DE19944500A1 - Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Nahrungsmittels, um eine formbare Konsistenz zu erzielen, zweckmäßigerweise durch teilweises Gefrieren des Nahrungsmittels, Unterteilen des Nahrungsmittels in eine Mehrzahl von Portionen, wobei die Portionen in einer festen Anordnung vorliegen, sowie Verpacken der Nahrungsmittelportionen, wobei die Portionen in der Anordnung bleiben. Die Nahrungsmittelportionen können dann gefroren werden. Das Nahrungsmittel kann ein Gemüse sein, oder eine Gemüse-, Kartoffel-, Fleich-, Fisch-, Geflügel- und/oder Pastateile enthaltende Sauce.

Description

Gebiet der Erfindnng

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels.

Stand der Technik

Nahrungsmittel wie Spinat werden gewöhnlich in Form von großen gefrorenen Blöcken verkauft, die für Verbraucher schwierig zu verwenden sind, wenn sie nur einen Teil des Produkts benötigen. Ein existierendes Verfahren zur Bildung von portionierten Produkten schließt die Verwendung von Druck ein, um das Nahrungsmittel in Rinnen zusammenzudrücken; das Nahrungsmittel wird gefroren, wodurch große gefrorene Tafeln gebildet werden, und unter Verwendung einer rotierenden Säge in gefrorene Blöcke geschnitten, die zum Beispiel jeweils 50 Gramm wiegen. Die rotierende Säge erzeugt durch Wegnehmen Lücken zwischen den Blöcken und verschwendet dadurch einen Teil des gefrorenen Nahrungsmittels.

Rahmspinat, der normalerweise eine Mischung von gehacktem oder gesiebtem Spinat und Sahne ist, wird ebenfalls in Form von gefrorenen Blöcken verkauft. Diese werden gebildet, indem die Mischung in die Formen eines Pello-Gefrierapparates (Eingetragene Marke, von Frigoscandia erhältlich) gegossen wird, der die Mischung gefriert, um Portionen mit einer durch die Form vorgegebenen Gestalt zu formen.

Das Französische Patent Nr. 74 04593 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Würfeln von gefrorenem Nahrungsmittel, wie beispielsweise Spinat; eine Form, umfassend eine Mehrzahl von Zellen nach Art einer Bienenwabe wird benutzt, um die Würfel zu formen. Eine sperrige Entformungsmaschine wird benutzt, um die Würfel aus den Formen zu entfernen.

Das Britische Patent Nr. 1016574 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Gemüse, beispielsweise Spinat, oder Fruchtmark, welches die Schritte einschließt: kontinuierliches Pumpen des gehackten Gemüses oder des Fruchtmarks durch einen gekühlten Kratzwärmetauscher, der ausreichend Wasser im Material gefriert, um es extrudierbar zu machen, und danach Unterziehen des Materials einer kontinuierlichen Extrusion. Die resultierende extrudierte Stange kann geschnitten und gefroren werden, oder gleichermaßen gefroren und dann in Portionen geschnitten.

Die GB 2192829 offenbart ein Nahrungsmittelportionierverfahren zum Verarbeiten von fließfähigen Nahrungsmitteln, wie beispielsweise Fisch-Schnittresten oder Krabbenfleisch in Wasser. Das Nahrungsmittel in fließfähiger Form wird aus einem Fülltrichter in eine Mehrzahl von Kammern zugeführt, wo das Nahrungsmittel komprimiert und dann ausgestoßen wird, während es noch in allgemein fließfähiger Form vorliegt. Das ausgestoßene Nahrungsmittel wird sofort gefroren und verpackt. Dies erfordert eine komplizierte Anordnung von Form- und Gefrierapparat und macht eine genaue zeitliche Abstimmung erforderlich.

Einige Nahrungsmittelprodukte weisen eine annehmbare Lagerfähigkeit auf, ohne dass sie gefroren werden müssen, und auch eine ausreichend viskose oder teilweise strukturierte Natur, so dass einzelne Portionen des Nahrungsmittelmaterials in nicht-gefrorener Form gelagert werden können, ohne sich zu verformen oder zusammenzufließen. Dies gilt zum Beispiel für Kartoffelmaterial.

Dementsprechend besteht ein Bedürfnis, ein Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels bereitzustellen, das kein Material verschwendet, keine komplizierte Entformungsvorrichtung benötigt, um Nahrungsmittel aus Formen heraus zu bewegen, das Nahrungsmittel beim Überführen aus der Form in die Verpackung nicht beschädigt, und das ein Minimum an Schritten vom Formen bis zum Verpacken erfordert.

Die jetzigen Erfinder haben entdeckt, dass wenn ein Nahrungsmittel in einer formbaren Konsistenz bereitgestellt wird, es in eine Mehrzahl von Portionen in einer Anordnung oder einem Array geformt werden kann, und die Portionen, während sie sich noch in der Anordnung befinden, in einer einfachen Reihe von Schritten in die Verpackung zugeführt werden können, ohne die Portionen zu verformen oder zu beschädigen.

Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels vor, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

• a) Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz; und
• b) Unterteilen des Nahrungsmittels in eine Mehrzahl von Portionen, wobei sich die Portionen in Bezug zueinander in vorbestimmten Portionen befinden;

bei dem die Nahrungsmittelportionen verpackt werden, wobei die Portionen in Bezug zueinander im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen bleiben.

Vorzugsweise werden die verpackten Nahrungsmittelportionen anschließend gefroren.

Vorzugsweise wird die formbare Konsistenz durch teilweises Gefrieren des Nahrungsmittels erreicht. Sie kann auch unter Verwendung von Bindemitteln oder durch beliebige andere geeignete Mittel erreicht werden. Einige Nahrungsmittel, zum Beispiel Kartoffelpüree, besitzen von sich aus eine formbare Konsistenz und brauchen nicht weiter modifiziert zu werden.

Unsere augenblicklich noch unveröffentlichte mitanhängige Patentanmeldung Nr. EP 97302014.2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Portionen eines gefrorenen Nahrungsmittels, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: teilweises Gefrieren eines Nahrungsmittels, unter Verwendung eines Schneckenkratzwärmetauschers, um eine formbare Konsistenz zu erzielen, Unterteilen des Nahrungsmittels in Portionen, sowie Gefrieren der Nahrungsmittelportionen. In dieser Offenbarung können die Nahrungsmittelportionen zu einer Anordnung oder einem Array geformt werden, zum Beispiel auf einem Förderband einer Zufuhrvorrichtung, jedoch wird diese Anordnung gestört, wenn das Nahrungsmittel in die Verpackung eingebracht wird. Dort findet sich auch ein Hinweis auf ein Formen des Nahrungsmittels in Portionen, die an ihrem Fuß miteinander verbunden sind. Es findet sich jedoch kein Hinweis, dass diese spezielle Ausführungsform vor dem Gefrieren des Nahrungsmittels in eine Verpackung eingebracht werden kann.

Das Verfahren zum Erzeugen von Nahrungsmittelportionen ist vorzugsweise eher zyklisch als kontinuierlich. Die Verfahrensschritte des Bereitstellens des Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz und des Gefrierens der verpackten Portionen können kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich sein.

Das Formen kann in einer Reihe von Schritten stattfinden. Zum Beispiel kann das Nahrungsmittel in eine Mehrzahl von Massen mit derselben Größe oder größer als die zu erzeugenden Portionen unterteilt werden, die dann einer Einrichtung zum Formen der Massen in Portionen in vorbestimmten Positionen in Bezug zueinander zugeführt werden.

Die Portionen haben vorzugsweise ein Gewicht im Bereich von 10 bis 200 g, bevorzugter 20 bis 100 g, zweckmäßig 50 bis 75 g. Jedoch sind auch andere Portionsgrößen möglich. Zweckmäßig befindet sich eine Mehrzahl solcher Portionen in einer Packung, zweckmäßig mehr als vier Portionen oder gleich vier Portionen. Vorzugsweise sind die Portionen voneinander getrennt. Die Portionen können jedoch auch miteinander verbunden sein, zum Beispiel an ihrem Fuß. Der Verbraucher kann die Portionen später trennen, indem er sie entlang der von Zwischenräumen zwischen den Portionen geschaffenen Linien auseinanderbricht.

Die Portionen können von beliebiger geeigneter Gestalt sein, jedoch werden aus Verpackungsgründen rechtwinklige oder kubische Formen bevorzugt, wie unten ausgeführt. Die Portionen können sich nach oben zu leicht verjüngen, um das Entformen zu fördern, wie weiter unten erörtert wird.

Die Mehrzahl von Portionen in vorbestimmten Positionen bildet zweckmäßig eine Anordnung oder ein Array von Portionen.

Bevorzugt befinden sich die Portionen in einem festen Abstand von den unmittelbar benachbarten Portionen. Vorzugsweise werden die Portionen in Positionen gebildet, die verhältnismäßig nahe bei einander liegen. Zum Beispiel kann ein Zwischenraum im Bereich von 2 bis 20 mm Größe zwischen den Portionen gebildet werden, wobei dieser Zwischenraum vorzugsweise kleiner als 10 mm ist. Dieser Zwischenraum kann sich von oben nach unten verjüngen, um das Entformen zu ermöglichen. Vorzugsweise werden die Portionen zu einer regelmäßigen Anordnung geformt, wie beispielsweise einer rechteckigen Anordnung.

Die formbare Konsistenz des Nahrungsmittels ist wichtig. Das Nahrungsmittel sollte unter geeignetem Druck plastisch verformbar sein, sollte jedoch unter seinem Eigengewicht nicht leicht verformbar sein. Dies gewährleistet, dass geformte Portionen nach dem Formen und Entfernen aus Formen innerhalb eines angemessenen Zeitraums nicht wieder zusammenfließen. Es ist wünschenswert, sicherzustellen, dass dieser Zeitraum zum Beispiel ein Gefrieren der Nahrungsmittelportionen gestattet, ohne dass es zu einer wesentlichen Verformung kommt, bevor das Gefrieren beendet ist. Wenn das Nahrungsmittel anschließend gefroren werden soll, liegen passende Zeiträume im Bereich von 1 bis 60 Minuten. Je nach Konsistenz des Nahrungsmittels, die wiederum vom Nahrungsmittel selbst und seiner Temperatur abhängt, kann ein angemessener Zeitraum erreicht werden. Es wird auch bevorzugt, dass das Nahrungsmittel klebrig oder ein wenig haftend ist. Vorzugsweise kann das Nahrungsmittel derart sein, dass wenn es sich in einer Form mit mindestens einer nach unten weisenden freien Oberfläche befindet, die Portion nicht ohne weiteres aus der Form herausfällt.

Die Portionen werden zweckmäßig gebildet, indem Nahrungsmittel von formbarer Konsistenz in Formen zugeführt werden. Bevorzugt wird eine Mehrzahl von Portionen im Wesentlichen gleichzeitig geformt, indem das Nahrungsmittel in eine Mehrzahl von Formhohlräumen zugeführt wird, die sich in Bezug zueinander im Wesentlichen in denselben vorbestimmten Positionen befinden, wie die zu bildende Anordnung von Portionen. Die Form kann einen einzigen Formhohlraum umfassen, der im Inneren in getrennte Portionen unterteilt ist. Bevorzugt sind es mindestens zwei Portionen, jedoch werden bevorzugter mindestens vier und vorzugsweise mindestens sechs Portionen gleichzeitig geformt.

Die Formeinrichtung kann in einer beliebigen gewünschten Richtung gefüllt werden, zum Beispiel von unten (was die Entfernung der geformten Portionen erleichtert) oder von der Seite. Die Formeinrichtung kann stationär sein, und das Nahrungsmittel kann ihr zugeführt werden, oder umgekehrt.

Die gebildeten Portionen können nach oder während des Unterteilungsschritts verpackt werden. Die Verpackung kann aus Kunststoff-Umhüllungsmaterial, einer Schachtel, einem Beutel, usw. bestehen. Vorzugsweise wird die Anordnung von Portionen in eine Schachtel mit einer Größe eingebracht, die im Wesentlichen gleich der Größe der Anordnung ist. Dies ermöglicht es, einen großen Anteil des vorhandenen Raums in der Schachtel mit Produkt zu füllen.

Die Portionen können in einem ersten Schritt geformt und in einem zweiten Schritt aus der Formeinrichtung des ersten Schritts in eine Verpackung zugeführt werden.

Alternativ können die Portionen in situ in der Verpackung geformt werden.

Formbegrenzungseinrichtungen können vorgesehen sein, die so angepasst sind, dass sie in die Verpackung passen. Die Formbegrenzungseinrichtungen können einige oder sämtliche Seiten der zu formenden Portionen begrenzen. Derartige Formbegrenzungseinrichtungen können benutzt werden, um die Portionen des Nahrungsmittels außerhalb der Verpackung zu formen und die Portionen dann in die Verpackung einzubringen, indem die Verpackung und die Formbegrenzungseinrichtungen zusammengebracht werden. Die Formbegrenzungseinrichtungen können alternativ in die Verpackung eingebracht und die Portionen dadurch in situ in der Verpackung geformt werden.

Die Nahrungsmittelportionen werden in Bezug zueinander im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen zurückgehalten. Das heißt, man lässt sie nicht ungestützt in die Verpackung fallen.

Die Nahrungsmittelportionen können aus einer Formeinrichtung zu der Verpackung zugeführt werden, wobei die Portionen durch die Bereitstellung von Einrichtungen zum Halten der Portionen in der Formeinrichtung in vorbestimmten Positionen bleiben. Jedoch ist das Nahrungsmittel vorzugsweise ausreichend klebrig, damit die Portionen während des Überführens an Teilen der Formeinrichtung haften oder hängen bleiben.

In der Form können Einrichtungen vorgesehen sein, um die Portionen zu lockern oder lösen oder zu entformen. Zum Beispiel kann ein unter Druck stehendes Fluid, wie beispielsweise Gas oder Luft, in die Form zugeführt werden. Mechanische Entformungselemente können vorgesehen sein. Das unter Druck stehende Fluid kann durch perforierte oder poröse Oberflächen unmittelbar auf die Portionen einwirken. Jedoch wird bevorzugt, dass mindestens eine Seite der Form eine flexible Membran umfasst, wobei unter Druck stehendes Fluid zu der zum Nahrungsmittel entgegengesetzten Seite der Membran zugeführt wird, wodurch bewirkt wird, dass sich die Membran aufbläht und die Nahrungsmittelportion ausstößt.

In der Tat bildet die Vorrichtung zum Formen von Portionen einen Teil eines Systems zum Zuführen der Portionen zur Verpackung.

Beim Stand der Technik werden die Portionen gewöhnlich in getrennten Schritten gefroren und dann verpackt. Die kurze Zeit zwischen dem Formen und dem Verpacken bei der vorliegenden Erfindung gestattet es, dass die Portionen ohne wesentliche Beschädigung in einem empfindlichen, formbaren Zustand bleiben. Vorzugsweise ist das Verfahren kontinuierlich.

Ein Gas, wie beispielsweise Luft, kann vor oder während des Schrittes (i) zugeführt werden, um das Nahrungsmittel zu belüften und dadurch seine Textur zu verändern.

Das Nahrungsmittel ist vorzugsweise eines, das teilweise gefroren werden kann, um eine formbare Konsistenz zu erzielen. Das Nahrungsmittel kann in einem fließfähigen Zustand, zum Beispiel als Flüssigkeit, Püree, Paste oder Mischung aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen in einen Wärmetauscher zugeführt werden. Es kann Feststoffteilchen umfassen, um es teilweise zu gefrieren. Vorzugsweise ist es Spinat oder Teile von Fleisch, Geflügel, Fisch, Gemüse, Kartoffeln, Obst und/oder Pasta (Nudeln) in einer Sauce oder pastenartiges Saucenkonzentrat. Zum Beispiel kann das Nahrungsmittel Blattspinat (gehackt oder als Ganzes), Rahmspinat, Pasta in einer Käse- oder Tomatensauce oder Rotkohl und Apfel in einer Sauce sein.

Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um Nahrungsmittel zu verarbeiten, die Feststoffteilchen mit einer maximalen Abmessung von 3 bis 30 mm umfassen, jedoch sind größere Abmessungen möglich, zum Beispiel in Form von zusammengerollten oder geknickten Blättern, wie zum Beispiel Spinat.

Falls erforderlich, kann das Nahrungsmittel zwischen dem Schritt (i) und dem Unterteilungsschritt (ii) gemischt werden.

Das Nahrungsmittel kann teilweise gefroren werden, indem man es durch einen Wärmetauscher führt, zum Beispiel einen Durchflusswärmetauscher, wie beispielsweise einen Kratzwärmetauscher. Der Durchflusswärmetauscher kann ein Schneckenkratzwärmetauscher sein, zum Beispiel mit einer oder zwei Schnecken. Alternativ kann ein Kratzwärmetauscher verwendet werden, bei dem die Wärmetauschoberfläche von einer Mehrzahl von Messern abgekratzt wird, die auf einer drehbaren Welle montiert sind. Diese Messer können so zueinander ausgerichtet sein, dass sie auf einer Schraubenlinie oder einer schraubenlinienartigen Figur liegen, so dass sie wie eine Schnecke wirken. Alternativ können sie im Wesentlichen geradlinig ausgerichtet sein. Man hat gefunden, dass beide Arten von Wärmetauschern für eine milde Behandlung des Nahrungsmittels sorgen, was zu einer geringen Schädigung jeglicher vorhandener Feststoffteilchen führt. Außerdem ist der Wärmeübergang dieser Wärmetauscher effizient. Um Schäden an Feststoffteilchen im Nahrungsmittel zu vermindern, ist es von Nutzen, eine gesteuerte Verweilzeit des Nahrungsmittels im Kratzwärmetauscher sicherzustellen. Weiter ist ein effizienter Wärmeübergang erforderlich, um ein schnelles Gefrieren des Nahrungsmittels sicherzustellen, und es müssen niedrige Scherkräfte auf das Nahrungsmittel aufgebracht werden. Man hat gefunden, dass Einzel- und Doppelschneckenkratzwärmetauscher und Messerkratzwärmetauscher sämtliche dieser Eigenschaften liefern.

Der Fachmann wird imstande sein, die Verweilzeit des Nahrungsmittels im Wärmetauscher zu steuern. Zum Beispiel kann im Fall eines Schneckenkratzwärmetauschers die Verweilzeit im Hinblick auf die Schneckengeometrie (insbesondere die Anzahl von Gängen, Schneckensteigung, Tiefe der Flügel, Zwischenraum zwischen den Flügeln und den Wänden des Wärmetauschers) und die Drehgeschwindigkeit der Schnecke gesteuert werden.

Ein Doppelschneckenkratzwärmetauscher kann für eine bessere Steuerung der Geschwindigkeit der Nahrungsmittelzufuhr sorgen als ein Einzelschneckenkratzwärmetauscher, und er kann benutzt werden, um einen größeren Druck auf das Nahrungsmittel aufzubringen. Jedoch wird aus Gründen der Einfachheit ein Einzelschneckenkratzwärmetauscher bevorzugt.

Um ein teilweises Gefrieren zu erreichen, so dass das Nahrungsmittel eine formbare Konsistenz besitzt, wird die Temperatur des Nahrungsmittels unter seinen Gefrierpunkt abgesenkt. Jedoch ist die erreichte Temperatur ein schlechter Indikator für die benötigte Konsistenz, da das Nahrungsmittel idealerweise nur einen Teil des Weges durch seine Latentwärmezone gebracht werden braucht.

Die richtige Konsistenz für die Formbarkeit kann unter Verwendung eines Kegelpenetrationsmessers gemessen werden. Kegelpenetrationsmesser messen, wie tief ein Kegel unter der Einwirkung der Schwerkraft innerhalb eines kontrollierten Zeitraums in ein Nahrungsmittel eindringt.

Mittels eines Kegelpenetrationsmessers gemessen, weist das Nahrungsmittel vorzugsweise nach dem Schritt (i) eine Konsistenz auf, die einen Kegel in 5 Sekunden von 5 bis 34 mm, vorzugsweise in 5 Sekunden 10 bis 25 mm tief eindringen läßt, wobei die bevorzugtesten Eindringtiefen innerhalb dieses Bereichs von dem jeweils verarbeiteten Nahrungsmittel abhängen.

Die richtige Konsistenz für die Formbarkeit kann auch unter Verwendung eines Struktografen gemessen werden. Struktografen messen die Widerstandskraft eines Nahrungsmittels, indem das Nahrungsmittel gegen einen federnd angebrachten Kegel gedrückt wird.

Gemessen mit einem Struktografen weist das Nahrungsmittel nach dem Schritt (i) vorzugsweise eine Widerstandskraft von 0,1 bis 4,5 N auf; bevorzugter weist es nach dem Schritt (i) eine Widerstandskraft von 0,3 bis 2,5 N auf. Die bevorzugtesten Widerstandskräfte innerhalb des Bereichs hängen von dem jeweils verarbeiteten Nahrungsmittel ab.

Einzelheiten der zum Messen dieser Eindringtiefen und Widerstandskräfte verwendeten Verfahren sind unten angegeben.

Die optimalen Bedingungen zum teilweisen Gefrieren eines Nahrungsmittels zum Erzielen einer formbaren Konsistenz sind von dem jeweiligen Nahrungsmittel abhängig.

Es kann sein, dass die teilweise gefrorene Zusammensetzung bei einem Druck über dem Atmosphärendruck vorliegen muss, wenn sie den Wärmetauscher verlässt, so dass man sie in die Hohlräume von Formen fließen lassen und diese füllen kann.

Durch Druckbeaufschlagungseinrichtungen kann ein Druckgradient auf das Nahrungsmittel aufgebracht werden. Dort, wo ein Kratzwärmetauscher verwendet wird, können sich derartige Druckbeaufschlagungseinrichtungen in Bewegungsrichtung vor dem Kratzwärmetauscher befinden. Jedoch ist der von solchen Druckbeaufschlagungseinrichtungen gelieferte Druck (der "Überdruck") vorzugsweise verhältnismäßig gering, wobei er vorzugsweise 1 × 10⁵ Pa nicht übersteigt.

Vorzugsweise reicht die Bewegung der Einrichtung zum Abkratzen der Oberfläche eines Kratzwärmetauschers (z. B. die Schnecke eines Schneckenkratzwärmetauschers) aus, um das Nahrungsmittel ohne einen zusätzlichen Druckgradienten durch den Wärmetauscher vorwärtszubewegen. Vorzugsweise ist der Gesamtdruck am Auslass des Wärmetauschers kleiner als 4 × 10⁵ Pa, bevorzugter kleiner als 1 × 10⁵ Pa.

Vorzugsweise ist der Druckabfall zwischen dem Einlass und dem Auslass des Wärmetauschers verhältnismäßig gering, wobei er bevorzugt etwa 1 × 10⁵ Pa beträgt.

Es können Einrichtungen vorgesehen werden, um das teilweise gefrorene Nahrungsmittel in Bewegungsrichtung hinter dem Wärmetauscher mit Druck zu beaufschlagen, jedoch wird dies nicht bevorzugt.

Das zum Wärmetauscher zugeführte Nahrungsmittel kann getrennte Ströme von verschiedenen Nahrungsmitteln umfassen, die im Extruder gemischt werden. Getrennte Ströme von verschiedenen Nahrungsmitteln können an Stellen entlang des Wärmetauschers oder an dessen Auslass in das Nahrungsmittel zudosiert werden. Empfindliche Komponenten, wie beispielsweise Paprikaschichten, können in einer Düse beigemischt werden.

Wenn die Nahrungsmittelportionen gefroren werden, kann ein serienmäßiger Spiral- oder Bandgefrierapparat, ein Luftgefrierapparat oder ein Plattengefrierapparat verwendet werden, um die Nahrungsmittelportionen zu gefrieren. Bevorzugt werden sie für eine Langzeitlagerung auf eine Temperatur im Bereich von -45 bis -20°C tiefgekühlt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Portionen von gefrorenem Nahrungsmittel kann umfassen: eine erste Station, an der ein Nahrungsmittel von formbarer Konsistenz in Formen zugeführt wird, wodurch das Nahrungsmittel in eine Mehrzahl von Portionen in vorbestimmten Positionen in Bezug zueinander geformt wird, und eine zweite Station, in der die Portionen in eine Verpackung zugeführt werden, wobei die Portionen im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen bleiben. Die Vorrichtung kann Einrichtungen umfassen, um die Formeinrichtungen zyklisch aus der ersten Position in die zweite Position und wieder zurück zu bewegen. Derartige Einrichtungen können zum Beispiel einen drehbaren Körper umfassen, in dem eine oder mehrere Formeinrichtungen enthalten sind. Alternativ kann ein sich hin und her bewegender Körper vorgesehen sein, um die Formeinrichtung von der ersten Station zur zweiten Station und wieder zurück zu bewegen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht daher in einer Vorrichtung zur Herstellung von Portionen eines gefrorenen Nahrungsmittels, umfassend:

• a) eine Einrichtung zum Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz;
• b) eine Unterteilungseinrichtung zum Unterteilen des Nahrungsmittels in eine Mehrzahl von Portionen, welche Portionen sich in Bezug zueinander in vorbestimmten Positionen befinden; und
• c) eine Einrichtung zum Zuführen einer Verpackung für die Portionen, wodurch die Portionen verpackt werden können, wobei die Portionen im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen bleiben.

Die Unterteilungseinrichtung des Schrittes (ii) kann eine Formeinrichtung umfassen.

Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zum Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz einen Kratzwärmetauscher.

Die Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zum Gefrieren oder Tiefkühlen der verpackten Nahrungsmittelportionen umfassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der:

Fig. 1 bevorzugte Anordnungen oder Arrays von Nahrungsmittelportionen zur Herstellung durch die vorliegende Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, umfassend eine Mehrzahl von Formeinrichtungen, die in einer drehbaren kreisförmigen Füllvorrichtung angebracht sind;

Fig. 3 ein schematischer Querschnitt durch eine Formeinrichtung zur Verwendung bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 4 ein schematischer Querschnitt durch eine an der Füllstation der Vorrichtung aus Fig. 2 angeordnete Formeinrichtung ist; und

Fig. 5 ein schematischer Querschnitt durch eine Formeinrichtung während des Vorgangs des Zuführens der geformten Portionen in eine Verpackung ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt zwei alternative Anordnungen oder Arrays von Nahrungsmittelportionen, die mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können. Es ist in jedem Fall eine rechteckige Anordnung von Portionen mit im Wesentlichen rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Man kann sehen, dass sich die Portionen von unten nach oben leicht verjüngen, was das Entformen erleichtern soll, wie weiter unten erörtert wird.

Jede Portion weist eine Oberseite (1) und eine zur Oberseite allgemein parallele Unterseite auf. Die Portionen weisen weiter Seitenflächen auf. Die Seitenflächen (2) an der Außenseite der Anordnung sind zu den Oberseiten (1) und zueinander senkrecht. Seitenflächen (3), die innerhalb der Anordnung liegen und die zusammen Zwischenräume oder Lücken zwischen den Portionen begrenzen, sind nicht im rechten Winkel zu den Oberseiten (1) angeordnet.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Portionen von gefrorenem Nahrungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Vorrichtung dient dazu, durch Formen eines teilweise gefrorenen Nahrungsmittels Portionen des Nahrungsmittels zu erzeugen. Um dies zu erreichen, sind sechzehn Formeinrichtungen (4) in regelmäßigen Abständen in einer drehbaren kreisförmigen Füllvorrichtung (5) ausgebildet. Die Füllvorrichtung ist angepasst, um sich in Richtung des Pfeils (6) zu drehen. Die Füllvorrichtung (5) legt weiter eine Füllstation (7) und eine Übergabestation (8) fest, in der Nahrungsmittelportionen in eine Verpackung überführt werden. Die Formeinrichtungen (4) werden durch Drehung der Vorrichtung (5) zyklisch aus der Füllstation zur Übergabestation und zurück zur Füllstation bewegt.

Eine Formeinrichtung (4) wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ausführlich beschrieben.

Die Formeinrichtung (4) ist in einer allgemein rechteckigen Öffnung enthalten, die im Hinblick auf Gestalt und Größe allgemein der schließlich verwendeten Verpackung in der Füllvorrichtung (5) entspricht. Die rechteckige Öffnung ist im Inneren durch Wände (10) unterteilt. Diese Innenwände (10) legen die innerhalb der Anordnung liegenden Seitenflächen oder Innenseiten (3) der zu bildenden Portionen fest und begrenzen diese in seitlicher Richtung nach innen zu. Die Formeinrichtung (4) umfasst weiter eine obere Platte (11), an der die Innenwände (10) befestigt sind. Die obere Platte (11) legt die Oberseite (1) der Portionen fest und begrenzt diese nach oben zu. Die obere Platte (11) umfasst weiter Teile, die von einer elastisch verformbaren Membran (12) begrenzt werden. Oberhalb von jeder elastisch verformbaren Membran (12) befindet sich ein Hohlraum (13), in den durch Leitungen (14) Druckluft zugeführt werden kann. Die Druckluft ermöglicht es, die verformbare Membran (12) in Aufpumppositionen zu dehnen, welche in unterbrochenen Linien (15) dargestellt sind, um das Entformen von in der Formeinrichtung geformten Portionen zu unterstützen.

Die Einheit, umfassend die Trennwände (10) und die obere Platte (11), ist zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position vertikal verschiebbar in dem in der Füllvorrichtung (5) gebildeten rechteckigen Hohlraum (9) angebracht.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der Füllstation (7) der Füllvorrichtung (5). Ein Drucksensor (nicht dargestellt) ist vorgesehen, um den Druck der Zufuhr von teilweise gefrorenem Nahrungsmittel (16) an der Füllstation zu messen. Wenn der Druck einen vorgegebenen Wert übersteigt, kann überschüssiges Nahrungsmittel durch eine Bypassleitung (17) nach unten abgelenkt werden.

An der Füllstation (7) befinden sich die Membranen (12) in ihrer normalen, ebenen, ungedehnten Position. Dementsprechend kann teilweise gefrorenes Nahrungsmittel in den gesamten Hohlraum unter der oberen Platte (11) und zwischen den Trennwänden (10) zugeführt werden, wodurch eine Mehrzahl von Portionen gleichzeitig gebildet werden. Die Außenwände (2) der Portionen werden durch die Wände des rechteckigen Hohlraums (9) der Füllvorrichtung festgelegt, welche die Portionen nach außen hin begrenzen. Nach der Bildung der Portionen dreht sich die drehbare Füllvorrichtung (5), so dass die Formeinrichtung (4) aus der Füllstation (7) zur Übergabestation (8) gebracht wird. An der Übergabestation (8) wird eine Verpackung in Form einer Schachtel (18) unter die Formeinrichtung (4) gestellt.

An der Übergabestation (8) verschieben nicht dargestellte Einrichtungen zur Betätigung der Formeinrichtung (4) die Formeinrichtung in Bezug zur Füllvorrichtung (5) vertikal, so dass die Trennwände (10), die obere Platte (11) und die in der Formeinrichtung (4) gebildeten Portionen in die Schachtel (18) abgegeben werden. Aus Fig. 5 kann man sehen, dass die Portionen so gestaltet sind, dass sie die Schachtel (18) im Wesentlichen füllen. Die Konsistenz des Nahrungsmittels ist so gewählt, dass es ohne eine wesentliche Beschädigung an den Wänden des rechteckigen Hohlraums (9) vorbei verschoben werden kann, und dass es ausreichend stark an den Wänden (10) und der oberen Platte (11) haftet, so dass es nicht in einer unkontrollierten Weise in die Schachtel (18) fällt. Die Portionen werden in einer kontrollierten Weise in die Schachtel (18) abgesetzt. Sie werden dann von den Wänden (10) und der oberen Platte (11) gelöst, indem Druckluft in die Hohlräume (13) zugeführt wird, wodurch die verformbaren Membranen (12) gedehnt werden. Dadurch wird eine Kraft auf die Oberseite der Portionen aufgebracht, und diese werden aus der Formeinrichtung (4) gelöst. Synchron zur Dehnung der Membranen (12) wird gleichzeitig die Formeinrichtung (4) vertikal betätigt, so dass sie in die angehobene Position im rechteckigen Hohlraum (9) gebracht wird.

Die Verpackung mit den darin befindlichen Portionen wird dann einer Gefriermaschine in Form eines nicht dargestellten herkömmlichen Gefrierapparats zugeführt.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung kann verwendet werden, um Portionen von gehacktem Spinat mit Rahm herzustellen, wie im folgenden Beispiel 1 beschrieben.

Die nachfolgenden Untersuchungen können angewandt werden, um die teilweise gefrorene Konsistenz des Nahrungsmittels zu überprüfen.

Kegelpenetrationsmesser

Um Eindringtiefen unter Verwendung eines Kegelpenetrationsmessers zu messen, wird das teilweise gefrorene formbare Nahrungsmittel in einen Behälter gefüllt und die Oberfläche mit einem Messer eingeebnet.

Ein Kegel wird derart justiert, dass sich seine Spitze so nahe wie möglich an der Oberfläche des Nahrungsmittels befindet. Dann lässt man den Kegel unter Schwerkrafteinwirkung 5 Sekunden lang einsinken. Nach diesem Zeitraum wird der Kegel automatisch festgehalten, und die Eindringtiefe wird gemessen.

In den folgenden Beispielen hatte der verwendete Kegel einen Winkel von 40° und hatte zusammen mit dem daran angebrachten Halteschaft ein kombiniertes Gewicht von 160 g. Die Ergebnisse sind der Durchschnitt aus einer Reihe von Messungen.

Dort, wo ein Nahrungsmittel Feststoffteilchen umfasst, sind die Ergebnisse der Eindringtiefenmessung unterschiedlich, je nachdem, ob der Kegel des Penetrationsmessers durch eine ununterbrochene teilweise gefrorene Flüssigkeits-/Eisphase hindurchtritt, oder ob er auf ein Feststoffteilchen trifft. Aus diesem Grund wird bevorzugt, dass eine Mehrzahl von Messungen vorgenommen wird. Messungen, wo der Kegel auf ein Feststoffteilchen traf, werden durch eine außergewöhnlich geringe Eindringtiefe sichtbar (zum Beispiel weniger als die Hälfte des Durchschnitts sämtlicher Messungen). Derartige abnormale Ergebnisse können verworfen werden. Der Rest der Ergebnisse kann dann verwendet werden, um einen korrigierten Durchschnitt zu berechnen.

Struktograf

Ein geeigneter Struktograf ist von Brabaender erhältlich; er umfasst einen Tisch und einen Kegel.

Um Widerstandskräfte unter Verwendung eines Struktografen zu messen, wird teilweise gefrorenes formbares Nahrungsmittel in einen zylindrischen Behälter gefüllt und die Oberfläche mit einem Messer eingeebnet.

Der gefüllte Behälter wird auf den Tisch des Struktografen gestellt. Dieser Tisch wird mit konstanter Geschwindigkeit gegen den Kegel bewegt. Der Kegel ist mit einer Kraftmessfeder verbunden, welche die Widerstandskraft des Nahrungsmittels registriert.

In den folgenden Beispielen war der Kegel ein Brabaender Modell Nr. 449648 (Kegelform 90°), der zylindrische Behälter hatte eine Höhe von 20 mm und einen Durchmesser von 53 mm, die Geschwindigkeit des Tischs betrug 75 mm/min. und der Tisch wurde 10 Sekunden lang gegen den Kegel bewegt.

NB: Für verschiedene Proben eines teilweise gefrorenen Nahrungsmittels kann die Eindringtiefe des Kegels und die Widerstandskraft des Nahrungsmittels je nach Zusammensetzung der Probe (z. B. dem Volumen und der Härte von irgendwelchen vorhandenen Feststoffteilchen oder dem Verhältnis zwischen Trockenmasse und Flüssigkeit) variieren.

Beispiel 1

Gehackter Spinat mit Rahm wurde durch einen Schneckenkratzwärmetauscher gepumpt, der durch Ammoniak gekühlt wurde. Der Rahmspinat wurde innerhalb des Wärmetauschers auf -1,5°C abgekühlt; der Spinat erhielt eine formbare Konsistenz, verfestigte sich jedoch nicht vollständig. Abgemessene Mengen von teilweise gefrorenem Spinat wurden unter Verwendung der in den Figuren dargestellten Vorrichtung geformt. Die Widerstandskraft für den Spinat wurde unter Verwendung eines Struktografen gemessen. Der Spinat wurde dann unter Verwendung eines Standard-Bandgefrierapparats gefroren.

Ergebnisse

Der teilweise gefrorene Rahmspinat, der vor dem Formen unter Verwendung eines Struktografen untersucht wurde, besaß eine Widerstandskraft von 1,8 N.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von Portionen eines Nahrungsmittels, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

• a) Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz; und
• b) Unterteilen des Nahrungsmittels, um eine Mehrzahl von Portionen bereitzustellen, wobei sich die Portionen in Bezug zueinander in vorbestimmten Portionen befinden;

bei dem die Nahrungsmittelportionen verpackt werden, wobei die Portionen in Bezug zueinander im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen bleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formbare Konsistenz durch teilweises Gefrieren des Nahrungsmittels erreicht wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel unter Verwendung eines Kratzwärmetauschers teilweise gefroren wird, um eine formbare Konsistenz zu erzielen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher unter einem Schneckenkratzwärmetauscher oder einem Messerklingenkratzwärmetauscher ausgewählt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel nach dem Schritt (i) eine Konsistenz aufweist, die dazu führt, dass ein Kegel eines Kegelpenetrationsmessers in 5 Sekunden bis zu einer Tiefe von 5 bis 34 mm darin eindringt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel bis zu einer Tiefe von 10 bis 25 mm in das Nahrungsmittel eindringt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel nach dem Schritt (i) gemessen mit einem Struktografen eine Widerstandskraft von 0,1 bis 4,5 N aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel eine Widerstandskraft von 0,3 bis 2,5 N aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel durch Formen in Portionen unterteilt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Portionen gleichzeitig geformt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahrungsmittelportionen durch Formen in situ in der Verpackung gebildet werden.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionen in Form einer Anordnung vorliegen, wobei sie durch Zwischenräume oder Rinnen mit einer Breite von weniger als 20 mm getrennt sind.

13. . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: Gefrieren oder Tiefkühlen der Nahrungsmittelportionen nach ihrem Verpacken.

14. Vorrichtung zur Herstellung von Portionen eines gefrorenen Nahrungsmittels, umfassend:

• a) eine Einrichtung zum Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz;
• b) eine Unterteilungseinrichtung (4, 10) zum Unterteilen des Nahrungsmittels in eine Mehrzahl von Portionen, welche Portionen sich in Bezug zueinander in vorbestimmten Positionen befinden; und
• c) eine Einrichtung zum Zuführen einer Verpackung (18) für die Portionen, wodurch die Portionen verpackt werden können, wobei die Portionen im Wesentlichen in den vorbestimmten Positionen bleiben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Einrichtung zum Gefrieren oder Tiefkühlen der verpackten Nahrungsmittelportionen umfasst.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungseinrichtung Formeinrichtungen (4) umfasst.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen eines Nahrungsmittels von formbarer Konsistenz einen Kratzwärmetauscher umfasst.