperatur des Schutzgases beim Austritt aus der Schutzgasbefülleinrichtung regelt.
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Bevorzugt sollte die Temperatur bzw. die Menge des eingefüllten Schutzgases so gewählt werden, dass nach dem Angleichen der Temperatur der Schutzgasatmosphäre an die Umgebungs- bzw. der für das verpackte Lebensmittelprodukt vorgesehenen Lagertemperatur ein Überdruck von 10 mbar bis 100 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck nicht überschritten wird. Dadurch kann auf das Vorsehen besonders druckstabiler Verpackungseinheiten verzichtet und damit die Kosten der Verpackung gesenkt werden.
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Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Zeichnung (1) zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Als Verpackungseinheit für ein Lebensmittelprodukt ist ein Behältnis mit nicht formstabilen, jedoch gasdichten Wänden vorgesehen. Beispielsweise handelt es sich bei der Verpackungseinheit um eine Tüte oder einen Beutel aus Kunststofffolie oder Metallfolie. Neben der Gasdichtigkeit soll die Verpackungseinheit so beschaffen sein, dass ein gewisser Überdruck in der gasdicht verschlossenen Verpackungseinheit von beispielsweise 10 bis 100 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck dauerhaft ausgehalten werden kann. Die Verpackungseinheit besitzt eine Füllöffnung, in die bei bestimmungsgemäßem Einsatz der Verpackungseinheit das Produkt eingefüllt wird und die im Anschluss an den Verpackungsvorgang gasdicht verschlossen werden kann.
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Nach einer Vorbehandlung in einer Vorbehandlungseinheit 1, bei dem es sich beispielsweise um eine Spülung mit Inertgas mit dem Ziel handeln kann, etwaig in der Verpackungseinheit vorliegende Umgebungsluft zumindest weitgehende zu beseitigen, wird die Verpackungseinheit einer Fülleinrichtung 2 zugeführt, in der ein Lebensmittelprodukt in die Verpackungseinheit über deren Füllöffnung eingefüllt wird. Als Lebensmittelprodukt mag im Ausführungsbeispiel ein Knabbergebäck, beispielsweise Kartoffelchips vorgesehen sein, das vor dem Verpacken einem Wärme zuführenden Herstellungsprozess unterzogen wurde und noch eine Temperatur aufweist, die deutlich über der Umgebungstemperatur liegt, beispielsweise beträgt die Temperatur des Lebensmittelprodukts unmittelbar vor dem Einfüllen 40°C bis 50°C. Zweckmäßigerweise erfolgt die Befüllung dabei unter Schutzgasatmosphäre, um zu verhindern, dass zugleich mit dem Produkt Umgebungsatmosphäre oder Feuchtigkeit in die Verpackungseinheit eindringt.
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Im Anschluss an die Produkt-Befüllung in der Fülleinrichtung 2 wird die Verpackungseinheit an eine Fülleinrichtung 3 im Wesentlichen gasdicht angeschlossen. In der Fülleinrichtung 3 erfolgt die Befüllung der Verpackungseinheit mit einem kalten gasförmigen oder kälteverflüssigten Schutzgas, im Ausführungsbeispiel mit Stickstoff. Das zugeführte Schutzgas weist bei seiner Befüllung eine Temperatur auf, die unterhalb der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur einer späteren Lagerung liegt. Um das Schutzgas auf eine definierte, tiefe Temperatur zu bringen, wird in an sich bekannter Weise in einer Mischapparatur, im Ausführungsbeispiel ein Kaltgasmischer 4, kaltes Stickstoffgas mit einer Temperatur von beispielsweise minus 180°C mit warmer, bei Umgebungstemperatur (20°C) vorliegendem Stickstoffgas vermischt, um Stickstoff einer gewünschten Temperatur, beispielsweise von 0°C bis 5°C zu erhalten. Die entsprechende Temperatur des Schutzgases wird über eine Regelungsautomatik 5 durch Beeinflussung der Mengenströme des zugeführten kalten bzw. warmen Stickstoffs während des Verpackungsprozesses geregelt.
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In einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsform ist es im Rahmen der Erfindung auch vorstellbar, dass die Produkt-Fülleinrichtung 2 in der Schutzgas-Fülleinrichtung derart integriert ist, dass die Befüllung mit dem Produkt und dem Schutzgas gleichzeitig erfolgt.
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Unmittelbar nach der Schutzgas-Befüllung wird die Verpackungseinheit in einer Versiegelungseinrichtung 6 gasdicht verschlossen. Bei der anschließenden Erwärmung des in der verschlossenen Verpackungseinheit befindlichen Schutzgases auf Umgebungs- bzw. Lagertemperatur bildet sich ein leichter Überdruck innerhalb der Verpackungseinheit gegenüber dem Umgebungsdruck aus. Die Verpackungseinheit wird dadurch prall mit Schutzgas gefüllt, wodurch nicht nur ein optisch ansprechender Effekt erzielt, sondern darüber hinaus das Produkt im Innern der Verpackungseinheit gegen Stöße oder andere mechanische Belastungen geschützt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorbehandlungseinheit
- 2
- Fülleinrichtung (für Produkt)
- 3
- Fülleinrichtung (für Schutzgas)
- 4
- Kaltgasmischer
- 5
- Regelungsautomatik
- 6
- Versiegelungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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