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Die Erfindung betrifft eine Erhitzungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Erhitzungsverfahren zum Erhitzen von Gegenständen, insbesondere Lebensmitteln, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Die Druckschrift
DE 22 28 564 A1 offenbart ein Fördersystem für Gargut, wobei das Fördersystem mittels Mitnehmern das Gargut schonend durch ein Wasserbad fördert, um Bruchverluste des Garguts zu vermeiden.
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Aus dem Dokument
DE 25 21 808 C2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Milchprodukten in Behältnissen bekannt. Bei diesem Verfahren werden mehrere Behältnisse einander benachbart auf einem Träger angeordnet und mit diesem zu einer Einheit zusammengefasst. Diese Einheiten werden in einem erhitzten Fluid einer Verweilzeit ausgesetzt.
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Das Dokument
US 5,134,927 A beschreibt einen Dampfgarer, in dem eine Trommel vorgesehen ist, in die das Gargut eingebracht wird. Diese Trommel läuft in einem Gehäuse, in das Heißluft oder Dampf eingebracht wird. Nach Erreichen der gewünschten Garzeit wird der Prozess gestoppt, das Gerät geöffnet und das Gargut aus der Trommel entfernt.
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Das Dokument
WO 2006/000703 A1 zeigt eine Garvorrichtung bei der mittels eines erhitzten Fluids, in die das Gargut eingebracht wird, das Gargut gegart wird. Zur Aufnahme des Garguts ist ein käfigartiger Behälter vorgesehen, der mindestens zwei Öffnungen aufweist, durch welche er von dem Fluid durchströmt werden kann. Mittels einer Bewegungseinrichtung wird eine Relativbewegung zwischen Behälter und Fluid erzeugt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein gleichmäßigeres Erhitzen von Gegenständen, insbesondere Lebensmitteln, zu erreichen. Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung nach dem Anspruch 1 und mittels eines Verfahrens nach dem Anspruch 7 gelöst.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Vorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme zumindest eines Gegenstands vorgesehen. Diese Vorrichtung weist eine Wanne auf, die ein erhitztes Fluid aufnimmt, wobei in dieser Wanne zumindest ein käfigartiger Behälter zur Aufnahme des Gegenstands angeordnet ist, der mindestens zwei Öffnungen aufweist, durch welche er von dem Fluid durchströmt werden kann. Mittels einer Bewegungseinrichtung wird eine Relativbewegung zwischen Behälter und Fluid erzeugt, wobei eine mit dem Innenraum der Wanne verbundene Leitung vorgesehen ist, durch die Fluid zirkuliert wird, so dass Fluid durch den Innenraum der Wanne strömt und durch die Leitung zurückströmt. Hierdurch ergibt sich eine weitgehend laminare Strömung in der Wanne, die mittels eines im Bereich der Öffnung des Behälters angeordneten Leitkörpers verwirbelt wird, so dass im Behälter eine turbulente Fluidströmung erzeugt wird.
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Ein derartiger Behälter erzeugt eine Durchwirbelung des Gegenstands innerhalb des Behälters, um dadurch ein besonders gleichmäßiges Erwärmen zu erreichen. Vorzugsweise wird eine frontal auf die Querschnittsfläche der Öffnung treffende laminare Strömung angenommen. Dem steht aber nicht entgegen, dass eine bereits turbulente Strömung mittels des mindestens einen Leitkörpers zum Inneren des Behälters verstärkt oder verändert wird. Mit dem Leitkörper soll also im Inneren des Behälters eine turbulente Strömung gewährleistet werden, die den zu erhitzenden Gegenstand mitnimmt und zu einem gleichmäßigen Erhitzen führt. Entscheidend ist dabei, dass der Leitkörper so angeordnet ist, dass sich die gewünschte Turbulenz im Behälter einstellt. Der Leitkörper kann hierzu vor der Öffnung, in der Öffnung oder auch etwas hinter der Öffnung vorgesehen sein. Vorteilhaft ist der Leitkörper als Leitblech ausgebildet, das so angestellt ist, dass sich eine entsprechende turbulente Strömung ergibt. Es sind aber auch weitere abweichende Gestaltungen des Leitkörpers denkbar. Der Leitkörper könnte eine oder mehrere Düsen aufweisen, oder mehrere Leitbleche, die zu chaotischen Strömungen innerhalb des Behälters führen können. Entscheidend ist in jedem Fall, dass die zumindest weitgehend laminare Strömung im Behälter in einen oder mehrere Wirbel versetzt wird und auf diese Weise das Fluid den Gegenstand zumindest teilweise mit Wirbeln umspült und/oder den Gegenstand als Ganzes mitnimmt und in Rotation versetzt.
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Der Leitkörper kann unbeweglich mit dem Behälter verbunden sein, oder zur Anpassung an unterschiedliche Erhitzungsaufgaben mit dem Behälter so verbunden sein, dass er in seiner Position einstellbar ist. Der Leitkörper kann Bestandteil des Behälters sein. Wird beispielsweise ein Leitblech verwendet, kann durch unterschiedliche Anstellungen relativ zur ankommenden Strömung die Strömung im Behälter beeinflusst werden. Wird ein Leitblech eingesetzt, kann dies unterschiedlichst gestaltet sein. Profilierte Ausbildungen können vorteilhaft sein, um die gewünschten Wirbel im Behälter zu erzeugen. Das Profil bzw. die Querschnittsform kann sich über die Streckung des Leitblechs ändern, um eine geeignete Strömung im Behälter zu erzeugen.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der mindestens eine Leitkörper symmetrisch zu der Öffnung angeordnet ist. Die entstehenden Turbulenzen treten dadurch relativ gleichmäßig im Innenraum des Behälters auf, so dass der oder die darin befindlichen Gegenstände durchwirbelt werden. Im Sinne von symmetrisch wäre somit bei einem einzigen Leitkörper eine zur Durchströmungsquerschnittsfläche, d. h. zur Querschnittsfläche der Öffnung, mittige Positionierung vorteilhaft und bei mehreren Leitkörpern eine zur Durchströmungsquerschnittsfläche gleichartige Verteilung der einzelnen Leitkörper.
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Vorteilhafter Weise ist der Behälter ein Käfig, der zur Aufnahme des Gegenstands geeignet ist. Die Streben des Käfigs können so gewählt werden, dass sie den Gegenstand zuverlässig in dem Käfig halten, während die turbulente Fluidströmung den oder die Gegenstände darin durchwirbelt.
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Von Vorteil ist zudem die Verwendung von mindestens einem Einsatz, der kleinere Kammern zur Unterbringung von Gegenständen hat und in den Behälter eingebracht werden kann. Solche Einsätze verhindern, dass kleine Gegenstände durch die entstehenden Turbulenzen im Behälter unnötig stark beschleunigt, durch den gesamten Behälter gewirbelt und womöglich gebrochen werden. Durch die räumliche Beschränkung auf die kleinen Kammern innerhalb der Einsätze kann dem Gegenstand entsprechend so viel Raum bemessen werden, dass dieser unbeschädigt bleibt, aber trotzdem durchwirbelt wird und an den Wänden der Fluidströmung ausgesetzt ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ebenso ein entsprechendes Verfahren nach Anspruch 7 vorgesehen, wobei der Gegenstand mittels einer turbulenten Fluidströmung im Inneren des Behälters erwärmt wird.
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Auf diese Weise wird eine Durchwirbelung des Gegenstandes innerhalb des Behälters erzielt, wodurch ein besonders gleichmäßiges Erhitzen erreicht wird.
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Insbesondere vorteilhaft ist es, den eingangs genannten Behälter durch eine Wanne zu bewegen.
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Eine Anlage, die sich an unterschiedliche Erhitzungsaufgaben besonders gut anpassen lässt, verfügt optional über eine Einrichtung zur Einstellung der Temperatur des Fluids, sowie über eine Einrichtung, mittels der die Relativbewegung zwischen Behältern und Fluid regelbar ist, und des Weiteren über Leitkörper, deren Anstellwinkel einstellbar ist, zur Erzeugung der gewünschten turbulenten Strömung in den Behältern. Selbst mit einer Anlage mit feststehenden Leitblechen lässt sich durch die Relativgeschwindigkeit und die Temperatur des Fluids ein weiter Einsatz und Regelbereich schaffen.
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Das Verfahren eignet sich besonders zum Erhitzen von Lebensmitteln. Dabei wird wie folgt vorgegangen:
- 1. Einlegen des Gegenstands in einen Behälters, vorzugsweise Käfig.
- 2. Einbringen des Behälters in eine Wanne.
- 3. Transportieren des Behälters durch die Wanne.
- 4. Anströmen des Behälters mit auf Gartemperatur gebrachtem Fluid gegen die Transportrichtung des Behälters.
- 5. Umwandeln der Fluidströmung innerhalb des Behälters mittels Leitkörpern an dem Behälter in eine turbulente Strömung innerhalb des Behälters, wodurch der Gegenstand während des Garprozesses bewegt und an den Innenwänden des Behälters, vorzugsweise an den Streben des Käfigs, rundum massiert wird.
- 6. Entfernen des Behälters nach der Garzeit.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels zum Erhitzen von Lebensmitteln mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei zeigt
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1 zwei Behälter mit jeweils einem Leitblech als Leitkörper sowie einen Einsatz, der in den Behälter eingesetzt werden kann;
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2 den Behälter mit einem beispielhaft gezeigten, seitlich versetzten Leitblech sowie einem darin befindlichen Gegenstand, der aufgrund von Turbulenz, die das Leitblech verursacht, rotiert, und
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3 den Behälter in einem Verfahren zum Erhitzen eines darin befindlichen Gegenstands.
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Der in 1, links unten auf dem Blatt, gezeigte Behälter 1 ist ein Käfig mit Streben 3. Dieser Käfig hat somit Öffnungen 5, mittels derer er von einem Fluid durchströmt werden kann. Die Öffnungen 5 bezeichnen die gesamte jeweilige offene Seite des Käfigs, ohne Streben 3. Ein Leitkörper 7, hier in Form eines Leitblechs, erstreckt sich quer über eine Öffnung 5, wodurch es in der Lage ist, aus einem auf die Öffnung 5 treffenden Fluid eine turbulente Fluidströmung im Inneren des Käfigs zu erzeugen. Das Leitblech ist unbeweglich mit dem Käfig verbunden und symmetrisch zu der Öffnung 5 angeordnet, d. h. es erstreckt sich mittig in der Querschnittsfläche 5a der Öffnung 5 und ist parallel zu benachbarten Streben 3 des Käfigs.
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1 zeigt rechts unten einen Behälter 1, der zur Aufnahme eines in 1 oben gezeigten Einsatzes 9 dient und deshalb ohne Streben 3 auskommt. Der in 1 gezeigte Einsatz 9 nimmt einen Gegenstand 11, siehe 2, auf und kann anschließend in den Behälter 1 hineingebracht und daran befestigt werden. Es können mehrere Einsätze 9 in einen Behälter 1 aufgenommen werden, wodurch mehrere kleinere fluiddurchlässige Kammern 13 zur Aufnahme von einem Gegenstand 11 in dem Behälter entstehen.
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2 zeigt beispielhaft einen Behälter 1 mit einem seitlich versetzten Leitblech, das eine Rotation eines in dem Käfig befindlichen Gegenstands 11 verursacht.
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3 zeigt die wesentlichen Merkmale eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der in einem Käfig befindliche Gegenstand 11 mittels einer turbulenten Fluidströmung, hier einer Wasserströmung, im Inneren des Käfigs gegart wird. In diesem Beispiel entspricht der Käfig dem bereits erläuterten Käfig zur Erzeugung einer turbulenten Fluidströmung. Es ist bei dem eingangs genannten Verfahren aber ebenso möglich die turbulente Strömung zu erzeugen, bevor das Fluid den Käfig bzw. den Behälter 1 erreicht hat. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 wird der Käfig durch eine Wanne 15 mit laminarer Wasserströmung 17 bewegt, die gegen die Bewegungsrichtung des Käfigs gerichtet ist.
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Der gewürzte und vorbereitete Gegenstand 11 wird in hitzebeständigen durchfließbaren Einsätzen 9, welche in Käfige eingeschoben bzw. eingehängt sind, durch die Produktionsstraße und die Wanne 15 gefördert. Die Käfige sind mit Leitblechen ausgestattet, welche aus einer gleichförmigen Durchströmung des Wasserbades eine Durchwirbelung des Wasserstromes erzeugen. Die dadurch erzeugte Bewegung und die gleichbleibende Temperatur des Gegenstands 11 führen zu einem besonders zarten Endprodukt. Die Temperaturen und die Dauer des Verbleibes im erhitzten Wasserstrom sind abhängig vom Rohprodukt. Die Temperaturen bewegen sich zwischen 55 und 90 Grad, die Zeiten zwischen 5 und 24 Stunden.
