DE102016102764A1

DE102016102764A1 - Verfahren zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln sowie Auftauanlage

Info

Publication number: DE102016102764A1
Application number: DE102016102764.2A
Authority: DE
Inventors: Albert Reichenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln, bei welchem Verfahren das gefrorene, unverpackte Lebensmittel 4 zumindest ab einer Oberflächentemperatur von etwa –10 °C in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung aufgetaut wird. Der Auftauprozess wird durch den Luftstrom und seine Aerosolbeladung gesteuert, mit welchem Luftstrom dem gefrorenen Lebensmittel die zum Auftauen erforderliche Wärme zugeführt wird und wobei über die mitgeführte Aerosolmenge die relative Feuchtigkeit im Bereich des aufzutauenden Lebensmittels in Abhängigkeit von seinem Wassergehalt und/oder seiner Wasseraktivität eingestellt wird. Beschrieben ist desweiteren eine Auftauanlage zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln. Ferner betrifft die Erfindung eine Auftauanlage zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln.
Das Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln, insbesondere in einem Lebensmittel verarbeitenden Betrieb ist nicht unproblematisch, wenn die Struktur, das optische Erscheinungsbild und der Geschmack des gefrorenen Lebensmittels erhalten bleiben sollen. Das Beibehalten einer veränderten Struktur des tiefgekühlten Lebensmittels nach dem Auftauen setzt ein bestimmungsgemäßes Gefrieren voraus. Maßgeblichen Einfluss auf eine Beibehaltung der ursprünglichen Lebensmittelstruktur beim Gefrieren hat die Gefrierrate und dementsprechend die Gefrierzeit. Diese hängt unter anderem von der Umgebungstemperatur ab. In aller Regel ist die Qualität des Lebensmittels nach dem Auftauen besser, wenn dieses in kurzer Zeit von der Umgebungstemperatur auf die Tiefkühltemperatur gebracht worden ist. Dieses ist in aller Regel vor allem bei einem Lebensmittel verarbeitenden Betrieb ohne weiteres zu gewährleisten.
Problematischer ist hingegen das Auftauen eines tiefgefrorenen Lebensmittels, da dieser Prozess nicht mit der Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, die für das Einfrieren möglich ist. Schließlich soll das aufzutauende Lebensmittel, welches naturgemäß von außen nach innen auftaut, nicht durch eine zu hohe Temperaturzufuhr bereits außenseitig ganz oder teilweise gegart werden. Aufgetaut werden gefrorene Lebensmittel daher in einer Umgebung, die mitunter nur wenige Grad über Null beträgt. Dieses bedingt allerdings relativ lange Auftauzeiten. Nicht unproblematisch bei langen Auftauzeiten ist jedoch, dass diese Lebensmittel dann relativ lange während des Auftauprozesses mehr oder weniger unkontrolliert der Umgebung ausgesetzt sind und daher mikrobiell – etwa bakteriell oder fungal – kontaminiert werden können. Dieses ist bereits bei Temperaturen ab –8 °C bis –10 °C möglich.
Neben einem Auftauen der vorbeschriebenen Art, welches in Durchlaufverfahren in Kühltunneln mit bewegter Luft vorgenommen werden kann, werden zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln auch Sprinklersysteme eingesetzt, bei denen das aufzutauende Lebensmittel mit warmem Wasser besprüht wird. Nicht jedes aufzutauende Lebensmittel eignet sich jedoch, in einer wässrigen Umgebung aufgetaut zu werden, vor allem dann nicht, wenn das Lebensmittel nur einen relativ geringen Wassergehalt aufweist. Lebensmittel mit einem hohen Wassergehalt, wie beispielsweise Fisch, bei denen ein Wasserkontakt eher unproblematisch ist, werden mitunter auch in Wasserbädern aufgetaut.
Zwar kann durch die vorbeschriebenen Maßnahmen durch den Einsatz von Wasser die Dauer des Auftauprozesses verkürzt werden, jedoch hat jedes der genannten Auftauverfahren Nachteile, vor allem dadurch begründet, dass diese, wenn unter Verwendung von Wasser, sei es als Wasserbad im Überlaufverfahren oder über einen Sprinkler zugeführt, nur für tiefgefrorene Lebensmittel geeignet sind, die einen sehr hohen Wassergehalt aufweisen. Es sind namentlich Extraktionsverluste, die unter derartigen Bedingungen eintreten und die Qualität der aufgetauten Ware sensorisch deutlich nachteilig beeinflussen und eine wesentliche Ursache für unerwünschte Masseverluste darstellen.
In jüngerer Zeit wurden Auftauverfahren untersucht, bei denen das gefrorene Lebensmittel in einer stationären Aerosolumgebung aufgetaut wird. Hierdurch kann die Prozesszeit signifikant verkürzt werden, und zwar um bis zu 70%. Zurückgeführt wird die verkürzte Prozesszeit durch eine durch das Aerosol beschleunigte Wärmeübertragung auf das aufzutauende Lebensmittel. Positiv wirkt sich das Auftauen eines Lebensmittels in einer Aerosolumgebung auch in Bezug auf seine Struktur und einen verringerten Masseverlust aus.
Auch wenn das Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln in einer Aerosolumgebung bekannt geworden ist, eignet sich ein solches Auftauen nicht für einen Einsatz mit einem größeren Durchsatz an aufzutauenden Lebensmitteln und insbesondere nicht zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln in einem Durchlaufverfahren. Das Auftauen von Lebensmitteln in einer Aerosolumgebung ist nur batchweise in geschlossenen Auftaubehältern oder -schränken möglich.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Auftauanlage zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln vorzuschlagen, bei dem tiefgekühlte Lebensmittel unter Vermeidung der zu einem Auftauen in einer Aerosolumgebung aufgezeigten Nachteile dennoch in einer Aerosolumgebung aufgetaut werden können.
Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln, bei welchem Verfahren das gefrorene, unverpackte Lebensmittel zumindest ab einer Oberflächentemperatur von etwa –10 °C in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung aufgetaut wird, welcher Auftauprozess durch den Luftstrom und seine Aerosolbeladung gesteuert wird, mit welchem Luftstrom dem gefrorenen Lebensmittel zum Auftauen erforderliche Wärme zugeführt wird und wobei über die mitgeführte Aerosolmenge die relative Feuchtigkeit im Bereich des aufzutauenden Lebensmittels in Abhängigkeit von seinem Wassergehalt und/oder seiner Wasseraktivität eingestellt wird.
Gelöst wird die vorrichtungsbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Auftauanlage, die zumindest eine Luft-Aerosol-Zuführeinheit zum Bereitstellen eines aerosolbeladenen Luftstromes aufweist und bei der die Luft-Aerosol-Zuführeinheit angeordnet ist, damit der daraus austretende Luftstrom das oder die in der Auftauanlage platzierten aufzutauenden Lebensmittel beaufschlagt.
Bei diesem Verfahren und bei dieser Auftauanlage wird das Aerosol dem tiefgekühlten, aufzutauenden Lebensmittel mit einem Luftstrom zugeführt. Damit erfolgt der Auftauprozess des tiefgekühlten Lebensmittels in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung, und zwar zumindest ab einer Oberflächentemperatur des aufzutauenden Lebensmittels von etwa –10 °C. Selbstverständlich kann der gesamte Auftauprozess des tiefgekühlten Lebensmittels in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung durchgeführt werden. Der Einsatz eines Luftstromes zum Bereitstellen des gewünschten Aerosols im Bereich des aufzutauenden Lebensmittels erlaubt die Ausbildung einer Aerosolumgebung mit gleich bleibender relativer Feuchtigkeit auch außerhalb eines geschlossenen Auftaubehältnisses für die gesamte Dauer des Auftauprozesses. Durch Ändern der Aerosolbeladung des Luftstromes kann in Abhängigkeit von dem Fortschritt des Auftauprozesses die Aerosolbeladung auch geändert werden. Die Zuführung des Aerosols mit einem Luftstrom, mit dem in der Geschwindigkeit des Luftstromes Aerosol zugeführt wird, erlaubt einen Einsatz dieses Verfahrens auch zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln in einem Durchlaufverfahren, beispielsweise in einem Auftautunnel.
Von besonderem Vorteil des Bereitstellens des Aerosols mit einem Luftstrom liegt auch darin, dass der Luftstrom die Aerosoltröpfchen, die typischerweise eine Größe zwischen 0,001 und 0,05 mm oder sogar weniger aufweisen, in Schwebe hält und somit ein Abreichern/Sedimentieren der Aerosoltröpfchen jedenfalls weitestgehend vermieden werden kann. Demzufolge setzt sich kein Aerosol, jedenfalls nicht in einem nennenswerten Umfange auf dem aufzutauenden Lebensmittel oder auch in der Umgebung desselben ab.
Das Vorsehen eines Luftstromes zum Zuführen des Aerosols in den Bereich des aufzutauenden Lebensmittels bringt weitere Vorteile mit sich, durch die die Qualität des aufgetauten Lebensmittels noch weiter verbessert werden kann. Der das Aerosol tragende Luftstrom ist hinsichtlich der in dem Bereich des aufzutauenden Lebensmittels geförderten Luftmenge einstellbar, sodass über diesen Luftstrom in dem Auftaubereich, in dem sich das aufzutauende Lebensmittel befindet, ein gewisser Überdruck gegenüber dem ansonsten herrschenden Umgebungsdruck eingerichtet werden kann. Einrichten lassen sich ohne weiteres Überdrücke von 10 bis 20 Pascal. Durch Aufbau eines solchen Überdruckes kann zumindest näherungsweise ein entsprechender Gegendruck gegenüber dem beim Auftauen in dem Lebensmittel entstehenden Dampfdruck bereitgestellt werden. Die Folge ist, dass der in dem Lebensmittel entstehende Dampfdruck dann nicht aus dem auftauenden Lebensmittel entweichen kann, wodurch ein Masseverlust beim Auftauprozess auf ein Minimum reduziert oder gar gänzlich ausgeschlossen werden kann. Da sich der Dampfdruck innerhalb des auftauenden Lebensmittels während des Aufbauprozesses ändert, kann man den über den Luftstrom eingerichteten Überdruck an den sich ändernden Dampfdruck innerhalb des auftauenden Lebensmittels anpassen. Dieses wird in einer bevorzugten Verfahrensführung vorgenommen, und zwar durch Überwachen der sich während des Auftauprozesses ändernden Temperatur im Lebensmittel oder an seiner Oberfläche. Eine Erfassung der Oberflächentemperatur des Lebensmittels ist berührungslos möglich. Der sich ändernde Dampfdruck in einem Lebensmittel mit steigender Temperatur desselben im Zuge des Auftauprozesses ist ebenso bekannt, wie der durchschnittliche Wassergehalt und die Wasseraktivität des aufzutauenden Lebensmittels, sodass die Erfassung der Temperatur des auftauenden Lebensmittels ausreicht, um die vorbeschriebene Druckanpassung vornehmen zu können. Die Wasseraktivität bezeichnet das freie und somit ungebundene Wasser. Hierdurch wird angegeben, um wie viel der Wasserdampfdruck eines Produktes gegenüber dem Sättigungsdampfdruck von reinem Wasser bei derselben Temperatur vermindert ist. In geschickter Weise macht man sich hierbei den Umstand zunutze, dass das Lebensmittel von außen nach innen auftaut und somit immer nur ein Teil des in dem Lebensmittel enthaltenen auftauenden Wassers und der sich daraus generierende Dampfdruck kompensiert zu werden braucht.
Die zum Auftauen des tiefgekühlten Lebensmittels notwendige Wärme wird über den Luftstrom zugeführt. Unabhängig davon, dass der Luftstrom aerosolbeladen ist, zumindest während der Auftauphase beginnend ab –10 °C, wird der Wärmeeintrag in das aufzutauende Lebensmittel verbessert, was sich wiederum günstig auf eine Reduzierung der benötigten Auftauzeit auswirkt. Durch das Anströmen des aufzutauenden Lebensmittels mit einem Luftstrom, wird der Wärmeübergang auf das aufzutauende Lebensmittel intensiviert. Das Anströmen des aufzutauenden Lebensmittels mit einem Luftstrom ermöglicht eine Anpassung des Auftauvorganges an das aufzutauende Lebensmittel. Das Anströmen kann über die Dauer des Auftauens auch unterschiedlich ausgebildet sein und muss nicht konstant sein oder mit gleicher Ansströmungscharakteristik erfolgen. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einer ersten Auftauphase eine turbulente Strömung vorgesehen ist, mit der das aufzutauende Lebensmittel angeströmt ist. Hierdurch wird der Wärmeübergang von der Wärme des Luftstroms in das aufzutauende Lebensmittel beschleunigt. Dieses ist vorteilhaft, da dann die Phase der Schmelzwärme rascher durchlaufen wird. In einer zweiten Auftauphase ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine laminare Strömung als anströmender Luftstrom vorgesehen. Hierdurch werden Desorptionen minimiert. Diese Luftstromanströmkonfiguration wird man einsetzen, wenn das aufzutauende Lebensmittel eine Temperatur knapp unter dem Gefrierpunkt erreicht hat. Handelt es sich bei dem aufzutauenden Lebensmittel um Fisch, würde man mit dem laminaren Anströmen bei etwa –2 °C beginnen. Die unterschiedliche Ausgestaltung des Luftstromes – turbulent bzw. laminar – kann über die Strömungsgeschwindigkeit erfolgen. Möglich ist es auch, dass ein laminarer Luftstrom generiert wird, der gegen strömungslenkende Elemente gerichtet ist, um aus der laminaren Strömung eine turbulente Strömung zu machen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass dieses nicht nur an sich ändernde optimale Auftaubedingungen während des Auftauprozesses, sondern auch an die Art aufzutauender Lebensmittel, beispielsweise abhängig von deren Wassergehalt und Wasseraktivität, in mehrerlei Aspekten zum Optimieren des Auftauprozesses angepasst werden kann. Einfluss genommen werden kann auf den Auftauprozess zum einen durch den Luftstrom, und zwar in Bezug auf die zugeführte Luftmenge und den dadurch bewirkten Wärmeaustausch mit dem aufzutauenden Lebensmittel. Zum anderen kann über den Luftstrom die Temperatur eingestellt werden, in der das tiefgekühlte Lebensmittel aufgetaut werden soll. Desweiteren kann mit dem Luftstrom, wie bereits vorstehend skizziert, im Bereich des aufzutauenden Lebensmittels ein Überdruck zum Entgegenwirken eines Masseverlustes eingestellt werden. Einfluss genommen werden kann auf den Auftauprozess darüber hinaus durch das mit dem Luftstrom zugeführte Aerosol. Die mitgeführte Aerosolmenge ist einstellbar, sodass über diese Beeinflussungsmöglichkeit die Feuchtigkeit in der Umgebung des aufzutauenden Lebensmittels eingerichtet werden kann. Eine Einstellbarkeit der zugeführten Aerosolmenge kann beispielsweise getaktet erfolgen. Mit dem mitgeführten Aerosol kann eine Auftauumgebung ausgebildet werden, die eine sehr hohe relative Feuchte aufweist und zum Produkt eine hohe Gleichgewichtsfeuchte erlaubt. Dieses ist für manche tiefgekühlten Lebensmittel beim Auftauen von Vorteil, um einer Desorption und einem Austrocknen beim Auftauen entgegenzuwirken. Überdies kann einerseits über den verbesserten Erhalt der Wärmeleitfähigkeit des aufzutauenden Produktes und andererseits über die Menge des mit dem Luftstrom dem aufzutauenden Lebensmittel zugeführten Aerosols auch Einfluss genommen werden auf die Auftaugeschwindigkeit. Durch das Vorhandensein von Aerosol ist der Wärmeübergang von dem relativ wärmeren Luftstrom und den auf entsprechender Temperatur befindlichen Aerosoltröpfchen auf das aufzutauende Lebensmittel verbessert. Je größer der Aerosolgehalt des zum Auftauen eingesetzten Luftstromes ist, desto besser ist der Wärmeübergang. Jedoch kann es zum Auftauen des einen oder anderen tiefgekühlten Lebensmittels gewünscht sein, den Auftauprozess etwas langsamer durchzuführen. Dann wird man die im Luftstrom mitgeführte Aerosolmenge etwas erniedrigen.
Das Einstellen der relativen Feuchtigkeit in der Umgebung des aufzutauenden Lebensmittels durch Zuführen von Aerosol erlaubt die Ausbildung einer Auftauumgebung mit einem sehr hohen relativen Feuchtigkeitsgehalt, allerdings ohne dass die Nachteile einer Behandlung von aufzutauenden Lebensmitteln mit Wasser durch Sprinkler oder Wasserbäder in Kauf genommen werden muss. Daher eignet sich dieses Auftauverfahren ebenso zum Auftauen von Lebensmitteln mit einem relativ geringen Feuchtigkeitsgehalt.
Das in dem Luftstrom mitgeführte Aerosol kann zudem als Träger für einen Zuschlagstoff oder ein Zuschlagstoffgemisch dienen. Bei diesen Zuschlagstoffen kann es sich beispielsweise um wasserlösliche antimikrobielle, beispielsweise antibakterielle und antifungale Stoffe handeln. Derartige Stoffe können vor allem die Umgebung des auftauenden Lebensmittels keimarm bis keimfrei halten, sodass die Reinigungsintervalle einer solchen Auftaustrecke entsprechend länger bemessen sein können und sie dekontaminieren gleichermaßen den zugeführten Luftstrom sowie die Umgebung des aufzutauenden Lebensmittels. Da es sich bei den aufzutauenden Produkten um Lebensmittel handelt, werden vorzugsweise mizellierte Naturstoffe mit einem antimikrobiellen und/oder antioxidativem Wirkspektrum für diese Zwecke eingesetzt. Insofern werden bei einer solchen Ausgestaltung die Aerosoltröpchen als Träger zum Zuführen von Zuschlagstoffen in den Bereich des aufzutauenden Lebensmittels genutzt. Vorteilhaft ist bei diesem Prinzip, dass in Folge der sehr gleichmäßigen Verteilung der Aerosoltröpfchen auch ein solcher Zusatzstoff gleichmäßig verteilt in die Umgebung des aufzutauenden Lebensmittels gelangt und den Luftstrom besonders keimarm hält.
Bei einer Zuführung von Zuschlagstoffen, etwa der vorstehend beschriebenen Art kann die Menge der zugeführten Zuschlagstoffe und/oder deren Art über die Zeitdauer des Auftauens an den Auftauprozess angepasst werden. In einer ersten Phase, beispielsweise mit einer turbulenten Anströmung des aufzutauenden Lebensmittels kann beispielsweise durch eine getaktete Zuführung nur ein relativ geringer Zuschlagstoffgehalt dem Aerosol beigemengt sein. Erreicht das aufzutauende Lebensmittel eine Temperatur, die wenige Grade unterhalb des Gefrierpunktes liegt, kann die Menge des Zuschlagstoffes erhöht werden, da dann das Lebensmittel und auch die Umgebung für eine Kontamination anfälliger ist.
Durch die vorbeschriebene Möglichkeit der Einflussnahme auf den Auftauprozess über den Luftstrom und über die Aerosolbeladung kann der Auftauprozess optimal für das jeweilige aufzutauende Lebensmittel gesteuert werden, um nicht nur die Prozessdauer des Auftauens möglichst kurz zu halten, sondern auch ein Gleichgewicht oder zumindest ein angenähertes Gleichgewicht zwischen der Desorption und Adsorption von Wasser im Lebensmittel während des Auftauprozesses zu kontrollieren. Lebensmittel, die auf dieser Art und Weise aufgetaut worden sind, zeichnen sich durch besondere Qualitätsmerkmale aus, die denen von frischen, nicht tiefgefrorenen Lebensmitteln sehr ähneln, und zwar im Aroma, in der Farbe, dem Geschmack, der Textur etc. Gleichermaßen sind diese aufgetauten Lebensmittel hygienisch-mikrobiell nicht, jedenfalls nicht nennenswert belastet und weisen daher eine vergleichsweise hohe Verbrauchersicherheit und/oder ein entsprechend verlängertes "Shelf life" auf.
Für den Fall, dass während des Auftauprozesses sprunghafte bzw. mehr oder weniger spontane Temperaturerhöhungen gewünscht sein sollten, kann dieses vor dem Hintergrund des Vorhandenseins von Aerosol in der Auftaukammer durch Einsatz eines Mikrowellen-Generators, beispielsweise eines solchen, wie dieser für Mikrowellen-Gargeräte eingesetzt wird, vorgenommen werden. Um eine zu weitgehende Temperaturerhöhung zu vermeiden, wird ein solcher Mikrowellen-Generator typischerweise nur kurzzeitig betrieben, um einen Mikrowellenimpuls zu erzeugen. Dieses kann mehrfach wiederholt werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass durch den Luftstrom die für das Auftauen benötigte Wärme grundsätzlich zugeführt wird und dass Temperaturerhöhungen im Laufe des Auftauprozesses, sollte dieses gewünscht sein, nicht oder nicht allein durch eine Änderung in der Temperatur des Luftstromes, sondern durch entsprechendes Betreiben eines solches Mikrowellen-Generators veranlasst wird. Dadurch gelingt ein optimierter und beschleunigter Wärmetransport an das Produkt heran und gleichermaßen wird aufgrund einer hohen Gleichgewichtsfeuchte der Stofftransport bzw. es werden Desorptionsvorgänge aus dem Produkt heraus minimiert.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: Eine schematisierte Darstellung einer Auftauanlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
2: eine zweite Auftauanlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Auftauanlage 1 des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels ist als durchlaufende Einrichtung konzipiert. Diese umfasst eine Fördereinrichtung 2 zum Transportieren der aufzutauenden, entpackten, tiefgekühlten Lebensmittel, die einem Tiefkühlraum 3 entnommen werden. Die Transportrichtung der Fördereinrichtung 2 ist in 1 mit einem Pfeil kenntlich gemacht. Die Fördereinrichtung 2 ist hinreichend breit, um mehrere aufzutauende Lebensmittel, bei denen es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um Fischblöcke 4 handelt, nebeneinander platzieren zu können. Die Auftauanlage 1 verfügt über eine Haube 5, unter der sich die Auftaustrecke befindet. Die Haube 5 dient zum Schutze der aufzutauenden Lebensmittel und zur thermischen bzw. klimatechnischen Isolierung der Auftaustrecke gegenüber der Umgebungstemperatur. Diese wird zumeist deutlich höher liegen, als diejenige Temperatur, bei der die tiefgefrorenen Lebensmittel, hier: die Fischblöcke 4, aufgetaut werden sollen. Durch die Haube 5 ist eine Auftaukammer A₁ bereitgestellt. Da die Fördereinrichtung 2 die aufzutauenden Lebensmittel 4 durch die Auftaukammer A₁ hindurch transportiert, ist die Auftaukammer A₁ als Auftautunnel konzipiert.
Die Transportstrecke, auf der die Fischblöcke 4 auf der Fördereinrichtung 2 transportiert werden, ist nach Art eines Rasters gelocht, um einen Luftstrom hindurchleiten zu können. Zudem wird durch die Lochung unter Umständen auftretendes Tropfwasser von dem bzw. den aufzutauenden Lebensmitteln weggeführt. Zu diesem Zwecke findet sich unterhalb dieser Transportstrecke ein in den Figuren nicht dargestelltes Tropfauffangblech.
Oberhalb der Fördereinrichtung 2 und innerhalb der Haube 5 befinden sich mehrere Luftaustrittsschläuche 6, 6.1, 6.2, bei denen es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um textile Schläuche handelt. Die Luftaustrittsschläuche 6, 6.1, 6.2 sind jeweils an eine Luftzufuhr 7, 7.1, 7.2 angeschlossen, über die Luft in die Luftaustrittsschläuche 6, 6.1, 6.2 und aus diesen heraus in die Auftaukammer A₁ eingebracht wird. Die jeweilige Luftzufuhr 7, 7.1, 7.2 umfasst zu diesem Zweck in den Figuren nicht dargestellte Betriebsaggregate, wie etwa eine Pumpe, Filter, eine Temperiereinrichtung und dergleichen. Die Menge der zugeführten Luft ist einstellbar. Benachbart zu jedem Luftaustrittsschlauch 6, 6.1, 6.2 befindet sich ein perforiertes Aerosolaustrittsrohr 8, 8.1, 8.2, über welches über eine Aerosolzufuhr 9, 9.1, 9.2 Aerosol ausgegeben werden kann. Erzeugt wird das Aerosol, dass dieses eine Tröpfchengröße von etwa 0,001 bis 0,05 mm oder kleiner aufweist. Angeordnet ist das jeweilige Aerosolaustrittsrohr 8, 8.1, 8.2 in Bezug auf den jeweils benachbarten Luftaustrittsschlauch 6, 6.1 bzw. 6.2, damit der aus dem jeweiligen Luftaustrittsschlauch 6, 6.1 bzw. 6.2 austretende Luftstrom die aus dem jeweiligen Aerosolaustrittsrohr 8, 8.1, 8.2 austretenden Aerosoltröpfchen aufnimmt und diese sodann als Schwebfracht mit dem Luftstrom transportiert werden. Jede Einheit umfassend ein Luftaustrittsrohr 6, 6.1 bzw. 6.2 und ein Aerosolaustrittsrohr 8, 8.1 bzw. 8.2 dient somit zum Zuführen von Luft und Aerosol, wobei die jeweilige Zuführung unabhängig voneinander steuerbar ist. Diese Einheiten sind im Folgenden als Luft-Aerosol-Zuführeinheiten angesprochen. Unterhalb der Fördereinrichtung befindet sich eine im Übrigen nicht näher dargestellte Absaugung 10. Die Absaugung 10 umfasst einen unterhalb der Fördereinrichtung 2 angeordneten Sammler (in 1 in einer Seitenansicht gezeigt). Der Sammler ist so konzipiert, dass eine Absaugöffnung jeder Luft-Aerosol-Zuführeinheit zugeordnet ist und sich somit unterhalb derselben befindet. Die Absaugung 10 kann aktiv betrieben werden, um aus der Auftaukammer A₁ Luft und Aerosol abzusaugen. Dieses dient dem Zweck, innerhalb der Auftaukammer A₁ einen gerichteten aerosolbeladenen Luftstrom von den Luftaustrittsschläuchen 6, 6.1, 6.2 zu der Fördereinrichtung 2 mit der oder den darauf befindlichen Fischblöcken 4 und in Richtung zur Absaugung 10 zu generieren. Zum Durchlassen des aerosolbeladenen Luftstromes durch die Fördereinrichtung 2 ist diese gelocht, sodass der Luftstrom auch zwischen den nebeneinander liegenden Fischblöcken 4 an diesen vorbeiströmt. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn ein solcher Luftstrom auch auf passive Weise erzeugt wird, sodass die vorbeschriebene Luftströmung allein durch die über die Luftaustrittsschläuche 6, 6.1, 6.2 in die Auftaukammer A₁ eingebrachte Luft erfolgt. Um die gewünschte Luftströmung zu erzielen, verfügt die Auftaukammer sodann über einen oder mehrere entsprechende Luftaustritte.
Die aus dem Tiefkühlraum 3 genommenen Fischblöcke 4 werden entpackt und zum Zwecke ihres Auftauens auf die Fördereinrichtung 2 aufgelegt. Die Fischblöcke weisen dann typischerweise eine Temperatur von ca. –25 bis –20 °C auf. Die Fischblöcke 4 werden dann in der Auftauanlage 1 unterhalb der Haube 5 in der durch diese eingefassten Auftaukammer A₁ in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung aufgetaut. Die über die Luftaustrittsschläuche 6, 6.1, 6.2 zugeführte Luft wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Temperatur von +4 °C zugeführt. Dieses ist die gewünschte Auftautemperatur, die sodann in der Auftaukammer A₁ vorherrscht. Mit dem Luftstrom wird das von diesem getragene Aerosol, zu welchem Zweck die Aerosolaustrittsrohre 8, 8.1, 8.2 mit Aerosol beaufschlagt werden, den aufzutauenden Fischblöcken 4 zugeführt. Durch diese Maßnahme wird aufgrund des deutlich besseren Wärmeüberganges im Vergleich zu einer nicht aerosolbeladenen Auftauumgebung die für das Auftauen benötigte Zeit reduziert. Zugleich wird mit der in Form des Aerosols bereitgestellten Feuchte ein Auftaumilieu bereitgestellt, welches bei dem Auftauen der beispielhaft beschriebenen Fischblöcke 4 quasi wassergesättigt ist oder anders ausgedrückt: diese aufgrund einer hohen Gleichgewichtsfeuchte nicht nennenswert austrocknen. Dieses trägt auch Sorge dafür, dass die auftauenden Fischblöcke 4 nicht, jedenfalls produktspezifisch nicht nennenswert austrocknen. Die aerosolbeladene Luftzufuhr ist im Zusammenspiel mit der Absaugung 10 derart eingestellt, dass im Bereich der auf der Fördereinrichtung 2 transportierten Fischblöcke 4 ein gegenüber dem Umgebungsdruck gewisser Überdruck herrscht. Es wird ein solcher Überdruck eingestellt, der dem sich in den Fischblöcken 4 im Zuge des Auftauprozesses aufbauenden Dampfdruckes näherungsweise entspricht, so weit dieses möglich ist. Erreicht wird durch diese Maßnahme, dass der im Zuge des Auftauprozesses sich im Lebensmittel – einem Fischblock 4 – aufbauende Dampfdruck nicht oder jedenfalls nicht im nennenswerten Maße entweicht und somit ein Masseverlust, den man ansonsten beim Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln billigend in Kauf nehmen muss, entweder ganz oder zumindest weitestgehend vermieden ist.
Bei der in 1 beispielhaft gezeigten Auftauanlage 1 sind drei Luft-Aerosol-Zuführeinheiten in Förderrichtung der Fördereinrichtung 2 hintereinander angeordnet. Diese können unabhängig voneinander in Bezug auf den zugeführten Luftstrom, die zugeführte Aerosolmenge und auch die zugeführte Luftstromtemperatur eingestellt werden. Somit kann durch das Hintereinanderschalten mehrerer Luft-Aerosol-Zuführeinrichtungen für bestimmte Auftauphasen jeweils ein optimales bzw. an ein Optimum angenähertes Auftaumilieu spezifisch geschaffen werden, obwohl die Fischblöcke 4 kontinuierlich über die Fördereinrichtung 2 gefördert werden.
Die aufgetauten Fischblöcke 4 verlassen die Haube 5 mit einer Kern-Temperatur von etwa ±0 °C bis +4 °C. Dort werden die aufgetauten Fischblöcke 4 von der Fördereinrichtung 2 abgenommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.
Die in 1 gezeigte Auftauanlage 1 ist lediglich sehr schematisiert gezeigt. Diese kann eingangsseitig und ausgangsseitig über Schleusen verfügen, um auf der Eingangsseite auf die Fördereinrichtung 2 aufgelegte Fischblöcke 4 unmittelbar nach dem Auflegen in einen abgeschirmten Zwischenspeicher zu bringen, aus dem diese dann sukzessive durch die Auftaustrecke unter der Haube 5 gefördert werden.
Das Auftauverfahren bei der Auftauanlage A₁ ist derart eingerichtet, dass die auftauenden Fischblöcke 4 die in Förderrichtung dritte Luft-Aerosol-Zuführeinheit mit einer Oberflächentemperatur von etwa –8 °C erreichen. Das über diese Luft-Aerosol-Zuführeinheit zugeführte Aerosol ist im Unterschied zu den beiden in Förderrichtung vorgeschalteten Luft-Aerosol-Zuführeinheiten mit antimikrobiellen und antioxidativen Stoffen beladen. In aller Regel wird eine Konzentration von 0,1% bis 0,5% eines solchen Additivs im Aerosol als ausreichend angesehen, um das auftauende Lebensmittel vor Kontamination zu schützen. Als antimikrobielle und antioxidative Stoffe werden vorzugsweise wasserlösliche Pflanzenextrakte (Naturstoffe) eingesetzt. Diese sind typischerweise mizelliert. Durch die weitgehend homogene Verteilung des Aerosols in diesem Bereich der Auftauanlage 1 unterhalb der Haube 5 erfolgt mit diesen Stoffen zugleich eine Dekontamination der Innenseite der Haube 5, der Fördereinrichtung 2 und dem dieser Luft-Aerosol-Zuführeinheit zugeordneten Teil der Absaugung 10.
2 zeigt eine weitere Auftauanlage 11. Die Auftauanlage 11 dient zum batchweisen Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Auftaukammer A₂ ausgelegt, um darin ein oder mehrere mehretagige Gestellwägen zum Zwecke des Auftauens der darauf auf speziell gelochten Blechen liegenden tiefgekühlten Lebensmittel einzustellen. Unterhalb der gelochten Bleche finden sich Tropfwasserauffangbleche. Innerhalb der Auftaukammer A₂ sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Luft-Aerosol-Zuführeinheiten 12 angeordnet. Diese befinden sich bei diesem Ausführungsbeispiel vertikal mit Abstand übereinander angeordnet. Zum Auftauen wird innerhalb der Auftauanlage 11 ein Luftstrom generiert, der von den Luft-Aerosol-Zuführeinheiten 12 horizontal oder zumindest mit einer horizontalen Komponente zu der gegenüberliegenden Raumseite 13, an der sich eine Abluftöffnung 14 befindet, strömt. An die Abluftöffnung 14 kann eine Absaugung angeschlossen sein. Wenn gewünscht, können die einzelnen Luft-Aerosol-Zuführeinheiten unabhängig voneinander angesteuert werden.
In dem Auftauraum A₂ befindet sich beispielhaft ein mehretagiger Gestellwagen 15, auf dessen übereinanderliegenden Blechen wiederum Fischblöcke als aufzutauende Tiefkühllebensmittel liegen. Auch bei diesen Blechen handelt es sich um Lochbleche, um eine Luftströmung durch die unterschiedlichen Etagen des Gestellwagens 15 hindurch zu gestatten. Das Auftauen der Fischblöcke auf dem Gestellwagen 15 erfolgt in derselben Weise, wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel der 1 in Bezug auf die Fischblöcke 4 beschrieben ist. Allerdings ist bei dem Auftauverfahren, welches zum Auftauen der auf dem Gestellwagen 15 befindlichen Fischblöcke angewendet wird, eine Änderung der Luft-Aerosol-Zufuhr über die Auftauzeit vorgesehen, damit entsprechend dem Auftaufortschritt jeweils ein möglichst optimales Auftaumilieu bereitgestellt wird. Bei der Auftauanlage 1 wird dieses von dem in Förderrichtung der Fördereinrichtung 2 hintereinander geschalteten Luft-Aerosol-Zuführeinheiten vorgenommen. Bei der Auftauanlage 11 wird entsprechend dem Auftaufortschritt die Luftzufuhrmenge und/oder die Aerosolzufuhrmenge an den Auftaufortschritt angepasst. Gesteuert wird der Luftstrom durch eine Veränderung der Öffnungsweite der Abluftöffnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, bestehen zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: Auftauanlage
2: Fördereinrichtung
3: Tiefkühlraum
4: Fischblock
5: Haube
6, 6.1, 6.2: Luftaustrittsschlauch
7, 7.1, 7.2: Luftzufuhr
8, 8.1, 8.2: Aerosolaustrittsrohr
9, 9.1, 9.2: Aerosolzufuhr
10: Absaugung
11: Auftauanlage
12: Luft-Aerosol-Zuführeinheit
13: Raumseite
14: Abluftöffnung
15: Gestellwagen
A₁, A₂: Auftaukammer

Claims

Verfahren zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln, bei welchem Verfahren das gefrorene, unverpackte Lebensmittel (4) zumindest ab einer Oberflächentemperatur von etwa –10 °C in einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung aufgetaut wird, welcher Auftauprozess durch den Luftstrom und seine Aerosolbeladung gesteuert wird, mit welchem Luftstrom dem gefrorenen Lebensmittel (4) zum Auftauen erforderliche Wärme zugeführt wird und wobei über die mitgeführte Aerosolmenge die relative Feuchtigkeit im Bereich des aufzutauenden Lebensmittels (4) in Abhängigkeit von seinem Wassergehalt und/oder seiner Wasseraktivität eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die mit dem Luftstrom in den Bereich des aufzutauenden Lebensmittels (4) zugeführte Luftmenge ein Überdruck gegenüber dem ansonsten herrschenden Umgebungsdruck eingerichtet wird, welcher Überdruck zumindest dem beim Auftauen des Lebensmittels innerhalb desselben sich aufbauenden Dampfdruck entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des dem aufzutauenden Lebensmittels (4) zugeführten Luftstromes zwischen +2 °C und +25 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzutauende Lebensmittel (4) während des gesamten Verfahrens einer luftstromgetragenen Aerosolumgebung ausgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aerosol mit einer Tröpfchengröße zwischen 0,001 bis 0,05 mm oder kleiner im Luftstrom mitgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufzutauenden Lebensmittel (4) mit dem Aerosol als Träger antimikrobielle und/oder antioxidative Stoffe zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufzutauenden Lebensmittel erst ab einer Oberflächentemperatur von –10 °C antimikrobielle und/oder antioxidative Stoffe zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als antimikrobielle und/oder antioxidative Stoffe mizellierte Naturstoffe verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftauen des Lebensmittels (4) in einer Auftaukammer (A₁, A₂) durchgeführt wird, in welcher Auftaukammer (A₁, A₂) ein Luftstrom eingestellt wird, der aerosolbeladen kontaktierend über die aufzutauenden Lebensmittel (4) geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftauverfahren im Bezug auf die das aufzutauende Lebensmittel anströmende Luftstromrate in mehreren Phasen durchgeführt wird, wobei in einer ersten Phase die das aufzutauende Lebensmittel anströmende Luftstromrate höher ist, welche Auftauphase von einer Auftauphase gefolgt wird bei der die Luftstromrate reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zum Auftauen von tiefgefrorenen Lebensmitteln mit hohem Wassergehalt, etwa Fisch oder Fischprodukten oder Fleisch bzw. Fleischprodukte durchgeführt wird.
Auftauanlage zum Auftauen von tiefgekühlten Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftauanlage (1, 11) zumindest eine Luft-Aerosol-Zuführeinheit (12) zum Bereitstellen eines aerosolbeladenen Luftstromes aufweist und dass die Luft-Aerosol-Zuführeinheit (12) angeordnet ist, damit der daraus austretende Luftstrom das oder die in der Auftauanlage (1, 11) platzierten aufzutauenden Lebensmittel (4) beaufschlagt.
Auftauanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftauanlage (1) eine gegenüber der Umgebung abgegrenzte Auftaukammer (A₁, A₂) umfasst, in der die zumindest eine Luft-Aerosol-Zuführeinheit (12) angeordnet ist.
Auftauanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auftaukammer (A₁) eine Absaugung (10) angeschlossen ist.
Auftauanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftaukammer (A₁) als Auftautunnel mit einer darin angeordneten Fördereinrichtung (2) zum Fördern der aufzutauenden Lebensmittel (4) durch den Auftautunnel ausgeführt ist.