DE10208922A1 - Verfahren und Autoklav zum Konservieren von Produkten - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, sowie ein Autoklav zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Produkte im Autoklaven mit Dampf beaufschlagt und die nachfolgende Kühlphase dadurch durchgeführt wird, dass die Produkte durch drucklos durchgeführte Kühlflüssigkeitsberieselung abgekühlt werden. Auf diese Weise läßt sich eine rasche und gute Kühlung bei geringem Kühlflüssigkeitsverbrauch erreichen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, mit den folgenden Schritten:
  
• a) Einführen der Produkte in einen Autoklaven;
• b) Beaufschlagen der Produkte im Autoklaven mit Dampf;
• c) Abkühlen der Produkte im Autoklaven durch Beaufschlagen derselben mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser.
• Die Erfindung betrifft ferner einen Autoklaven zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Es ist bekannt, zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, Autoklaven einzusetzen. Diese sind in der Regel als liegende zylindrische Druckbehälter ausgebildet, wobei die zu konservierenden Produkte, insbesondere Lebensmittel in Verpackungen, wie Gläsern, Dosen etc., in sogenannten Käfigen angeordnet werden, welche in die Autoklaven hineinbewegt und nach Abschluß der Konservierungsbehandlung wieder aus diesen herausbewegt werden. Innerhalb der Käfige sind die Produkte mit Hilfe von perforierten Zwischenlagen aufeinandergestapelt, wobei Käfige und Zwischenlagen dampfdurchlässig ausgebildet sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Dampfbehandlung aller Produkte zu gewährleisten.
• Beim Konservieren bzw. Sterilisieren findet eine anfängliche Spülphase, eine nachfolgende Aufheizphase und eine darauffolgende Sterilisierungsphase Anwendung. Nach der Sterilisierungsphase folgt eine Kühlphase, um die Produkte vor der Entnahme aus dem Autoklaven auf gesteuerte Weise abzukühlen. Der zum Sterilisieren verwendete Dampf wird mit Hilfe von Ventilatoren im Autoklaven umgewälzt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Kühlphase von derartigen Verfahren. Es ist bekannt, als Kühlmedium Wasser zu verwenden und dieses mit Hilfe von Düsen, die an Rohren im oberen Bereich des Autoklaven angeordnet sind, auf die Produkte zu sprühen. Bei dieser Vorgehensweise wird daher die Kühlflüssigkeit unter relativ hohem Druck auf die Produkte abgegeben. Das hat den Nachteil, dass die mit relativ hohem Druck auf die Produkte treffende Flüssigkeit von diesen wieder reflektiert wird, so dass keine innige Umspülung der Produkte mit der Kühlflüssigkeit erreicht wird. Demzufolge ist die hierdurch erreichte Wärmeübertragung von den Produkten auf die Kühlflüssigkeit nur gering, und es sind große Wassermengen erforderlich, um einen entsprechenden Kühleffekt zu erreichen. Dabei gelangt ein Großteil des Wassers ungenutzt, d. h. ohne entsprechende Wärmeenergie von den Produkten aufgenommen zu haben, zur Unterseite des Autoklaven und wird von dort über ein entsprechendes Abführrohr aus dem Inneren des Autoklaven entfernt. Darüber hinaus ist bei dieser Methode der Wasserkühlung eine gleichmäßige Beaufschlagung der Produkte nicht gewährleistet. So werden zwar die Bereiche der Produkte, die vom Sprühkegel der jeweiligen Düsen getroffen werden, gekühlt, jedoch verbleiben andere Bereiche, die nicht unmittelbar von den Düsenkegeln beaufschlagt werden, im ungekühlten Zustand. Dies trifft insbesondere auf Produkte zu, die sich im unteren und/oder inneren Bereich der Käfige befinden, da diese Bereiche nicht unmittelbar von den Düsen erreicht werden.
• Man kann zwar eine Vergleichmäßigung der Beaufschlagung mit Kühlflüssigkeit dadurch erreichen, dass man die Dauer der Kühlung und die Menge der verwendeten Kühlflüssigkeit erhöht, jedoch ist dies mit beträchtlichem zusätzlichem Aufwand an Zeit, Kühlflüssigkeit und Energiekosten verbunden, was unerwünscht ist. Darüber hinaus wird durch eine zu lange Zeitdauer der Kühlphase der gesamte Konservierungsprozeß in die Länge gezogen, wodurch sich eine unwirtschaftliche Ausnutzung des Autoklaven ergibt.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Konservieren von Produkten und einen Autoklaven zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen ein besonders inniger Kontakt zwischen den zu kühlenden Produkten und der Kühlflüssigkeit und damit eine besonders gute und gleichmäßige Wärmeübertragung erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die Produkte durch drucklos durchgeführte Kühlflüssigkeitsberieselung gekühlt werden.
• Die Erfindung wendet sich somit vom bekannten Prinzip der Beaufschlagung der Produkte mit unter Druck stehender Kühlflüssigkeit ab. Statt dessen werden die Produkte durch eine Kühlflüssigkeitsberieselung, d. h. drucklos unter Schwerkrafteinwirkung, gekühlt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass sich aufgrund der Tatsache, dass die auf die Produkte auftreffende Kühlflüssigkeit nicht mehr von den Produkten reflektiert wird, eine sehr innige Umspülung der Produkte mit mehr Kühlflüssigkeitsvolumen ergibt. Insbesondere wird hierdurch erreicht, dass die auf die Oberseiten der Produkte bzw. Produktverpackungen auftreffende Kühlflüssigkeit von dort entlang den Seitenflächen der Verpackungen, insbesondere Dosen, nach unten läuft, so dass nicht nur der obere Bereich, sondern auch der seitliche Bereich der Produkte bzw. Produktverpackungen gekühlt wird. Ferner kann die Kühlflüssigkeit von den Seitenflächen der Produkte bzw. Produktverpackungen auch die Unterseite derselben kontaktieren, so dass auch ein Kühleffekt der Unterseite erreicht wird.
• Mit dieser Art der Kühlung werden ferner nicht nur die in den Käfigen oben gelagerten Produkte, sondern auch die darunter angeordneten Produkte innig gekühlt, insbesondere auch die im mittleren Bereich der Käfige angeordneten Produkte. Die Kühlflüssigkeit strömt entlang den Produkten der oberen Lage nach unten und gelangt durch die perforierten Zwischenlagen, falls solche vorhanden sind, auf die darunter befindlichen Produkte. Da sich die Kühlflüssigkeit allein durch Gravitätseinflüsse nach unten bewegt, wird sie nicht von den Produkten reflektiert, so dass eine ausreichende Zeitdauer zur Wärmeübertragung verbleibt.
• Mit der erfindungsgemäß durchgeführten drucklosen Wasserberieselung wird somit eine rasche und gleichmäßige Kühlung der Produkte bei geringem Kühlflüssigkeitsverbrauch erreicht. Mit den Begriff "drucklos" ist hiermit gemeint, dass die Kühlflüssigkeit die Produkte durch Schwerkraftwirkung kontaktiert, d. h. vom oberen Bereich des Autoklaven auf die darunter angeordneten Produkte gelangt. Dies soll jedoch nicht ausschließen, dass die Kühlflüssigkeit beim Austritt aus den entsprechenden Berieselungssystemen (Zuführrohren etc.) noch unter einem gewissen Restdruck (Förderdruck) stehen kann.
• Bevorzugt wird eine flächenmäßige Berieselung der Produkte durchgeführt, um die gesamte, von den Produkte besetzte Fläche abzudecken und gleichmäßig mit der Kühlflüssigkeit zu beaufschlagen. Das bedeutet, das die verwendeten Berieselungssysteme vorzugsweise in gleichen Abständen eine punktförmige oder linienförmige Kühlflüssigkeitsabgabe sicherstellen, die sich flächig über den Produktbereich erstreckt.
• Bei der verwendeten Kühlflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um Wasser. Dieses kann, falls gewünscht oder erforderlich, mit entsprechenden Zusätzen versehen sein.
• Bei den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Produkten handelt es sich vorzugsweise um Lebensmittel, die durch Dampfbehandlung im Autoklaven sterilisiert bzw. konserviert werden sollen. Diese Lebensmittel sind in der Regel in Verpackungen, wie Gläsern, Dosen und anderen Behältnissen, untergebracht. Die Produkte werden daher durch die durchgeführte Wasserkühlung nicht beeinträchtigt.
• Die vorstehend angegebene Aufgabe wird ferner bei einem Autoklaven zur Durchführung des vorstehend wiedergegebenen Verfahrens, der eine Kühleinrichtung mit einer im oberen Teil des Autoklaven angeordneten Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung, ein Zuführrohr zur Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung und ein Kühlflüssigkeitsabführrohr aus dem Autoklaven aufweist, dadurch gelöst, dass die Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung als drucklos wirkende Berieselungsvorrichtung ausgebildet ist.
• Die Berieselungsvorrichtung kann beispielsweise als Rohrsystem ausgebildet sein, das eine Vielzahl von Berieselungslöchern aufweist. Diese können in Anpassung an die spezielle Art des Autoklaven oder die zu behandelnden Produkte in gleichen oder ungleichen Abständen angeordnet sein, so dass sich eine gewünschte Beaufschlagung der Produkte mit Kühlflüssigkeit ergibt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Berieselungsvorrichtung eine insbesondere wannenförmige Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung mit Berieselungslöchern auf. Bei dieser Ausführungsform kann sich, je nach Größe und Anzahl der Berieselunglöcher, in der Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung eine bestimmte Flüssigkeitssäule ausbilden. Es versteht sich, dass natürlich auch diese Ausführungsform unter den Begriff "drucklos durchgeführte Kühlflüssigkeitsberieselung" fällt. Die durch das Zuführrohr zugeführte Kühlflüssigkeit wird dabei in die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung abgegeben und strömt von dieser über die Berieselungslöcher auf die zu kühlenden Produkte.
• Vorzugsweise besitzt das Zuführrohr einen über der Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung im Autoklaven angeordneten Rohrabschnitt, der Öffnungen zur Abgabe der Kühlflüssigkeit in die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung aufweist. Hierdurch wird eine Vorverteilung der Kühlflüssigkeit erreicht. Der Rohrabschnitt kann auch in einzelne Vorverteilerabschnitte für die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung unterteilt sein.
• Die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung ist vorzugsweise wannenförmig ausgebildet und hat insbesondere einen ebenen Boden mit leicht aufwärts gekanteten Seitenwänden. Der Aufbau einer zu großen Flüssigkeitssäule innerhalb der Sammeleinrichtung ist unerwünscht, da sich hierdurch die mit einer drucklosen Beaufschlagung verbundenen Vorteile reduzieren.
• Die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung erstreckt sich vorzugsweise über die Breite des Autoklaven, so dass die Produkte über ihre gesamte Breite mit Kühlflüssigkeit berieselt werden, insbesondere die gesamte Breite der Lagerkäfige für die Produkte abgedeckt wird.
• Es versteht sich, dass eine flächenmäßige Berieselung der Produkte erreicht wird, da die Berieselungslöcher flächenmäßig in Längs- und Querrichtung des Autoklaven angeordnet sind.
• Die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung ist vorzugsweise in Längsrichtung des Autoklaven in mehrere Einzeleinrichtungen unterteilt. Dies hat den Vorteil, dass die Wartung und der Austausch der Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung erleichtert wird, da hierbei die Einzelwannen bzw. Einzelbleche sehr viel einfacher gehandhabt werden können als eine sich über die gesamte Länge des Autoklaven erstreckende Sammeleinrichtung. Die Einzeleinrichtungen sind im Autoklaven aneinandergesetzt, wobei sich die aufgekanteten Seitenwände kontaktieren. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass eine Einzeleinrichtung jeweils einem Käfig zur Aufbewahrung der zu konservierenden Produkte zugeordnet sein kann. Auf diese Weise können beispielsweise zwischen den Käfigen Zonen angeordnet werden, die nicht mit Kühlflüssigkeit berieselt werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Autoklaven; und
• Fig. 2 eine Ansicht des Autoklaven der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 bei entferntem Deckel.
• Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Autoklav besitzt ein Gehäuse 1 in der Form eines liegenden Zylinders, das in Fig. 1 auf der linken Seite durch eine Stirnwand und auf der rechten Seite über einen öffenbaren Deckel geschlossen ist. Durch Öffnen des Deckels können sogenannte Käfige 9, die mit zu konservierenden Lebensmitteln, beispielsweise solchen in Dosen, Gläsern etc., bepackt sind, in den Autoklaven hineinbewegt werden. Nach dem Schließen des Deckels wird mit der eigentlichen Konservierung- bzw. Sterilisationsbehandlung begonnen.
• Der hier dargestellte Autoklav arbeitet zum Sterilisieren mit Dampf, wobei der Dampf über einen schematisch bei 16 dargestellten Ventilator im Autoklav umgewälzt wird. Fig. 2 zeigt, dass im seitlichen Bereich des Autoklaven jeweils ein vertikales Leitblech 2 angeordnet ist, das den Autoklaven in Längsrichtung in einen Mittelraum und zwei seitliche Räume unterteilt. Der Ventilator 16 drückt den Dampf durch die durch die Trennbleche zwei gebildeten Außenräume in Fig. 1 von rechts nach links und saugt den Dampf durch den Mittelraum zurück. Entsprechende Einrichtungen für die Dampfumwälzung sind hier nicht gezeigt, da diese nicht Gegenstand der Erfindung bilden.
• Der Ventilator 16 wird über einen am Deckel 14 angeordneten Elektromotor 17 angetrieben.
• Die in den Käfigen 9 im Inneren des Autoklaven angeordneten Lebensmitteldosen sind auf perforierten Endlagen oder Zwischenlagen 16 gelagert, um den Innenraum des Autoklaven möglichst umfassend zu nutzen. Man erkennt in Fig. 2, dass die Käfige 9 seitlich von den beiden Leit- bzw. Trennblechen begrenzt werden. An der Unterseite werden die Käfige 9 über geeignete Lagereinrichtungen 18 gelagert. Die Käfige können auf diesen Lagereinrichtungen gleiten, so dass sie ohne weiteres in den Autoklaven hinein und wieder aus diesem herausbewegt werden können.
• Die eigentliche Konservierungs- bzw. Sterilisationsbehandlung mit Hilfe von Dampf ist für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung und wird daher hier im einzelnen nicht mehr erläutert. Wesentlich ist, dass nach einer anfänglichen Spülphase eine Aufheizphase erfolgt, wonach die eigentliche Sterilisationsphase durchgeführt wird. Danach müssen die im Autoklaven befindlichen Lebensmitteldosen im Autoklav einer gesteuerten Abkühlung unterzogen werden, da sie im heißen Zustand nicht dem Autoklaven entnommen werden können.
• Zur Durchführung dieser Abkühlung weist der Autoklav eine Zuführleitung 3 für eine geeignete Kühlflüssigkeit auf, bei der es sich in der Regel um Leitungswasser handelt. Die Zuführleitung 3 führt von einer Pumpe 19, die von einem Elektromotor 20 angetrieben wird, umgewälztes Leitungswasser am oberen Ende in den Autoklaven ein, und zwar in Längrichtung desselben an einer gegenüber der Autoklavenmitte etwas versetzten Stelle. Im Inneren des Autoklaven mündet die Zuführleitung 3 in ein Verteilerstück 4, das in zwei horizontal angeordnete Längsrohre 5 mündet, die zu beiden Seiten der Zuführleitung angeordnet sind. Diese Längsrohre erstrecken sich im wesentlichen über den Bereich des Autoklaven, der mit den zu kühlenden Lebensmitteldosen bepackt ist.
• Die erwähnten Längsrohre 5 sind an ihren Unterseiten mit in Längsabschnitten angeordneten Austrittsöffnungen 21 versehen, durch die das zugeführte Wasser nach unten in den Autoklaven abgegeben wird. Dieses Wasser wird von einer wannenförmigen Sammeleinrichtung 6 aufgefangen. Man erkennt in Fig. 1, dass diese wannenförmige Sammeleinrichtung 6 in Längsrichtung des Autoklaven in vier Einzeleinrichtungen unterteilt ist, welche beweglich bzw. lösbar im Autoklaven angeordnet sind. Die Einrichtungen sind auf seitlichen Halterungsflanschen 8 gelagert und können zu Wartungszwecken dem Autoklaven entnommen und wieder in diesen hineingeschoben werden. Dabei stoßen Sie mit ihren aufgekanteten Seitenflächen aneinander an.
• Die wannenförmigen Sammeleinrichtungen 6 sind in der Form von Blechen ausgebildet, die mit einer Vielzahl von Löchern 7 in ihrem Boden versehen sind. Durch diese Löcher kann das in der wannenförmigen Einrichtung aufgefangene Wasser nach unten abgegeben werden, so dass die darunter befindlichen, in den Käfigen gelagerten Lebensmitteldosen berieselt bzw. beregnet werden. Die Löcher sind sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gleichmäßig über die Böden der jeweiligen Bleche verteilt angeordnet. In den Fig. 1 und 2 sind die entsprechenden Berieselungsvorgänge angedeutet.
• Das auf die oberste Lage der Lebensmitteldosen gelangende Wasser trifft auf die Decke der Dosen und fließt an den Seitenflächen der Dosen nach unten, ggf. an den Böden der Dosen zusammen. Es gelangt von dort durch die perforierte Zwischenlage 16 auf den unteren Dosenstapel, der ebenfalls auf innige Weise umflossen wird. Auf diese Weise läßt sich eine sehr gute Wärmeübertragung unter vollständiger Ausnutzung der im Wasser steckenden Kühlenergie erzielen, so dass die Dosen rasch und bei geringem Wasserverbrauch abgekühlt werden.
• Nachdem das Wasser die unterste Dosenlage passiert hat, tropft es auf den Boden des Autoklaven und wird von dort über ein Abführrohr 10 mit Hilfe der Pumpe 19 abgezogen und über das Zuführrohr 3 wieder in den Autoklaven eingeführt. Bei Bedarf wird neues Wasser zugesetzt.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen ferner seitlich angeordnete Rohre 11 mit Düsen 12, die zum seitlichen Besprühen der zu konservierenden Lebensmittel dienen. Die entsprechenden quadratischen Sprühkegel dieser Düsen sind mit 15 bezeichnet.

Claims (10)

1. Verfahren zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, mit den folgenden Schritten:

a) Einführen der Produkte in einen Autoklaven;

b) Beaufschlagen der Produkte im Autoklaven mit Dampf;

c) Abkühlen der Produkte im Autoklaven durch Beaufschlagen derselben mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser;

dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte durch drucklos durchgeführte Kühlflüssigkeitsberieselung gekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine flächenmäßige Berieselung der Produkte durchgeführt wird.

3. Autoklav zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Kühleinrichtung mit einer im oberen Teil des Autoklaven angeordneten Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung, einem Zuführrohr zur Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung und einem Kühlflüssigkeitsabführrohr aus dem Autoklaven, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeitsabgabevorrichtung als drucklos wirkende Berieselungsvorrichtung ausgebildet ist.

4. Autoklav nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berieselungsvorrichtung ein Rohrsystem mit Berieselungslöchern aufweist.

5. Autoklav nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berieselungsvorrichtung eine wannenförmige Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) mit Berieselungslöchern (7) aufweist.

6. Autoklav nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführrohr (3) einen über der Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) im Autoklaven angeordneten Rohrabschnitt (5) besitzt, der Öffnungen (21) zur Abgabe der Kühlflüssigkeit in die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) aufweist.

7. Autoklav nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) über die Breite des Autoklaven erstreckt.

8. Autoklav nach einem der der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) in Längsrichtung des Autoklaven in mehrere Einzeleinrichtungen unterteilt ist.

9. Autoklav nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzeleinrichtung jeweils einem Käfig (9) zur Aufbewahrung der zu konservierenden Produkte zugeordnet ist.

10. Autoklav nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt in einzelne Vorverteilerabschnitte für die Kühlflüssigkeitssammeleinrichtung (6) unterteilt ist.