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Die Erfindung betrifft eine Spezialelektrodenanordnung zur gezielten Ohm'schen Erhitzung unterschiedlicher, elektrisch leitfähige oder elektrisch leitfähige Bestandteile enthaltende Güter oder Strukturen auf anorganischer oder organischer Basis einschließlich von Gütern pflanzlicher oder tierischer Herkunft, bestehend aus mindestens einer Elektrodengruppe mit mehreren Einzelelektroden gemäß Anspruch 1.
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Aus der
DE 15 40 909 A ist eine Vorrichtung zur elektrischen Schnellerhitzung von Lebensmitteln vorbekannt, wobei die Erhitzung durch axialen Durchgang hochfrequenten Wechselstromes durch ein entsprechendes Lebensmittel erfolgt. Der Wechselstrom wird an den Enden oder Stirnseiten des zu behandelnden, langgestreckten Lebensmittels durch Kontakte zugeführt.
Die diesbezügliche nicht-leitende oder schlecht leitende Hülle des Lebensmittels wird durchdrungen. Die eingesetzten Elektroden können an den Kontaktflächen spitzen- oder schneidenförmige Vorsprünge besitzen, so dass die Hülle leichter durchstoßbar ist.
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Bei der Vorrichtung zum Erwärmen von Lebensmitteln nach
DE 10 2015 206 385 A1 geht es bevorzugt um die Behandlung von umhüllten Waren, insbesondere Fleisch- und Wurstwaren. Mittels dieser Lehre soll ein schnelles Erwärmen des umhüllten Lebensmittels durch gleichmäßiges Aufbringen elektrischen Stromes, der innerhalb des Lebensmittels Wärme erzeugt, realisiert werden.
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Die bekannte Vorrichtung weist mindestens zwei beabstandete, achsparallele und gleichsinnig drehbare zylindrische Elektroden auf, die mit den Anschlüssen entgegengesetzter Polarität einer elektrischen Stromquelle kontaktiert sind und im elektrischen Kontakt mit der Hülle stehen, wobei die Elektroden an der Hülle rotieren. Die Stromquelle nach
DE 10 2015 206 385 A1 stellt Wechselstrom mit einer Frequenz im Bereich von 2 kHz bis 300 MHz bereit.
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Bei der
DE 10 2014 010 166 A1 wird von einem Verfahren zur Behandlung eines Lebensmittels durch Erhitzung ausgegangen. Hierbei kommt eine nicht konventionelle, Ohm'sche Erhitzung zum Einsatz.
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Das Funktionsprinzip der Ohm'schen Erhitzung geht auf das direkte Durchleiten von Strom durch das Produkt zurück. Dabei übernimmt das Lebensmittel quasi die Funktion eines Widerstandes.
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Gemäß der
DE 10 2014 010 166 A1 erfolgt zunächst das Befüllen einer formstabilen oder durch weitere Mittel formstabilisierten Hülle aus nicht leitendem Material mit einem Füllmaterial. Hierbei kann es sich um ein Brät oder einen ähnlichen Lebensmittel-Rohstoff handeln. Im Anschluss werden die Öffnungen der Hülle mit leitenden Flächen, insbesondere mit Platten oder Stopfen, verschlossen. Über die leitenden Flächen erfolgt ein Zuführen des elektrischen Stromes zum Zweck der Ohm'schen Erhitzung.
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In einer Ausgestaltung nach
DE 10 2014 010 166 A1 kann das Behandlungsgut innerhalb der Hülle durch leitende Begrenzungen, zum Beispiel Scheiben aus leitendem Material, in Abschnitte unterteilt werden. Diese leitfähigen Begrenzungen führen zu einem Homogenisieren des Stromflusses und damit zu einer Vergleichmäßigung der Ohm'schen Erwärmung.
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Allen vorgenannten Lösungen ist gemeinsam, dass die Erwärmung durch Ohm'sche Erhitzung abhängig ist von den leitfähigen Pfaden innerhalb des zu behandelnden Produktes, das heißt vom Produktwiderstand. Üblicherweise ist dieser Widerstand nicht homogen über das Volumen des zu behandelnden Gutes oder Produktes verteilt. Dies führt dazu, dass in Teilzweigen geringeren Widerstandes größere Ströme fließen, mit der Folge einer zu hohen Erwärmung in diesen Zweigen und einer zu geringen Erwärmung oder zu lang andauernden Behandlungszeit in Zweigen höheren Widerstandes.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine SpezialElektrodenanordnung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und neue, bisher unbekannte Anwendungsgebiete für den Bereich der Technologie der Ohm'schen Erhitzung ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß der Elektrodenanordnung in der Merkmalskombination nach Anspruch 1.
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Es wird demnach von einer Spezialelektrodenanordnung zur gezielten Ohm'schen Erhitzung ausgegangen. Hierbei sollen unterschiedliche, elektrisch leitfähige oder elektrisch leitfähige Bestandteile enthaltende Güter oder Strukturen anorganischer oder organischer Basis behandelt werden. Ebenso soll die Behandlung von Gütern pflanzlicher oder tierischer Herkunft möglich sein. Die Elektrodenanordnung besteht aus mindestens einer Elektrodengruppe mit mehreren Einzelelektroden, bevorzugt ausgebildet als Berührungskontaktelektroden.
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Bevorzugt ist eine Vielzahl von Elektrodengruppen mit jeweils einer Vielzahl von Einzelelektroden vorgesehen, um auch räumlich bzw. volumenmäßig größere Güter oder Strukturen in einer technologisch angemessenen kurzen Zeit ausreichend durch Ohm'sche Erhitzung erwärmen bzw. behandeln zu können.
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Die erfindungsgemäßen Elektroden können kombiniert werden mit den in der Beschreibungseinleitung geschilderten Elektroden des Standes der Technik, insbesondere mit solchen Elektroden, die volumen- oder oberflächenseitig eindringen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Elektroden ermöglicht eine Ohm'sche Erhitzung in Kombination mit weiteren, durchaus bekannten, Verfahren der Behandlung von Gütern, wie beispielsweise der sogenannten Elektroperforation von pflanzlichen oder tierischen Zellen und entsprechend zu behandelnden Gütern, der Behandlung mit Hochdruck zur Keimreduzierung und/oder der Behandlung mit Ultraschall zur Strukturveränderung des Behandlungsgutes, beispielsweise zur Verdichtung.
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Wird beispielsweise die Elektrodenanordnung in Verbindung mit der Technologie der Ohm'schen Erhitzung und im Nachgang oder gleichzeitig mit einer Elektroperforation angewendet, können Zellwände aufgebrochen und der aufgebrochene Zustand beibehalten werden. Darüber hinaus tritt Zellflüssigkeit aus, was wiederum den Widerstandswert des Behandlungsgutes reduziert mit der weiteren Folge einer möglichen Reduzierung oder aber auch Verkürzung der Behandlungszeit zur Ohm'schen Erhitzung.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Elektrodenanordnung eine Elektrodengruppe auf, die aus einer Vielzahl von gegeneinander isolierten Einzelelektroden besteht, welche eine punktförmige, kreisförmige oder strahlenförmige Ausbildung besitzen. Die Einzelelektroden sind wahlweise unmittelbar einzeln oder aber auch in einer Teilmenge oder Gesamtmenge der einzelnen Elektroden verschaltbar und elektrisch ansteuerbar.
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Durch diese einzelne Verschaltbarkeit bzw. die einzelnen Ansteuerbarkeiten der Elektroden einer Elektrodengruppe kann auf sich verändernde oder das Gut oder die Struktur bestimmende Widerstandswerte eingegangen werden.
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Hier besteht auch die Möglichkeit, eine derartige Elektrodengruppe zunächst als Messelektroden zu nutzen, um einen Flächenwiderstand bzw. einen spezifischen Widerstand und dessen Änderungen über eine Fläche zu ermitteln, um hiernach die Ansteuerung der Elektroden so in die Wege zu leiten, dass ein möglichst homogenes Erwärmen des Behandlungsgutes erfolgt, so dass die gewünschte Produktqualität erreicht wird bzw. gesichert bleibt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Einzelelektroden in einem konkaven, halbschalen- oder schalenförmigen Träger eingesetzt oder eingebettet.
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Die Einzelelektroden können relativbeweglich im Träger angeordnet werden.
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Erfindungsgemäß kann die Einzelelektrode Bestandteil eines, bezogen auf das Behandlungsgut formgebenden Körpers oder einer formgebenden Hülle sein, wobei die Einzelelektroden bezogen auf den Körper oder die Hülle zu diesem auch beweglich verschiebbar sind. So kann das zu behandelnde Gut in den formgebenden Körper eingebracht werden. Im nächsten Schritt können dann die Elektroden in ihre gewünschte Behandlungsposition verbracht werden und es kann die Behandlung auf der Basis der Ohm'schen Erhitzung beginnen.
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Dabei besteht die weitere Möglichkeit, während der Behandlung die Elektroden in ihrer Lage relativ zum formgebenden Körper und damit zum Behandlungsgut zu verschieben, zum Beispiel langsam in ihre Ausgangsposition zur Behandlung heranzuführen.
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Der formgebende Körper kann druckbeaufschlagbar ausgebildet werden oder in Verbindung mit einem ultraschallerzeugenden Mittel stehen, um eine diesbezügliche Behandlung des Gutes in Verbindung mit der Ohm'schen Erhitzung zu ermöglichen.
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Die Elektroden können aus einem metallischen Material, aus leitfähigem Kunststoff oder einer leitfähigen Keramik bestehen sowie derartige Materialien enthalten. Dabei können auch besonderer Aspekte des Behandlungsgutes, zum Beispiel gemäß den gesetzlichen Regelungen in der Lebensmitteltechnologie oder aber auch der Vorschriften und Regeln bei der Behandlung von menschlichen oder tierischem Gewebe Rücksicht berücksichtigt werden, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung steriler oder sterilisierbarer Elektroden. Die Oberflächen der Elektroden können bezogen auf das Behandlungsgut mit einer Antihaftbeschichtung versehen sein.
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Die Elektroden können aus einem Kernmaterial mit einer leitfähigen Beschichtung bestehen, wobei über die leitfähige Beschichtung bei entsprechender Wechselstrombehandlung des Behandlungsgutes auf den sogenannten Skin-Effekt abgestellt wird. Insofern muss nur die leitfähige Beschichtung möglichst hochleitfähig realisiert werden. Der Elektrodenkern bzw. das die Umhüllung aufnehmende und tragende Material kann unter mechanischem Aspekt oder aber auch unter dem Kostenaspekt ausgewählt bzw. optimiert werden.
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Wie bereits kurz erwähnt, kann die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung mit einer Einrichtung zur Elektroperforation (PEF) in Verbindung stehen, wobei hier mindestens eine Elektrode Bestandteil der Elektroperforationseinrichtung ist oder derartig zumindestens zeitweise verschalten werden kann.
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Die erfindungsgemäße Spezialelektrodenanordnung zur gezielten Ohm'schen Erhitzung findet insbesondere Anwendung im Bereich der Lebensmitteltechnologie, zur chirurgischen Behandlung bei Mensch oder Tier, im Bauwesen zur Trocknung von Gebäuden oder Gebäudeteilen, in der Gastronomie zur Erwärmung von Speisen, zur Trocknung bzw. Verdichtung von biologischen oder chemischen Abfällen, aber auch im Bereich der Heizungs- und Klimatechnik.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiterer Vorteile sowie von Anwendungsaspekten näher erläutert werden.
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Im Bereich der chirurgischen, respektive medizinischen Behandlung von Mensch oder Tier können die Spezialelektroden in Nadelform dazu dienen, durch gezielte Hitzeanwendung Gewebe zu denaturieren. Dies kann minimal invasiv erfolgen.
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Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass bei Anwendung von miniaturisierten Elektroden nur ein kleiner Bereich mit dem zu behandelnden Gewebe in Kontakt gelangt, was das Behandlungsrisiko minimiert und den Behandlungserfolg verbessert. Nebenwirkungen durch Schnitte oder während der Operation eingetragene Keime können reduziert werden.
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Die Spezialelektrodenanordnungen können zum Beispiel kreisförmig oder quasi radial um einen Mittelpunkt angeordnet werden.
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Diesbezüglich können die einzelnen Elektroden schaltungstechnisch aktiviert werden, ohne dass ein Elektrodenwechsel stattfindet, um zum Beispiel Schichten außerhalb der zu behandelnden Formgebung zu erreichen. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, eine Elektrode durch eine Elektrode anderer Geometrie auszutauschen.
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Die Behandlungszonen können jede gewünschte Form abbilden, wie beispielsweise Rechtecke, Streifen, Schichten, Röhren, Rundstäbe oder Figuren, die einen bestimmten Anlass symbolisieren wie zum Beispiel einen Weihnachtsmann, einen Osterhasen, ein Logo eines Herzens oder dergleichen mehr.
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Im technischen Bereich besteht die Möglichkeit, mit Hilfe der Elektrodenanordnung Kleber bzw. aushärtende Füllmassen oder ähnliches durch gebietsweise oder punktuelle Erwärmung gezielt zu aktivieren. Durch die Verwendung von Hohlnadelelektroden lassen sich durch die Hohlnadeln hindurch gezielt vor, während oder nach der Ohm'schen Erwärmung Stoffe, z.B. Katalysatoren in das Behandlungsgut injizieren und ebenso thermisch behandeln.
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Eine Behandlung eines Gutes ist auch in einem speziellen, einem formgebenden Körper möglich. Hier können die Elektroden bereits in der Form bzw. im Körper implementiert sein oder mit Hilfe von Durchbrüchen in der Form in das Behandlungsgut eingebracht oder aber auch wieder zurückgezogen werden.
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Die erwähnte Behandlung kann auch in einer offenen Form stattfinden, so dass in der Form oder nach dem Ausstoßen des Behandlungsgutes eine Oberflächenbehandlung durch zusätzliche Mittel, wie zum Beispiel durch Benetzung mit Flüssigrauch, Gewürzzugabe, Farbe oder aber auch durch Erhitzen in Form von Abflämmen, Frittieren oder mittels Kältebehandlung erfolgen kann.
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Zur Beeinflussung der Dichte des Behandlungsgutes kann während der Behandlung mittels Ohm'scher Erhitzung das Gut einem Über- oder Unterdruck ausgesetzt werden.
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Durch Überdruck wird eine festere Konsistenz erzeugt und verhindert, dass sich im Produkt, das heißt im Behandlungsgut, Hohlstellen bilden, in denen sich in unerwünschter Weise zum Beispiel Flüssigkeit sammeln kann mit der Folge eines veränderten oder aber unterbrochenen Stromflusses.
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Bei Anwendung durch Unterdruck kann eine gewünschte schaumige oder fluffige Konsistenz des Behandlungsgutes stabilisiert oder erreicht werden, wie dies zum Beispiel bei Brot, Kuchen, Parfait oder ähnlichen Zubereitungen notwendig ist.
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Brätmasse kann locker in einen stromdurchlässigen Darm (Naturdarm) eingefüllt werden. Dieser wird dann in eine Negativform eingesaugt, eingelegt bzw. eingeschichtet.
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Durch Aufsetzen einer dicht abschließenden Deckelform und Anlegen eines Vakuums im Zwischenraum, dehnt sich das im Darm befindliche Füllgut aus und wird durch den Darm selbst begrenzt.
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Mittels angepasster Elektroden im Innenraum des Zwischenraumes lässt sich mittels der Ohm'schen Erhitzung die ausgedehnte Masse erwärmen und dadurch formstabilisieren.
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Ähnlich wie vorstehend erläutert, lässt sich Brät in eine Negativform einbringen. Durch Aufsetzen einer abschließenden Deckelform und Anlegen eines Vakuums kann das Behandlungsgut, begrenzt durch die Formen einer Ausdehnung unterliegen. Das Anlegen eines Wechselstromes mittels der im Zwischenraum befindlichen Kontakte in das Behandlungsgut führt dann zur Ohm'schen Erhitzung mit dem Ergebnis der Formstabilisierung des zu behandelnden Gutes.
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Das Behandlungsgut kann direkten Kontakt zur Form haben, zum Beispiel in Form hautloser Wurst, kann sich aber auch in einer nicht-leitenden Schale, zum Beispiel für eine Pastete oder ähnliches, befinden.
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Während der Behandlung einzelner Zonen im Behandlungsgut durch in das Volumen eingebrachte Elektroden besteht die Möglichkeit durch Veränderung des Druckes, in dem Behandlungsgut unterschiedliche Dichten zu realisieren, was dazu führt, dass sich der spezifische Widerstand in diesem Bereich verändert. Hier kann dann eine Anpassung der Wechselbestromung vorgenommen werden, um die Behandlungszeit bei gleichem Behandlungsergebnis zu verkürzen oder aber auch eine Behandlung zu intensivieren.
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Es liegt im Anwendungsgebiet der Erfindung, temperatursensible Medikamente durch eine mechanisch festere, höhertemperierbare Schicht zu ummanteln, oder umgekehrt. Auch diesbezüglich kann eine Verfestigung der Ummantelung durch Ohm'sche Erhitzung erfolgen.
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Bei in geschlossenen oder offenen Formen befindlichem Behandlungsgut, wie zum Beispiel Aufschnittbrät, Würstchenbrät, gepökeltes Fleisch zur Kochschinkenherstellung, Kasslerrohlingen oder nicht vorbehandelten Bratenstücken, kann mit Hilfe der Elektroden eine Erhitzung auch an Problemstellungen, wie zum Beispiel Rundungen, vorgenommen werden. Dabei können die Elektroden eine geometrische Hüllkurve bilden, welche der Struktur bzw. der Form des zu behandelnden Gutes entspricht, so dass ein entsprechendes gleichmäßiges Erwärmen erfolgen kann.
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Eingesetzte Formen können untereinander verbunden sein, um eine Behandlung kleinstückiger Produkte zu vereinfachen.
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Brühwürstchen- oder Bratwurstbrät kann in verbundene Unterformen gefüllt werden. Luft oberhalb des Behandlungsgutes wird vor dem Aufsetzen der mit insbesondere Bürstenelektroden versehenen passgenauen Formdeckel entfernt, so dass das Brät während der Behandlung der Ohm'schen Erhitzung einem Druck unterliegt und im Endprodukt eine feste, lufteinschlussfreie Konsistenz vorliegt.
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Nach einer derartigen Behandlung, die sich auch für im Darm befindliches Brät eignet, können die warmen Rohlinge oberflächenbehandelt werden oder unbehandelt warm verpackt werden. Eine Oberflächenbehandlung kann bei Würstchen durch Flüssigrauch erfolgen. Zur abschließenden Keimreduzierung der verpackten Produkte findet eine, gegebenenfalls weitere, kurzzeitige Wärmebehandlung statt.
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Im Gegensatz zu den bisher bekannten Erhitzungsverfahren erfolgt die erfindungsgemäße Erwärmung nicht von außen nach innen, sondern gleichzeitig und gleichmäßig im gesamten Behandlungsgut. Es entstehen daher keine Bereiche, die einer längeren oder zu intensiven Wärme ausgesetzt werden. Auch gegenüber einer Mikrowellen-Behandlung, deren Eindringtiefe begrenzt ist, zeigt die erfindungsgemäße Ohm'sche Erhitzung deutliche Vorteile wie zum Beispiel eine reduzierte Prozesszeit bei größeren Kalibern, einen reduzierten Prozessverlust und eine gleichmäßige Wärmedurchdringung im Behandlungsgut.
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Lebensmittel können vor der Behandlung mittels der Ohm'schen Erhitzung der Elektroperforation unterzogen werden (PEF-Behandlung). Die bei einer derartigen Behandlung auftretende Erwärmung ist für die Weiterbehandlung unschädlich bzw. zur Vorerwärmung des Rohlinges erwünscht. Durch die PEF-Behandlung werden Löcher in den Zellmembranen erzeugt. Durch die Verbindung von extrazellulärer Flüssigkeit mit intrazellulärer Flüssigkeit wird, zum Beispiel in einem Brühwurstbrät, die Bindefähigkeit, das heißt die Konsistenz des Produktes erhöht. Die eingesetzten Stabilisierungsstoffe, wie Phosphat, Milcheiweiß oder ähnliche können reduziert werden und je nach Rezeptur auch gänzlich entfallen.
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Vorteil dieser kombinierten Behandlung ist unter anderen die Tatsache, dass Mikroorganismen durch die PEF-Behandlung zumindest subletal geschädigt werden.
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Da Zellgewebe nach einiger Zeit durch quasi Selbstheilungskräfte dazu neigen, die in die Zellwand geschossenen Löcher wieder zu verschließen, ist eine PEF-Behandlung mit nachfolgender Wärmebehandlung auf der Basis einer Ohm'schen Erhitzung vorteilhaft. Die hier entstehende Eiweißkoagulation verhindert, dass sich die Zelllöcher wieder schließen.
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Vor Eintritt des Rigor Mortis kann durch Anwendung der Ohm'schen Erhitzung in schlachtwarmen Fleisch eine unerwünschte Muskelverkürzung verhindert und damit die Zähigkeit des Rohproduktes beeinflusst werden.
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Da Warmfleisch vor Eintritt des Rigor Mortis sehr empfindlich auf äußere Einflüsse wie Kälte, Wärme, Elektrostimulation oder dergleichen durch Muskelverkürzung reagiert, ist eine entsprechende Ohm'sche Erhitzung im Warmfleisch in Kombination mit einem Pressdruck vorteilhaft, und zwar zur Verhinderung einer Muskelverkürzung nach dem Schlachtprozess durch das Ineinandergleiten von Filamenten.
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Sofern Warmfleisch in einer an sich bekannten Pressvorrichtung so eingespannt wird, dass die Filamente nicht ineinander gleiten können, kann dieser Zustand quasi konserviert und eingefroren werden, wenn durch Elektroden der erfindungsgemäßen Art eine Ohm'sche Erhitzung stattfindet und hierdurch das Eiweiß des Behandlungsgutes so weit koaguliert, dass eine biochemische Veränderung der Muskeln nach der Entnahme des Fleisches aus der Pressvorrichtung nicht mehr erfolgen kann.
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Die vorstehend genannte Methode bildet viele Vorteile, wie kurze Prozesszeiten, geringe Austrocknungsverluste, geringere Lagerflächen und eine geringere mikrobielle Belastung.
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Die Ohm'sche Erhitzung kann mit der oben erwähnten PEF-Behandlung kombiniert werden, welche dazu beiträgt, Mikroorganismen trotz der relativ geringen thermischen Beeinflussung so zu schädigen, dass eine Vermehrung dieser unerwünschten Mikroorganismen verhindert oder verzögert wird.
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Die Kombination der PEF-Behandlung mit Ohm'scher Erhitzung macht kurzgereifte Rohwürste sicherer, indem Salmonellen, Listerien, Viren oder dergleichen inaktiviert werden.
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Die Ohm'sche Erhitzung auf der Basis der vorgestellten Elektroden bietet sich ganz grundsätzlich zur Inaktivierung von Sporenbildnern an. Durch gleichzeitige, sehr schnelle Erwärmung eines Behandlungsgutes nahezu an allen Stellen werden stromleitende Produkte, wie zum Beispiel befeuchtete Gewürze im Inneren des Produktes so weit erhitzt, dass ein Auskeimen von Sporenbildnern aufgrund des erfolgten Stresses durch die Wärmebehandlung provoziert wird. Das so behandelte Gut erfährt durch eine nachfolgende, zeitlich versetzte, gleichzeitig im gesamten Behandlungsgut wiederum schnell wirkende erneute Wärmebehandlung mittels der Ohm'schen Erhitzung bei höheren Temperaturen eine signifikante Keimreduzierung, und zwar durch Schädigung und Inaktivierung der ausgekeimten Sporen.
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Hier ist es auch möglich, das Behandlungsgut zeitnah einer Hochdruckbehandlung zur Inaktivierung bzw. Schädigung der ausgekeimten Sporen zu unterziehen.
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Diese Hochdruckbehandlung kann auch am Anfang der Behandlungskette stehen und die Sporenbildner durch Stress zum Auskeimen anregen.
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Bisher bekannte Erhitzungsmethoden führen durch den Wärmefortschritt von außen nach innen dazu, dass zumindest ein Teil der Sporen sich auf folgende Wärmebehandlungen einstellen kann und eine unerwünschte Verkapselung stattfindet.
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Die vorgenannte Wärmebehandlung mittels der Ohm'schen Erhitzung kann einer PEF-Behandlung vorgelagert werden.
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Eine ergänzende Anwendungsvariante unter Nutzung der Ohm'schen Erhitzung auf der Basis der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung besteht darin, das zu behandelnde Gut unmittelbar in einer Verpackung zu erwärmen.
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Zur Ausbildung einer Kappenform des Behandlungsgutes, wie beispielsweise bei Würsten, besteht die Möglichkeit, mehrere in einem Bogen bzw. einer Schalen- oder Bogenform angeordnete Elektroden an den zu formenden Enden des Gutes anzuordnen.
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Es liegt im Sinne der Erfindung, ein Ausgangsprodukt zum Beispiel ein Ausgangsbrät, auf dessen elektrische Eigenschaften zu prüfen. Diese Prüfung kann unmittelbar nach Entnahme aus einem Kutter erfolgen. Diesbezüglich können übliche Widerstandsmessgeräte eingesetzt werden. Alternativ können aber auch die erfindungsgemäßen Spezialelektroden eine Doppelfunktion erfüllen, indem zunächst vor Anlegen eines Behandlungsstromes eine Widerstandsbestimmung erfolgt. Nach Ermittlung des Widerstandswertes wird dann ein Behandlungsgut-spezifischer Stromfluss eingestellt und es erfolgt eine Aktivierung der Elektroden mit dem Ziel der gewünschten Ohm'schen Erhitzung.
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Um ein Gebilde, zum Beispiel eine Wurst kappenförmig an den Enden auszuführen und diesbezüglich zu stabilisieren, können zunächst Kappenelektroden aktiviert werden. Dies führt zu einer primären Verfestigung in den Rand- oder Kappenbereichen bzw. an den Wurstenden. Danach kann dann eine weitere Ohm'sche Erhitzung über zusätzliche Elektroden in die Wege geleitet werden. Der Erwärmungsvorgang, insbesondere derjenige an den Kappen, kann durch eine Überprüfung auf der Basis einer Infrarot-Kamera überwacht und gegebenenfalls auch gesteuert werden.
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Die Ausstattung von Kontakten an bzw. für abgerundete Kappenenden ist insbesondere punkt-, strahlen- oder ringförmig. Dabei kann eine konzentrische Anordnung von entsprechenden Ringen, aber auch eine segmentierte Ausbildung in Kreissegmentform erfolgen. Ein ggf. notwendiger Mittelpunktskontakt kann punktförmig realisiert werden.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
- 1 eine Darstellung einer Spezialelektrodenanordnung in Form von kreis- oder punktförmigen Einzelelektroden, die sich innerhalb eines kappenartigen, isolierenden Trägers befinden, wobei die Form des Trägers und/oder die Form der Elektroden für das Behandlungsgut formgebend wirkt; und
- 2 eine weitere Darstellung einer Spezialelektrodenanordnung, eingebettet in einem isolierenden Träger, der in Form einer Kappe oder Halbschale realisiert ist, wobei die Elektroden um einen gedachten Mittelpunkt quasi radial, strahlenförmig vom Mittelpunkt nach außen verlaufen und in ihrer Form bzw. Oberfläche der Struktur der Kappe bzw. der Schale oder Halbschale angepasst sind.
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Die in den 1 und 2 gezeigte Spezialelektrodenanordnung besteht aus einem bolzenartigen Befestigungsende 1, welches in einen Elektrodenaufnahmekörper 2 übergeht.
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Die Elektroden gehen aus von einem quasi massiven leitfähigen Block, zum Beispiel Kupferblock 3, und besitzen kleine kreisförmige oder punktförmige Einzelelektroden 4 bzw. gehen in solche Einzelelektroden 4 über.
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Das Behandlungsgut kommt nur mit der Oberfläche der einzelnen Elektroden 4 in Kontakt. Ein Eindringen der Oberfläche der Elektroden 4 in das Behandlungsgut (nicht gezeigt) soll vermieden werden.
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Die Einzelelektroden 4 sind eingebettet in einen isolierenden Träger 5.
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Dieser isolierende Träger 5 kann kappenartig ausgebildet sein und unmittelbar oder mittelbar der Formgebung eines diesbezüglichen, in die Kappe verbrachten Endes des Behandlungsgutes dienen.
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Die beispielsweise regelmäßig konkave Form der Kappe überträgt sich dann auf das Behandlungsgut, welches durch die Ohm'sche Erwärmung mit Hilfe der Spezialelektrodenanordnung verfestigt wird.
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Bei der Ausführungsform der Spezialelektrodenanordnung nach 2 liegt wiederum ein kappenförmiger isolierender Träger 5 vor.
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Die Einzelelektroden 4 sind bei dieser Ausführungsform um einen gedachten Mittelpunkt radial, das heißt strahlenförmig von innen nach außen verlaufend angeordnet.
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Die Krümmung, das heißt die dreidimensionale Oberflächenstruktur oder Oberflächenform der Einzelelektroden 4, passt sich dabei der im gezeigten Beispiel konkaven Struktur des Trägers 5 an bzw. approximiert diese Oberflächenform, um in gewünschter Weise das Behandlungsgut nicht nur zu erwärmen, sondern auch formgebend Einfluss zu nehmen.
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Die Oberflächenform mindestens einer der Einzelelektroden kann als Kennzeichnungsmerkmal ausgebildet werden. Hier kann die Oberflächenform eine Ziffer, einen Buchstaben, eine Figur, ein Icon, ein Symbol, ein Bild, eine Marke oder dergleichen umfassen. Die entsprechende Umrissstruktur bildet sich dann stromflussbedingt und zurückgehend auf die vollzogene Erwärmung auf der Oberfläche des Behandlungsgutes ab und kann zu dessen Kennzeichnung oder sonstigen Illustrationen dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1540909 A [0002]
- DE 102015206385 A1 [0003, 0004]
- DE 102014010166 A1 [0005, 0007, 0008]
