DE202004021080U1 - Industrial production of peeled fruit or vegetable, especially potatoes, with long shelf life, by cooking with steam under elevated pressure then cooling under reduced pressure in reaction vessel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur industriellen Herstellung von geschälten Kartoffeln oder ähnlichen Obst und Gemüse mit verlängerter Haltbarkeit durch Konservierung.The The invention relates to a device for industrial production from peeled Potatoes or similar fruit and vegetables with extended shelf life through conservation.
Der Verbrauch von Speisekartoffeln in Deutschland beträgt ca. 6 Mio. Tonnen im Jahr, davon ein geringer Teil als frisch geschälte Kartoffeln und ein noch viel geringerer Teil als vorgekochte Kartoffeln. Diese Kartoffeln werden in Kücheneinrichtungen verarbeitet, die kurzfristig stark schwankende Mengen an fertig gekochten Kartoffeln benötigen oder Spitzen abfangen müssen. Die Kosten sind zum Ausgleich dieses Bedarfs sehr hoch. Aus Kostengründen sind deshalb für einen Mindestabsatz bisher nur frisch geschälte Kartoffeln im Gebrauch.Of the Consumption of table potatoes in Germany is approx. 6 Million tons a year, of which less than freshly peeled potatoes and a much smaller portion than pre-cooked potatoes. These Potatoes are used in kitchen equipment processed, the short-term strongly fluctuating quantities of ready need boiled potatoes or Need to catch peaks. The costs are very high to compensate for this need. For cost reasons are therefore for a minimum sales so far only freshly peeled potatoes in use.
Der relativ geringe Absatz an Kartoffelkonserven liegt ausschließlich an dem zu hohen Preis ihrer Herstellung. Mit der traditionellen Technologie ist jedoch keine Preissenkung möglich. Man erwartet, dass der Anteil von geschälten und vorgekochten Kartoffeln bei günstigeren Verkaufspreisen weiter stark ansteigen wird.Of the relatively low sales of potato canned food is exclusively due the too high price of their production. With the traditional technology However, no price reduction is possible. It is expected that the proportion of shelled and pre-cooked potatoes at cheaper Sales prices will continue to rise sharply.
[Stand der Technik][State of the art]
Die bisherige Konservierung von Kartoffeln erfolgt traditionell in drei Prozessstufen.
- 1. In der Praxis werden frisch geschälte Kartoffeln in spezielle hitzeresistente Kunststoffsäcke abgefüllt. In die Säcke wird etwas Wasser gegeben und mittels Vakuumverschluss wird erreicht, dass sich keine Luft in der Verpackung befindet.
- 2. Diese Abpackungen durchlaufen danach eine ständig mit kochendem Wasser gefüllte Rinne. Dort erfolgt die Sterilisierung bei gleichzeitigem Garen. Durch Verdunstung und technologisch bedingten Verlust wird Wasser verbraucht. Durch die Anwendung einer Temperatur von 100°C bei Umgebungsdruck reichen bei einzelnen Kartoffeln reaktionskinetisch 18 Minuten aus, um den optimalen Garzustand zu erreichen. Bei größeren Kartoffelmengen, wie in der Praxis üblich, verschlechtert sich die Wärmeübertragung (Kunststoffsack, ruhendes Wasser in der Verpackung). Dadurch bedingt verlängert sich der Garprozess auf bis zu 40 Minuten und darüber. Die technisch bedingten Wärmeverluste erhöhen sich, da die äußeren Schichten länger thermisch behandelt werden als im Kern. Es kommt zu unterschiedlichen Garqualitäten. Diese können nur durch den Einsatz „festkochender" Sorten gering gehalten werden.
- 3. Anschließend werden diese sterilen Abpackungen in fließendem kalten Wasser im Gegenstromverfahren abgekühlt, um ein Nachgaren zu verhindern. Dieser Effekt stellt sich ein, da bei Raumtemperatur die Abkühlung im Kern zu lange dauern würde, was zu einem Qualitätsverlust führt. Das durch den Abkühlprozess erhaltene Warmwasser wird in den Vorfluter gegeben und die enthaltene Abwärme wird nicht genutzt. Eine technische Kühlung des Wassers ist aus Kostengründen bisher nicht üblich.
- 1. In practice, freshly peeled potatoes are bottled in special heat-resistant plastic bags. Some water is added to the bags and the vacuum seal ensures that there is no air in the packaging.
- 2. These packages then go through a constantly filled with boiling water channel. There the sterilization takes place with simultaneous cooking. Evaporation and technological loss mean that water is consumed. By applying a temperature of 100 ° C at ambient pressure for individual potatoes reaction kinetically sufficient 18 minutes to achieve the optimum state of cooking. For larger amounts of potatoes, as usual in practice, the heat transfer deteriorates (plastic bag, dormant water in the package). As a result, the cooking process is extended to up to 40 minutes and more. The heat losses due to technical reasons increase because the outer layers are thermally treated for longer than in the core. It comes to different cooking qualities. These can be kept low only by the use of "festkochender" varieties.
- 3. Thereafter, these sterile packages are cooled in flowing cold water in countercurrent, to prevent Nachgaren. This effect occurs because at room temperature the cooling in the core would take too long, resulting in a loss of quality. The hot water obtained by the cooling process is added to the receiving water and the waste heat is not used. A technical cooling of the water is not common for cost reasons.
Die Kartoffelkonserven können nach diesen Verfahren wirtschaftlich nur in großen Mengen hergestellt werden, da bei dieser Technologie die Kosten umgekehrt proportional zum Durchsatz sind.The Potato canned food can economically produced only in large quantities according to these methods, because with this technology, the cost is inversely proportional to Throughput are.
Durch eine fehlende bzw. ungenügende Isolierung aller bisherigen im Einsatz befindlichen Anlagen entstehen Energieverluste durch Verdunstung, Verdampfung und Abstrahlung.By a missing or insufficient Isolation of all existing systems in use arise Energy losses through evaporation, evaporation and radiation.
Die traditionelle Herstellung konservierter Kartoffeln entspricht nicht mehr den gegenwärtigen technologischen Möglichkeiten.The Traditional production of preserved potatoes does not match more the current technological Options.
Für die Bereitstellung der geschälten Kartoffeln werden vorhandene Technologien wie Schälmaschinen und Verpackungsautomaten genutzt.For the provision the peeled Potatoes become available technologies like peeling machines and packaging machines used.
Bekannte Lösungen gehen davon aus, dass eine aseptische Abfüllung in diesem Bereich nur mit unvertretbar hohem Aufwand möglich ist. Außerdem sind die Kapazitäten der entsprechenden Anlagen sehr hoch, da es keine automatische Prozessführung gibt und deshalb die Effektivität nur über große Mengen erreicht wird. Damit ist der Einsatz solcher Anlagen nur auf einige wenige Großproduzenten beschränkt, die auch über den notwendigen großen Absatz verfügen. (Das impliziert einen weiten Vertriebsradius) Die Anlagen wurden konstruiert und gebaut, als der Anteil der Energiekosten an den Selbstkosten vernachlässigbar klein war. Deshalb ist der spezifische Energieverbrauch sehr hoch.Known solutions assume that aseptic filling in this area only with unreasonably high effort possible is. Besides, they are the capacities the corresponding plants very high, since there is no automatic process control and therefore the effectiveness only over size Quantities is reached. Thus, the use of such systems is only to a few large producers limited, that too over the necessary big one Paragraph. (That implies a wide distribution radius) The plants were designed and built as the share of energy costs to the Costs negligible was small. Therefore, the specific energy consumption is very high.
Es sind zurzeit keine Anlagen existent, die für kleinere Kapazitäten ausgelegt sind und einen geringen spezifischen Energieverbrauch haben.It At the moment, there are no plants that are designed for smaller capacities are and have a low specific energy consumption.
[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur industriellen Herstellung von geschälten Kartoffeln oder ähnlichen Obst und Gemüse mit verlängerter Haltbarkeit zu schaffen, bei dem auch geringere Mengen ökonomisch vertretbar hergestellt werden können, die Energieverluste verringert, der Gesamtenergieverbrauch gesenkt sowie Qualitätsverluste vermindert und eine längere Haltbarkeit ermöglicht wird. Außerdem soll der apparative Einsatz verringert und die bei der Prozessführung anfallenden reaktionskinetischen Werte in den Prozess zurückgeführt werden.task The invention is an apparatus for industrial production of peeled potatoes or similar fruit and vegetables with extended To provide durability in which even smaller quantities are economical can be produced reasonably, reduces energy losses, reduces overall energy consumption as well as quality losses diminished and a longer one Durability allows becomes. Furthermore the equipment use is to be reduced and those incurred in the process control reaction kinetic values are attributed to the process.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The Task is solved with the features of the first protection claim. advantageous Further developments and embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Vorrichtung besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Reaktionsgefäß als Grundkörper mit einem unten angeordneten Boden und einer oberen Öffnung.The Device consists of a preferably cylindrical reaction vessel as a base body with a bottom floor and an upper opening.
Das Reaktionsgefäß dient zur Aufnahme des Reaktionsgutes, z. B. Kartoffeln oder ähnliches Obst und Gemüse, und Wasser.The Reaction vessel serves for receiving the reaction mixture, for. As potatoes or the like Fruit and vegetables, and water.
Die obere Öffnung ist durch einen Deckel verschließbar. Durch eine geeignete druckfeste Verschlusstechnik und Wandstärke des Reaktionsgefäßes ist es möglich, in dem Gefäß einen Überdruck und einen Unterdruck zu erzeugen. Zum Druckausgleich und aus Sicherheitsgründen ist am Reaktionsgefäß ein Über- und ein Unterdruckventil angeordnet.The upper opening is closed by a lid. By a suitable pressure-tight closure technology and wall thickness of the reaction vessel is it is possible in the vessel an overpressure and to generate a negative pressure. For pressure equalization and for safety reasons is on the reaction vessel an over- and arranged a vacuum valve.
Der Boden ist wie bei einem Topf eben, kann aber auch kegelförmig oder nach unten gewölbt ausgeführt sein. In dem unteren Teil des Reaktionsgefäßes befindet sich über dem Boden eine Heizspirale für die Energiezuführung.Of the Soil is flat like a pot, but it can also be conical or arched down accomplished be. In the lower part of the reaction vessel is located above the Floor a heating coil for the energy supply.
Die Heizspirale ist durch ein Schutzgitter gegen einen direkten Kontakt mit dem Reaktionsgut geschützt. Gleichzeitig ist das Schutzgitter in einer solchen Höhe über dem Boden angeordnet, dass die für einen ausreichend hohen Dampfdruck notwendige Wassermenge nicht mit dem Reaktionsgut in Berührung kommt.The Heating spiral is protected against direct contact by a protective grid protected with the reaction mixture. At the same time, the protective grid is at such a height above the Floor arranged that for a sufficiently high vapor pressure necessary amount of water not with the Reaction in contact comes.
In der Höhe des Schutzgitters befindet sich deshalb zweckmäßigerweise auch der Einlassstutzen für die Zuführung des Wassers.In the height of the protective grid is therefore expediently also the inlet nozzle for the feed of the water.
Zur Vermeidung von Energieverlusten ist das Reaktionsgefäß insgesamt durch die Materialauswahl und/oder Beschichtung optimal wärmeisoliert.to Avoidance of energy loss is the total reaction vessel optimally thermally insulated by the choice of material and / or coating.
Am tiefsten Punkt im Boden des Reaktionsgefäßes befindet sich ein Ablaufventil für das Kochwasser, das vorzugsweise fern zu betätigen ist. Über dieses wird das heiße Wasser nach dem Kochprozess in einen unterhalb des Reaktionsgefäßes angeordneten Kochwasserauffangbehälter abgeleitet.At the lowest point in the bottom of the reaction vessel is a drain valve for the Cooking water, which is preferably operated remotely. This is the hot water after the cooking process in a arranged below the reaction vessel Cooking water collecting tank derived.
Da während des Kochprozesses Stärke-, Zell- und Inhaltsstoffbestandteile in das Kochwasser übergehen muss aus technologischen und hygienischen Gründen das Kochwasser gefiltert werden, bevor es in den ebenfalls gut isolierten Kochwasserauffangbehälter fließt.There while the cooking process starch, cell and ingredient ingredients in the cooking water must pass from technological and hygienic reasons The cooking water is filtered before it is also in the well-insulated Cooking water collecting tank flows.
Mittels einer Pumpe kann dann dieses Wasser über eine Rohr- und/oder Schlauchleitung wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeführt und für einen weiteren Kochprozess genutzt werden. Dadurch entfällt die Abkühlphase für dieses Wasser und der nächste Prozess startet mit vorgewärmtem Wasser. Gleichzeitig verringert sich der Energieaufwand für den nächsten Kochprozess.through a pump can then this water via a pipe and / or hose recycled back into the reaction vessel and for another Cooking process can be used. This eliminates the cooling phase for this water and the next process starts with preheated Water. At the same time, the energy required for the next cooking process is reduced.
Die Rückführung des Kochwassers erfolgt über den Einlassstutzen, an dem gleichzeitig bei Bedarf auch das Frischwasser eingefüllt wird, entweder für die erste Befüllung oder zum Ausgleich von Wasserverlusten beim Kochprozess.The Return of the Cooking water is over the inlet nozzle, at the same time if necessary, the fresh water filled will, either for the first filling or to compensate for water losses during the cooking process.
Um das Reaktionsgefäß einfach entleeren zu können ist dieses so gelagert, dass es maximal bis 180° geschwenkt werden kann.Around the reaction vessel easy to be able to empty this is stored so that it can be swiveled up to 180 °.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird folgendes Verfahren realisiert.With the device according to the invention the following method is realized.
Bei geöffnetem Deckel werden geschälte Kartoffeln oder ein anderes entsprechendes Gut und Wasser in das Reaktionsgefäß eingefüllt. Danach wird der Deckel aufgelegt und das Reaktionsgefäß durch Verschraubung, Verriegelung oder ähnliches druckdicht verschlossen.at open Lid will be peeled potatoes or another corresponding good and water filled in the reaction vessel. After that will the lid is placed and the reaction vessel by screwing, locking or similar pressure-tight locked.
Es ist auch möglich, dass der Deckel durch sein Eigengewicht das Reaktionsgefäß verschließt und somit selbst die Funktion eines Überdruckventils erfüllt.It is possible, too, that the lid closes by its own weight, the reaction vessel and thus even fulfilled the function of a pressure relief valve.
Anschließend wird Energie über das Heizelement zugeführt. Dieses befindet sich im Wasser und garantiert zusammen mit einer Temperaturregelung einen minimalen Energieaufwand.Subsequently, will Energy over supplied to the heating element. This is located in the water and guarantees along with a Temperature control a minimum of energy.
Durch Erhitzen des Wassers wird im Reaktionsgefäß ein Überdruck erzeugt, wodurch die Kochzeit nur einen Bruchteil gegenüber den traditionellen Verfahren beträgt. Das führt ebenfalls zu einer erheblichen Reduzierung des Energieaufwandes.By Heating the water, an overpressure is generated in the reaction vessel, whereby the Cooking time only a fraction over traditional methods is. Leading also to a considerable reduction of energy consumption.
Nach dem Kochprozess wird das Kochwasser gefiltert und in den isolierten Kochwasserauffangbehälter abgelassen. Dieses Wasser wird für den nächsten Kochprozess wiederverwendet. Zur Beschleunigung dieses Verfahrensschrittes kann das Überdruckventil geschlossen bleiben, bis das Kochwasser restlos entleert ist. Danach wird das Überdruckventil geöffnet. Es stellt sich schnell Umgebungsdruck ein. Durch diesen raschen Druckabfall erfolgt bereits eine Temperaturabsenkung im Reaktionsgefäß.To In the cooking process, the cooking water is filtered and in the isolated Cooking water collecting tank drained. This water is for the next Reused cooking process. To speed up this process step can the pressure relief valve remain closed until the cooking water is completely emptied. After that becomes the pressure relief valve open. It quickly adjusts to ambient pressure. Through this fast Pressure drop is already a temperature drop in the reaction vessel.
Dann wird Unterdruck im Reaktionsgefäß angelegt. Durch die Absenkung der Verdampfungstemperatur und die damit einsetzende Wasserverdampfung kühlen die gegarten Kartoffeln weiter ab.Then negative pressure is applied in the reaction vessel. By lowering the evaporation temperature and the thus beginning Cool water evaporation the cooked potatoes continue.
Die Temperatur wird soweit gesenkt, dass kein Nachgaren stattfinden kann. Gleichzeitig ist die Temperatur noch so hoch, dass während des Abfüllprozesses keine Kontamination möglich ist.The Temperature is lowered so far that no Nachgaren take place can. At the same time the temperature is still so high that during the filling process no contamination possible is.
Nach Beendigung dieses Vorganges wird erneut Umgebungsdruck eingestellt. Der Deckel wird geöffnet und das Reaktionsgefäß geschwenkt. Die Kartoffeln werden an eine aseptisch arbeitende Verpackungsstation übergeben und anschließend verpackt.To Termination of this process is again set to ambient pressure. The lid is opened and the reaction vessel is pivoted. The potatoes are handed over to an aseptic packing station and subsequently packed up.
Nach dem Verpacken können die Kartoffeln bei Bedarf noch durch Luft, Wasser oder technische Kühlung weiter abgekühlt werden.To the packaging can If necessary, the potatoes can be continued by air, water or technical cooling chilled become.
In Weiterführung des erfinderischen Gedankens bietet sich eine Tandemanordnung, bestehend aus zwei Reaktionsgefäßen an.In continuation of the inventive idea offers a tandem arrangement consisting of two reaction vessels.
Die Arbeitsweise basiert auf zwei alternierenden Stufen.The Operation is based on two alternating stages.
Stufe 1 umfasst das Befüllen, Verschließen sowie die Koch- und Druckphase. Sie wird abgeschlossen mit der Übergabe des Kochwassers.step 1 includes filling, Closing as well the cooking and printing phase. It will be completed with the handover of the cooking water.
Die Stufe 2 umfasst das Abkühlen mittels Unterdruck und das Öffnen. Sie wird abgeschlossen mit der Übergabe des behandelten Gutes an die Verpackungsstation.The Stage 2 involves cooling by means of vacuum and opening. It will be completed with the handover of the treated goods to the packaging station.
In diesem Fall könnte der Kochwasserauffangbehälter entfallen, da das heiße Abwasser direkt dem nächsten Reaktionsgefäß zugeführt wird.In this case could the cooking water collector omitted, because the hot Sewage directly to the next Reaction vessel is supplied.
[Beispiele][Examples]
An Hand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.At Hand of drawings become embodiments closer to the invention explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Das
Reaktionsgefäß
Der
Boden
Der
Deckel
Der
Boden
Das
Schutzgitter
In
der Höhe
des Schutzgitters befindet sich ein Einlassstutzen
Das
Reaktionsgefäß
Am
tiefsten Punkt des Reaktionsgefäßes
Die Öffnung im
Kochwasserauffangbehälter
Zum
Auffangen von in dem Kochwasser
Über eine
Rückführleitung
Zum
Entleeren wird das Reaktionsgefäß
Über den
Einlassstutzen
In
Während sich
ein Reaktionsgefäß
Von
dem einen Reaktionsgefäß
- 11
- Reaktionsgefäßreaction vessel
- 1.11.1
- erstes Reaktionsgefäß bei Tandemanordnungfirst Reaction vessel in tandem arrangement
- 1.21.2
- zweites Reaktionsgefäß bei Tandemanordnungsecond Reaction vessel in tandem arrangement
- 22
- Bodenground
- 33
- Deckelcover
- 44
- Dichtungpoetry
- 55
- Verschlussklemmenlocking clips
- 66
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 77
- UnterdruckventilVacuum valve
- 88th
- Heizspiraleheating coil
- 99
- Auflagegitter, SchutzgitterShelf guide, guard
- 1010
- Reaktionsgut, Kartoffelnreaction material, potatoes
- 1111
- Wasserwater
- 1212
- Wasserzulauf, EinlassstutzenWater supply, inlet port
- 1313
- KochwasserauffangbehälterCooking water collecting tank
- 1414
- Ablaufventildrain valve
- 1515
- Dichtungsflanschsealing flange
- 1616
- Filterfilter
- 1717
- RückführleitungReturn line
- 1818
- Pumpepump
- 1919
- FrischwasserzuflussFresh water supply
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---|---|---|---|
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ID=37055787
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DE202004021080U Expired - Lifetime DE202004021080U1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Industrial production of peeled fruit or vegetable, especially potatoes, with long shelf life, by cooking with steam under elevated pressure then cooling under reduced pressure in reaction vessel |
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- 2004-09-29 DE DE202004021080U patent/DE202004021080U1/en not_active Expired - Lifetime
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R150 | Term of protection extended to 6 years |
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