DE1492544A1 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichmaessigen Auftauen von tiefgefrorenen Nahrungsmitteln - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum gleichmaessigen Auftauen von tiefgefrorenen NahrungsmittelnInfo
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Description
Bremen, den 1. September
Sch/Kl.-
A/Ml Auftaukühlung 64.195
Dr. tiXt^J K925U
ATLAS-WERKE, Aktiengesellschaft Bremen, Stephanlkirchenweide 1/19
Verfahren und Vorrichtung zum gleichmäßigen Auftauen von tiefgefrorenen Nahrungsmitteln.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dielektrischen Erwärmung tiefgefrorener Nahrungsmittel
insbesondere zum Auftauen tiefgekühlter Fische, vorzugsweise in Plattform, durch elektromagnetische Energie, vorzugsweise
im Mikrowellenbereich.
Mit den bisher bekannten dielektrischen Verfahren ist es nicht möglich, ein schnelles und gleichmäßiges Auftauen der
Gesamtplatte zu erzielen. Um örtliche Überhitzungen an Kanten und freistehenden Pischteilen zu vermeiden, die von Feldstärkeschwankungen
infolge der unebenen Oberfläche herrühren, ist es bekannt, das Out zur Bildung einer ebenen Oberfläche
in wassergefüllte Schalen zu legen. Trotzdem ist ein völlig gleichmäßiges Auftauen nicht gelungen. Abgesehen davon ist
das Arbeiten mit großen wassergefüllten Schalen umständlich.
Bei der dielektrischen Erwärmung im Mikrowellenbereioh treten diese Probleme in erhöhtem Maß auf. Die Eindringtiefe elektromagnetischer
Wellen im Dezimeterbereich ist bei gefrorenen Nahrungsmitteln sehr hoch, geht aber sprungartig zurück, wenn
der Schmelzpunkt erreicht und überschritten wird, der je nach
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_2- · H925U
Art des Gutes zwischen O und -2° C liegt. Die elektromagnetische
Energie erreicht deshalb, sobald die Oberfläche aufgetaut ist, nicht mehr unmittelbar den Kern des Gutes, sondern bleibt in
der Oberflächenschicht hängen. Die erzeugte Wärme kann von dort aus nur durch Wärmeleitung zum kälteren Kern hin übertragen
werden. Außerdem verschlechtert sich oberhalb des Schmelzpunktes die Temperaturleitfähigkeit durch den sprunghaften Rückgang der
Wärmeleitzahl, die gegenüber dem gefrorenen Gut um den Paktor 3*5 sinkt. Die Energiezufuhr muß deshalb öfters unterbrochen
werden, damit sich der Temperaturunterschied zwischen der wärmeren Oberflächenschicht und dem kälteren Kern ausgleichen
kann. Bei dicken Gütern wird dazu viel Zeit benötigt. Der Ausgleichsvorgang beansprucht nicht nur kostbare Zeit, er
führt auch zu entsprechend langen Anlagen. Ferner leidet die Qualität des Gutes, weil man bei diesem Verfahren naturgemäß
bis zur maximal zulässigen Temperatur geht, die bei Fisch 25° C beträgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden sind, wenn man
das Schmelzen der Oberflächenschicht beim Auftauen verhindert. Solange nämlich die Oberflächentemperatur des Gutes unterhalb
des Schmelzpunktes liegt, ist die Eindringtiefe der elektromagnetischen Welle groß und innerhalb des Gutes ein rascher
Temperaturausgleich durch die gute Wärmeleitfähigkeit gewährleistet. Ausgehend von dieser Überlegung wird erfindungsgemäß
die Oberfläche des Gutes während des Auftauens gekühlt, so daß
die Schmelztemperatur nicht überschritten wird.
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Da die Energie die tiefgefrorene Platte fast ungedämpft durchdringt» kann die Energie von einer Seite aus in die Platte
eingestrahlt und auf der gegenüberliegenden Plattenseite in einer geschmolzenen Oberflächenschicht absorbiert werden«
die sich z.B. durch Infrarotstrahlung erzeugen läßt. Wenn auf der Einstrahlungsseite durch Außenkühlung dafür gesorgt
wird, daß die Oberflächenschicht durch zunehmende Erwärmung keine nennenwerte Energie absorbiert, kann dieser Schmelzzone
durch den Block hindurch laufend Energie zugeführt werden. Dies läßt sich in besonders vollkommener Weise dadurch
erreichen, daß die Oberflächentemperatur unterhalb -5 bis -10° C
gehalten wird. Die Schmelzzone- wandert dabei durch den Block zur Einstrahlungsseite.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß sich im Gut nach dem Auftauen eine nahezu
einheitliche Temperatur einstellt und eine sofortige Verarbeitung möglich ist. Dabei bleibt die hohe Qualität des tief-;
gefrorenen Gutes vollständig erhalten; es treten kaum Tropfverluste auf, und es unterbleibt wegen der niedrigen Temperatur
ein Koagulieren des Eiweißes.
Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß sich auf diesem Wege hohe Auftaugeschwindigkeiten erreichen lassen und trotz
des hohen Leistungsbedarfes bei großen Durchsatzmengen kleine Anlagen genügen.
...4 909836/0526
U925U
Zur Kühlung können an sich bekannte Verfahren und Vorrichtungen
benutzt werden, bei denen die Kühltemperatur unterhalb des Schmelzpunktes vom Gut, vorzugsweise unterhalb -5 bis -10° C
liegt.
Große Vorteile bietet die an sich bekannte Kühlung mit verdampfendem
Stickstoff, der aus einem Rohr nahe der Gutsoberfläche versprüht wird. Das Nahrungsmittel befindet sich dann
während des Auftauens in einer neutralen Stickstoffatmosphäre.
In einfacher Weise kann auf dem Transport an der Oberfläche angetautes Gut bei Eintritt in die Vorrichtung durch Kühlung
mit verdampfendem Stickstoff rückgekühlt und auf eine einheitliche Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes gebracht
werden.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen näher veranschaulicht .
Fig. 1 und 2 veranschaulichen an einem Diagramm die
Wirkungsweise des bisher angewandten und des neuen Verfahrens,
Pig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und
Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.
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Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten bekannten dielektrischen Verfahren im Mikrowellenbereich beginnt die Erwärmung bei t .
Die elektromagnetische Energie W1 wird von oben und unten in
das Gut eingestrahlt und dringt bis zum Zeitpunkt t, unmittelbar bis zum Gutskern vor.
Die Isothermen geben die Temperaturverteilung vom Zeitpunkt t
an wieder. Bei t2 beginnt die Oberfläche zu tauen. Bei t,
setzt eine starke Erwärmung der Oberflächenschicht ein, während der Kern seine Temperatur nur noch geringfügig ändert.
Bei tj, ist die maximal zulässige Oberflächentemperatur erreicht.
Die Energiezufuhr muß unterbrochen werden, wenn sich nicht die Oberfläche übermäßig stark erwärmen soll. Die Temperaturunterschiede
gleichen sich anschließend aus. In periodischen Zeltabständen wechselt so Energiezufuhr und Temperaturausgleich,
bis der Blockkern aufgetaut ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren beginnt der Auftauvorgang
mit dem Schmelzen einer dünnen Oberflächenschicht durch Infrarotstrahlung Wg. Bei tj^ ist die Oberfläche bis zu einer
genügenden Tiefe aufgetaut und es kann zu diesem Zeitpunkt mit der Einstrahlung der Energie W1 von der gegenüberliegenden
Seite aus begonnen werden. Die Energie H1 dringt durch den
Block bis zur Schmelzzone vor und wird dort auf Grund der hohen dielektrischen Verluste von der auftauenden Schicht
absorbiert. Bei ununterbrochener Energiezufuhr wandert die
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Schmelzzone durch den Block zur Einstrahlungsseite. Damit die Oberfläche von der Einstrahlungsseite nicht auftaut, muß
die dort auf Grund der dielektrischen Verluste entstehende Wärme abgeführt werden. Dieses wird durch Kühlung mit verdampfendem
Stickstoff, die im Zeitpunkt t2 einsetzt, erreicht. Die
zugeführte Kälteleistung W, ist am niedrigsten, wenn die
Temperatur unterhalb -5° C liegt. Bei t~. wird die Kühlung
abgebrochen und zum Auftauen der Oberflächenschicht auf der Einstrahlungsseite ausschließlich Energie bis zum Zeitpunkt
th zugeführt.
Zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Durchführung dieser beiden Verfahren sind in Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei
der Vorrichtung Fig. j5 wird das Gut 1 (hintereinanderliegende
quaderförmige Fischplatten) auf Laufbändern 2 durch eine Schleuse 3 in einen Durchlaufkanal 4 befördert und durchläuft
zunächst eine Kühlzone 5 zur Rückkühlung der auf dem Transport
zur Vorrichtung angetauten Oberflächen und Kanten. Anschließend wird das Gut von unten und oben in einer an sich bekannten
Strahlungszone 6 mit elektromagnetischer Energie im Mikrowellenbereich
erwärmt.
Sobald die Oberflächentemperatur -5 bis -10° C erreicht hat, wird
von außen gekühlt. Das Kühlmittel, z.B. verdampfender Stickstoff, wird durch Lprühröhren 7 unten und oben in einen flachen Raum ö
unter- und oberhalb des Gutes 1 eingesprüht. Eine Abdeckung 9 aus verlustfreiem Dielektrikum verhindert das Eindringen des
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Kühlmittels hinter die Strahlungszone 6. Erwärmung und Oberflächenkühlung
werden solange fortgesetzt, bis das Gut 1 gleichmäßig aufgetaut ist.
Das Gut 1 verläßt die Anlage durch eine Schleuse 10 zur weiteren Verarbeitung.
Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 4 wird das Gut 1 ebenfalls auf
stegförmigen Lauf bändern 2 durch eine Schleuse 'j>
in den Durchlaufkanal befördert und durchläuft auf der Oberseite eine Infrarotstrahlungszone 11 zum Schmelzen der Oberflächenschicht
und auf der Unterseite eine Kühlzone 5 zur Rückkühlung angetauter Oberflächen und Kanten. Anschließend wird in einer
an sich bekannten Strahlungszone 6 von unten elektromagnetische Energie im Mikrowellenbereich zugeführt. Damit die Blockunterseite
nicht wärmer als -5 bis -10° C wird, kühlt man mit verdampfendem Stickstoff, der durch Sprühröhren 7 in einen
flachen Raum 8 unterhalb des Gutes eingesprüht wird. Eine Abdeckung 9 aus Dielektrikum verhindert das Eindringen des
Kühlmittels hinter die Strahlungszone 6. Erwärmung und Kühlung
der Unterseite werden solange fortgesetzt, bis die Schmelz» zone von oben her durch den Block hindurchgewandert und kurz
vor Erreichen der Unterseite ist. In der letzten Strahlungszone 12 wird die untere Oberfläche aufgetaut. Das Gut verläßt
die Anlage ebenfalls durch eine Schleuse 10 zur Weiterverarbeitung.
•. .8 909836/0626
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Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich, insbesondere hat das neue Verfahren
auch dann Bedeutung, wenn es nur um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung bis zu einer bestimmten Temperatur unterhalb des
Schmelzpunktes geht.
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Claims (6)
1. Verfahren zum Erwärmen tiefgefrorener Nahrungsmittel, insbesondere zum Auftauen von tiefgekühltem Fisch durch
elektromagnetische Energie, vorzugsweise im Mikrowellenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des
Gutes während des Auftauens gekühlt wird, so daß die Schmelzpunkttemperatur nicht überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung und Kühlung gleichzeitig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise mehrmals nacheinander erwärmt und gekühlt wird.
'
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß zur Kühlung verdampfender Stickstoff benutzt wird, der das Gut von allen Seiten umströmt.
5« Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlung einsetzt, wenn die Oberflächentemperatur
^ den Schmelzpunkt des Gutes oder eine bestimmte Temperatur
co unterhalb des Schmelzpunktes erreicht hat.
^
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
,S0 die GutsOberfläche auf einer Seite aufgetaut wird und die
zum Auftauen des gesamten Blockes notwendige Energie von
■ ,' ";' ' -' f ^ ', ■ V. -der
gegenüberliegenden Seite zugeführt wird.
... Io
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Erwärmung und
Kühlung in einem geschlossenen Raum erfolgen.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung in einem
Durchlaufkanal (4) erfolgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt des Gutes in die erste Strahlungszone (6) eine
Kühlzone (5) zur Rückkühlung vorgeschaltet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmung und Kühlung des Gutes nur von einer seite erfolgt (Fig. 4).
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung und Kühlung des Gutes von unten erfolgt,
wobei die Kühlung der Gutsoberfläche entweder über eine Kühlplatte (12) durch unmittelbaren Kontakt mit dem Gut
oder über ein Kühlmittel direkt erfolgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung eine stickstoffverdampfungseinriehtung (7)
u> vorgesehen ist.
ο
ο
15. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Versprühen des Stickstoffes im Durchlaufkanal Sprühröhren (7) vorgesehen sind.
U925U
14. Vorrichtung nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß
die Sprühröhren (7) an der Ober- und Unterseite des Kanals (4) zwischen zwei Strahlungsfeldern (6) angebracht sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch IJ und 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprühröhren (7) an der Seitenwand des Kanals (4) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Blockunterseite ein flacher, z.B. durch
Stege gebildeter Kühlraum vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftauen der Gutsoberfläche Wärmestrahlung im Infrarotbereich
benutzt wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einhaltung der Oberflachentemepratur die Kühlleistung von einem Temperaturmeßgerät (I5) gesteuert oder
geregelt wird.
909836/0526
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA0046993 | 1964-09-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1492544A1 true DE1492544A1 (de) | 1969-09-04 |
DE1492544B2 DE1492544B2 (de) | 1973-04-26 |
DE1492544C3 DE1492544C3 (de) | 1973-11-15 |
Family
ID=6935565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19641492544 Expired DE1492544C3 (de) | 1964-09-03 | 1964-09-03 | Verfahren und Vorrichtung zum Auftauen und/oder Erwarmen tiefge frorener Lebensmittel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1492544C3 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2733297A1 (de) * | 1977-07-22 | 1981-05-27 | Electricité de France Service National, 75008 Paris | Verfahren und vorrichtung zum auftauen gefrorener oder tiefgekuehlter produkte |
WO1982000403A1 (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-18 | Iverlund B | A method of thawing frozen food and an equipment for carrying out this method |
-
1964
- 1964-09-03 DE DE19641492544 patent/DE1492544C3/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2733297A1 (de) * | 1977-07-22 | 1981-05-27 | Electricité de France Service National, 75008 Paris | Verfahren und vorrichtung zum auftauen gefrorener oder tiefgekuehlter produkte |
WO1982000403A1 (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-18 | Iverlund B | A method of thawing frozen food and an equipment for carrying out this method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1492544C3 (de) | 1973-11-15 |
DE1492544B2 (de) | 1973-04-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |