DE19528988A1 - Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von wasserhaltigen Gütern, insbesondere Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von wasserhaltigen Gütern, insbesondere Lebensmitteln, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens.

Während der thermischen Behandlung der wasserhaltigen Güter entweicht Wasser­ dampf aus den Gütern, der an kühleren Wänden und/oder Einbauten des Behandlungs­ raumes und evtl. an einem in dem Behandlungsraum eingesogenen Luft- und/oder Gasstrom kondensiert. Dies hat zur Folge, daß flüssiges Wasser auf die Güter zurück­ tropft, was insbesondere bei der Behandlung von Lebensmitteln zu Produktverderb füh­ ren kann. Die aus der Kondensation resultierende Volumenverringerung kann außerdem zu einem Unterdruck im Behandlungsraum führen, wodurch unkontrolliert Umgebungs­ luft in den Behandlungsraum eingezogen werden kann.

Bei der thermischen Behandlung von Gütern ist es manchmal vorteilhaft, die Güter wäh­ rend der Behandlung mit einem Dampfpolster oder einem Gaspolster gegenüber der Atmosphäre abzudecken, um eine Oxidation der Güter durch den Luftsauerstoff zu un­ terbinden.

Beispielsweise ist aus Chemical Abstracts 88: 188481 bekannt, bei Verfahren zum Fritieren von Lebensmitteln das Fritierfett in der Friteuse mit CO₂ abzudecken, um eine Oxidation des Fettes und damit ein vorzeitiges Altern des Fettes zu verhindern.

Bei Verfahren, die ohne Abdeckung der Güter mit einem Gas- und/oder Dampfpolster Arbeiten, werden relativ große Luftmengen mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten und starken Verwirbelungen eingesetzt, um aus den Gütern entweichendes Wasser auf­ nehmen zu können. Diese Methode eignet sich jedoch nicht bei solchen Verfahren, die mit einem Gas- und/oder Dampfpolster arbeiten. Bei diesen Verfahren sind nämlich re­ lativ ruhige Strömungsbedingungen erforderlich, um die Gas- und/oder Dampfpolster nicht zu zerstören. Ein Absaugen des Wasserdampfes mit Überschußluft oder Über­ schußgas ist ebenfalls nicht möglich, da auch dadurch die Gas- und/oder Dampfpolster aufgerissen werden können. Dies hätte z. B. beim Fritieren von Lebensmitteln zur Folge, daß die Lebensmittel und das Fritierfett durch Luftsauerstoff geschädigt würden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Ver­ fügung zu stellen, mit dem die schädlichen Auswirkungen der Wasserdampfbildung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Behandlung entstehender Wasserdampf innerhalb des Behandlungsraumes gezielt zum Kondensieren gebracht und das kondensierte Wasser aufgefangen und aus dem Be­ handlungsraum herausgeleitet wird.

Durch das gezielte Auskondensieren des Wasserdampfes und das Ableiten des Kon­ densats aus dem Behandlungsraum heraus wird einem unkontrollierten Auskondensie­ ren von Wasserdampf innerhalb des Behandlungsraumes vorgebeugt. Es wird verhin­ dert, daß unkontrolliert auskondensierter Wasserdampf in flüssiger Form auf die zu be­ handelnden Güter zurücktropft.

Zweckmäßigerweise wird der Wasserdampf oberhalb eines Auffangtrichters abgekühlt und das dabei kondensierte Wasser vom Auffangtrichter aufgefangen und über eine Rohrleitung aus dem Behandlungsraum herausgeführt. Zum Abkühlen des Wasser­ dampfes wird der Wasserdampf vorzugsweise mit einer von einem Kühlmittel durchflos­ senen Kondensationseinrichtung in Kontakt gebracht.

Durch das Auskondensieren des Wasserdampfes nimmt das Volumen des Gas-Dampfgemisches im Behandlungsraum ab. Um ein Einströmen von Umgebungsluft durch einen möglicherweise entstehenden Unterdruck entgegenzuwirken, ist gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, während des Kondensati­ onsvorgangs eine so große Menge an Inertgas oder einem Gasgemisch, dessen Inert­ gasgehalt größer ist, als der Inertgasgehalt von Luft und dessen Sauerstoffgehalt gerin­ ger ist als der Sauerstoffgehalt von Luft, in den Behandlungsraum einzuleiten, daß die durch den Kondensationsvorgang im Behandlungsraum verlorengegangene Gasmenge ersetzt wird. Auf diese Weise wird die Schutzgasatmosphäre im Behandlungsraum auf­ rechterhalten und es wird ein Eindringen von Luftsauerstoff aus der Umgebung verhin­ dert. Dadurch können während des gesamten Behandlungsvorgangs oxidierende Ein­ flüsse auf die zu behandelnden Güter vermieden werden. Dies kommt der Produktquali­ tät der behandelten Güter zugute.

Von Vorteil ist es ferner, die Wände des Behandlungsraumes zu beheizen, um ein Aus­ kondensieren des Wasserdampfes an den Wänden zusätzlich zu verhindern.

Gemäß eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird außerdem das Innere des Behandlungsraumes vor Beginn der Behandlung der Güter vorgewärmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell zur thermischen Behandlung aller denkbaren wasserhaltigen Güter eingesetzt werden. Insbesondere eignet sich das Ver­ fahren zum thermischen Garen von Lebensmitteln, z. B. zum Fritieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuverlässig erreicht, daß kein Wasser in­ nerhalb des Behandlungsraumes unkontrolliert auskondensiert und das Gas- und/oder Dampfpolster erhalten bleibt. Daraus resultiert eine Verbesserung der Produktqualität und bei Verfahren zum Fritieren von Lebensmitteln eine Verlängerung der Haltbarkeit des Fritierfetts.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Behandlungs­ raum zur Aufnahme der wasserhaltigen Güter, der eine Heizeinrichtung zur thermischen Behandlung der Güter aufweist.

Vorrichtungsseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß im Inneren des Be­ handlungsraumes mindestens eine Kondensationseinrichtung zum gezielten Auskon­ densieren von während der thermischen Behandlung entstehendem Wasserdampf vor­ gesehen ist, unterhalb der eine Auffangeinrichtung zum Auffangen von auskondensier­ tem Wasser angeordnet ist, die mit einer Wasserableitung in Verbindung steht, welche aus dem Behandlungsraum herausgeführt ist.

Zweckmäßigerweise weist die Kondensationseinrichtung mindestens einen Hohlraum auf, der mit einer Kühlmittelversorgungseinrichtung verbunden ist. In der Praxis kann die Kondensationseinrichtung z. B. ein Rohr aufweisen, das mit der Kühlmittelversor­ gungseinrichtung in Verbindung steht. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist die Kondensationseinrichtung als Platte ausgebildet, die von mindestens einem Rohr durchzogen ist, welches mit der Kühlmittelversorgungseinrichtung verbun­ den ist. Die Kondensationseinrichtung kann aber auch räumlich, z. B. kegelförmig, aus­ gebildet sein. Als Kühlmittel kommt z. B. flüssiger Stickstoff in Frage, der in einem Flüssiggastank gelagert wird.

Am zweckmäßigsten ist die Auffangeinrichtung als einfacher Auffangtrichter ausgebil­ det. Dabei weist der Auffangtrichter bevorzugt eine Querschnittsfläche auf, die über die Querschnittsfläche der Kondensationseinrichtung hinaus geht. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß auf jeden Fall die gesamte kondensierte Wassermenge vom Auffangtrichter aufgefangen wird und kein Wasser auf die zu behandelnden Güter herabtropft.

Um ein erneutes Verdampfen des kondensierten Wassers beim Auftreffen auf die Auf­ fangeinrichtung zu verhindern, ist diese vorzugsweise wärmeisoliert ausgebildet. Eine Kühlung der Auffangeinrichtung ist dagegen nicht vorgesehen, da sonst die Gefahr be­ steht, daß Wasserdampf an den Außenwänden der Auffangeinrichtung kondensiert und von dort auf die Güter herabtropft.

Beim Einsatz von Inertgaspolstern über den zu behandelnden Gütern ist eine Trennung zwischen den Gasatmosphären im Behandlungsraum und der Umgebung zweckmäßig. Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Wasserableitung einen gasdichten Abschluß zwi­ schen dem Inneren des Behandlungsraumes und dem Außenraum aufweist. In der Praxis kann dies z. B. dadurch bewerkstelligt werden, daß die Wasserableitung außer­ halb des Behandlungsraumes einen als Siphon ausgebildeten Abschnitt aufweist.

Zweckmäßigerweise sind die Wände des Behandlungsraumes mit einer Heizung verse­ hen. Zusätzlich oder alternativ können die Wände auch wärmeisoliert ausgebildet sein.

Der Behandlungsraum selbst kann z. B. als konventionelle Friteuse zum Fritieren von Lebensmitteln ausgebildet sein.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Behandlungsraumes mit integrierter Konden­ sationseinrichtung,

Fig. 2 eine Detailansicht der Kondensationseinrichtung.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft eine kommerzielle Fritieranlage zum Fritie­ ren von Lebensmitteln.

Die Fritieranlage besteht gemäß Fig. 1 aus einem Behandlungsraum 1, in dem sich die zu fritierenden Lebensmittel und das Fritierfett befinden. Die Lebensmittel und das Fri­ tierfett werden von einem Gaspolster aus Stickstoffgas abgedeckt. Dadurch wird eine Oxidation des Fritierfetts durch Luftsauerstoff verhindert. Bei der thermischen Behand­ lung der Lebensmittel im Behandlungsraum 1 entsteht Wasserdampf, der an den Wän­ den des Behandlungsraumes 1 und/oder an Einbauten innerhalb des Behandlungsrau­ mes 1 auskondensieren könnte. Dies hätte zur Folge, daß Wasser auf die Lebensmittel zurück tropfen und die Lebensmittel und/oder das Fritierfett verderben würde. Um dies zu verhindern, ist vorgesehen, während der Behandlung entstehenden Wasserdampf innerhalb des Behandlungsraumes 1 gezielt zum Kondensieren zu bringen und das kondensierte Wasser aufzufangen und durch die Wand 10 aus dem Behandlungsraum 1 herauszuführen. Zum gezielten Kondensieren des Wasserdampfes ist eine Kondensa­ torplatte 2 vorgesehen, die von einem Rohr 6 durchzogen ist, welches Anschlüsse 3 und 4 zur Zufuhr und Abfuhr eines Kühlmittels aufweist. Die Anschlüsse 3 und 4 stehen mit einer außerhalb des Behandlungsraumes angeordneten und in der Fig. 1 nicht dargestellten Kühlmittelversorgungseinrichtung, z. B. einem Flüssigstickstofftank in Verbindung. Unterhalb der Kondensatorplatte 2 ist ein Auffangtrichter 5 angeordnet, dessen Querschnitt über den der Kondensatorplatte 2 hinausgeht. Der Auffangtrichter 5 ist mit einer Wärmeisolierung 7 versehen. Der Auffangtrichter 5 mündet nach unten in eine Rohrleitung 9, die durch die Wand des Behandlungsraumes 1 hindurch nach außen geführt ist. Im Außenraum weist die Rohrleitung 9 einen als Siphon 6 ausgebildeten Ab­ schnitt auf.

Beim Betrieb der Fritieranlage entweicht aus den Lebensmitteln Wasserdampf, der ge­ zielt an der Kondensatorplatte 2 auskondensiert wird. Das auskondensierte Wasser tropft in den Auffangtrichter 5 und wird über die Rohrleitung 9 nach außen geleitet.

Mit dem Verfahren wird insgesamt erreicht, daß ein unkontrolliertes Auskondensieren von Wasserdampf im Behandlungsraum 1 zuverlässig verhindert wird und andererseits das Schutzgaspolster, das das Fritierfett gegenüber Luftsauerstoff abdeckt, erhalten bleibt. Daraus resultieren eine bessere Produktqualität und ein geringerer Fettverderb.

In Fig. 2 ist eine Detailansicht der Kondensationseinrichtung und der Auffangeinrich­ tung im Querschnitt dargestellt. Die Bedeutung der einzelnen Anlagenteile ist bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 ausführlich erklärt worden.

Claims (16)

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von wasserhaltigen Gütern, insbesondere Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß während der Behandlung entste­ hender Wasserdampf innerhalb des Behandlungsraumes gezielt zum Kondensieren gebracht und das kondensierte Wasser aufgefangen und aus dem Behandlungs­ raum herausgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf mit einer von einem Kühlmittel durchflossenen Kondensationseinrichtung in Kontakt gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasser­ dampf oberhalb eines Auffangtrichters abgekühlt und das dabei kondensierte Was­ ser vom Auffangtrichter aufgefangen und über eine Rohrleitung aus dem Behand­ lungsraum herausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wäh­ rend des Kondensationsvorgangs eine so große Menge an Inertgas oder einem Gasgemisch, dessen Inertgas größer ist als der Inertgasgehalt von Luft und dessen Sauerstoffgehalt geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Luft, in den Behandlungs­ raum eingeleitet wird, daß die durch den Kondensationsvorgang im Behandlungs­ raum verloren gegangene Gasmenge ersetzt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Behandlungsraum zur Aufnahme der Güter, der eine Heizeinrichtung zur thermischen Behandlung der Güter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im In­ neren des Behandlungsraumes mindestens eine Kondensationseinrichtung zum gezielten Auskondensieren von während der thermischen Behandlung der Güter entstehenden Wasserdampf vorgesehen ist, unterhalb der eine Auffangeinrichtung zum Auffangen von auskondensiertem Wasser angeordnet ist, die mit einer Was­ serableitung in Verbindung steht, welche aus dem Behandlungsraum herausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensations­ einrichtung mindestens einen Hohlraum aufweist, der mit einer Kühlmittelversor­ gungseinrichtung verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensations­ einrichtung mindestens ein Rohr aufweist, das mit einer Kühlmittelversorgungsein­ richtung verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensations­ einrichtung als Platte ausgebildet ist, die von mindestens einem Rohr durchzogen ist, welches mit einer Kühlmittelversorgungseinrichtung verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsein­ richtung kegelförmig ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung als Auffangtrichter ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrichter eine Querschnittsfläche aufweist, die über die Querschnittsfläche der Kondensati­ onseinrichtung hinausgeht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung wärmeisoliert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserableitung einen gasdichten Abschluß zwischen dem Inneren des Behand­ lungsraumes und dem Außenraum aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserableitung außerhalb des Behandlungsraumes einen als Siphon ausgebildeten Abschnitt auf­ weist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Behandlungsraumes wärmeisoliert sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Behandlungsraumes mit einer Heizung versehen sind.