DE2055627A1 - Kontinuierlich durchfuhrbares Verfahren zum Ruckgewinnen wieder ver wendbaren Bratfetts aus mit festen Lebensmittelteilchen verunreinigtem Bratfett - Google Patents

Description

Peter-iCm-igen-Straße *

THE PROCTER & GAMBLE COMPANY, Cincinnati (Ohio, USA)

Kontinuierlich durchführbares Verfahren zum Rückgewinnen wieder verwendbaren Bratfetts aus mit festen Lebensmittelteilchen verunreinigtem Bratfett

Viele vom Verbraucher bevorzugte Nahrungsmittel, beispielsweise Pommes frites, Kartoffelchips, Garnelen und Brathühnchen, werden durch Braten und insbesondere durch Eintauchen in siedendes Fett zubereitet. Beim Braten in tief stehendem, heissem Fett, im folgenden auch als Fritieren bezeichnet, weist das Fett gewöhnlich

eine im Bereich zwischen 135 und .220°C und vorzugsweise in ei-

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nem Bereich zwischen 160 und 190 C liegende Temperatur auf. In diesen Bereichen liegende Temperaturen sind deshalb vorteilhaft,, weil damit das gewünschte Produkt in einer vernünftig kurzen Zeitspanne hergestellt werden kann und die Temperaturen noch unterhalb des Rauchpunkts des Fetts oder OeIs liegen.

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Während des Bratens in tief stehendem, heissem Fett fallen oder brechen oft kleine Teilchen von dem zu bratenden Lebensmittel ab und verbleiben im Bratfett, wenn die fertig zubereiteten Lebensmittel entnommen werden. Bei der kontinuierlichen Verwendung eines Bratfetts reichern sich dann diese kleinen Lebensmittelteilchen im Bratgefäss an. Da die Temperatur des.Bratfetts gewöhnlich im oben angegebenen Bereich liegt, werden diese Teilchen ununterbrochen fritiert und verbrennen dabei. Diese verbrannten Lebensmittelteilchen weisen eine sehr dunkle Färbung auf, sind aussen verkrustet und bewirken oft eine Entfärbung des Bratfetts. Weiter legen sich, wenn frische Lebensmittel in das Bratfett eingegeben werden, oft kleine verbrannte Lebensmittelteilchen an die neu eingelegten Lebensmittel an, wodurch das fertig gebratene Erzeugnis ein unerwünscht fleckiges Aussehen bekommt. Ein hoher Anteil von verbrannten Lebensmittelteilchen im Bratfett bewirkt weiter, dass dieses ein abgestandenes Aroma annimmt, das oft auch an die gebratenen Lebensmittel übertragen wird. Schliess· lieh kann ein hoher Prozentsatz fester Lebensmittelteilchen im Bratfett die Funktionsweise der Bratvorrichtung nachteilig beeinflussen. Wenn beispielsweise das Bratfett kontinuierlich in der Bratvorrichtung umgewälzt wird, kann eine ungewöhnlich grosse Ansammlung von Lebensmittelteilchen im Bratfett oder -öl die Einlass- und Auslassleitungen verstopfen und den Umlauf verhindern.

Es sind schon verschiedene Verfahren entwickelt worden, um Lebensmittelteilchen aus heissen Bratfetten zu entfernen. Im allgemeinen wird dazu eine Filteranlage verwendet. Die handelsüblichen Filteranlagen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Wegen der hohen Temperatur des Bratfetts können gewöhnliche Filtermaterialien, wie beispielsweise das handelsübliche Filterpapier, nicht verwendet werden, weil das heisse Bratfett das Filterpapier sofort zerstört. Um dieses Problem für handelsübliche Filteranlagen zu lösen, war es notwendig, Filtermaterialien zu verwenden, die von der hohen Tempera.tur des Bratfetts nicht beeinflusst

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werden. Aus diesem Grunde wurde in einigen Fällen die Verwendung von Teflon vorgeschlagen. Aber auch durch die Verwendung eines inerten, auch bei hoher Temperatur widerstandsfähigen Filtermaterials konnte ein zusätzliches Problem nicht gelöst werden. Das Filtermaterial wird nämlich im allgemeinen zunehmend mit Lebensmittelteilchen verstopft, weshalb es notwendig ist, die Bratvorrichtung ausser Betrieb zu setzen und die Filteranlage zu reinigen. Das bedeutet aber, dass die Verwendung konventioneller Filtermaterialien, auch wenn die Filter inert sind, wegen des häufig notwendigen Abschaltens zum Reinigen, während welcher Zeit mindestens das Umwälzen des Bratfetts in der Anlage unterbrochen ist, nachteilig ist. Ein anderer Nachteil der Verwendung konventioneller Filteranlagen zur Rückgewinnung von Fett bei hoher Temperatur liegt darin, dass das Fett in solchen Anlagen gewöhnlich der Luft ausgesetzt ist, welche eine rasche Oxydation bewirkt, derzufolge das Fett ranzig wird.

Es ist natürlich auch möglich, geschlossene Filteranlagen zu verwenden. Diese sind jedoch sehr teuer und verstopfen trotzdem oft durch die zunehmende Ansammlung fester Teilchen. Ein weiterer Nachteil von Filteranlagen liegt darin, dass es mit diesen nicht möglich ist, gelegentlich auftretende, unvorhergesehen grosse Mengen von verunreinigenden Lebensmittelteilchen auszufiltern. Bei der Verwendung einer konventionellen Filteranlage bewirkt beispielsweise eine grosse Menge fester Teilchen das Verstopfen des Filters, wodurch dann das Abschalten und Reinigen der Anlage notwendig wird.

Ein anderes bisher verwendetes Verfahren zum Trennen fester, zurückgebliebener Teilchen von heissem Bratfett ist das Zentrifugieren. Das Trennen durch einfaches Zentrifugieren ist aber ebenfalls unvorteilhaft, weil die hohe Temperatur der Bratfette gewöhnlich nach kurzer Zeit die in den meisten Zentrifugen vorhandenen Dichtungen zerstört. Aus diesem Grunde kann die Trennung durch Zentrifugieren ohne ,spezielle Dichtungen praktisch nicht

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kontinuierlich durchgeführt werden, es sei denn dass das heisse Bratfett vor der Trennung abgekühlt wird. In diesem Falle muss das zurückgewonnene und wieder verwendbare Bratfett vor der Wiederverwendung im Bratgefäss erneut auf die Brattemperatur erhitzt werden.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum kontinuierlichen Rückgewinnen wieder verwendbarer Bratfette bei hohen Temperaturen aus solchen Bratfetten, die mit kleinen Lebensmittelteilchen verunreinigt sind, ohne.dass die Bratfette einer möglichen Oxydation ausgesetzt werden, anzugeben.

Das erfindungsgemässe kontinuierlich durchführbare Verfahren zum Rückgewinnen wieder verwendbaren Bratfetts aus mit festen Lebensraittelteilchen verunreinigtem Bratfett ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahl von Lebensmittelteilchen enthaltendem Bratfett mit einem Druck von 0,7-7 kg/cm und einer Temperatur von 38-220 C durch eine tangential angeordnete Einlassöffnung in tangentialer Richtung in den oberen, zylindrischen Teil einer Trenneinrichtung eingeleitet wird, so dass· das die Teilchen enthaltende Bratfett einen Wirbel bildet, der im Bratfett eine Zentrifugalkraft erzeugt, derzufolge die dichteren, festen Lebensmittelteilchen in den äusseren Bereich des Wirbels getrieben und dort unter der Einwirkung der Gravitationskraft schraubenlinienförmig in den unteren, konischen Teil der Trenneinrichtung abfliessen und durch eine Ablauföffnung austreten, während das weniger dichte und von Lebensmittelteilchen praktisch freie Bratfett zum inneren Teil des Wirbels bewegt und der von Flüssigkeit freien, mittleren Achse des Wirbels benachbart schraubenlinienförmig nach oben getrieben wird und durch eine üeberlauföffnung aus der Trenneinrichtung austritt, um wieder verwendet zu werden, und dadurch, dass das Verfahren in Abwesenheit von Luft durchgeführt wird.

Der oben verwendete Begriff "kontinuierlich" bezeichnet einen ununterbrochenen Durchfluss .des Bratfetts während des Betriebs und . schliesst auch die diskontinuierliche Betriebsweise beispielswei-

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se bei Beginn des Bratens ein, vorausgesetzt dass während des Bratens ein ununterbrochener Durchfluss stattfindet.

Das neue Verfahren ermöglicht, mit Lebensmittelteilchen verunreinigtes heisses Bratfett von diesen Teilchen zu trennen, ohne dass es von der Luft oxydiert wird, was normalerweise bei Temperaturen zwischen 135 und 220 C auftritt. Das abgetrennte, von verunreinigenden Lebensmittelteilchen freie, heisse Bratfett kann wieder verwendet und direkt in ein zum Braten geeignetes, Fett enthaltendes Bratgefäss eingeleitet werden. Das zurückbleibende mit Lebensmittelteilchen angereicherte Bratfett kann Λ in einem kontinuierlichen Verfahren einer weiteren Trennung, die auf die gleiche Weise wie die erste Trennung ausgeführt wird, unterworfen werden, um weitere Mengen wieder verwendbaren Bratfetts zurückzugewinnen. Die gesamte Rückgewinnung kann in einer verhältnismässig kurzen Zeit und kontinuierlich durchgeführt werden, ohne dass dafür Filteranlagen der bisher verwendeten Art notwendig sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass wegen der kontinuierlichen Durchführung und der Abwesenheit von Luft heisses Bratfett behandelt werden kann, ohne dass eine Oxydation und dadurch bewirkte Ranzigkeit zu befürchten ist. Schliesslich sind zur Ausführung des neuen Verfahrens keine Vorrichtungen mit Dichtungen, die durch heisses Bratfett zerstört ^ werden können, notwendig*

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

eine
Fig. 1 zeigt schematisch/einen oberen zylindrischen und einen

unteren konischen Teil aufweisende Trenneinrichtung.

Fig. 2 zeigt einen teilweise aufgebrochenen, hydraulischen Zyklon, der eine bevorzugte Ausführungsform der Trenneinrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ist, und die Strömung der'Flüssigkeit im Zyklon.

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E*ig. 3 zeigt schematisch eine Aus füh rungs form einer Anlage zur Ausführung des neuen Verfahrens, bei der eine Mehrzahl von Trenneinrichtungen, die miteinander in Serie geschaltet sind, verwendet werden.

Um das Verständnis der folgenden Beschreibung zu erleichtern, sollen einige mehrfach gebrauchte Ausdrücke genauer definiert werden.

Bratfett: Der Ausdruck "Bratfett" umfasst alle festen und weichen Bratfette, ebenso wie flüssige Bratöle. Der Ausdruck wird als Oberbegriff für alle Fette und OeIe verwendet, die zum Braten ™ von Lebensmitteln durch Eintauchen in tief stehendes heisses Bratfett verwendet werden können.

LebensmittelteiIchen: Der Ausdruck ^Lebensmittelteilchen" umfasst alle von durch Eintauchen in Fett gebratenen Lebensmitteln abgelösten kleinen Teilchen, welche letztere oft als Verunreinigungen in den Bratgefässen zurückbleiben.

Verunreinigtes Bratfett: Der Ausdruck "verunreinigtes Bratfett" wird für ein Bratfett verwendet, das Lebensmittelteilchen und möglicherweise auch Teilchen von Nichtlebensmitteln enthält.

Trenneinrichtung mit einem zylindrischen und einem konischen Teil: Dieser Ausdruck bezeichnet eine Trenneinrichtung mit einem oberen, zylindrischen und einem unteren, konischen Teil, wie sie schematisch in Figur 1 und perspektivisch an einer bevorzugten Ausfuhrungsform in Figur 2 gezeigt ist.

Wirbel: Dieser Ausdruck wird im folgenden mit der gleichen Bedeutung wie in der Mechanik der Flüssigkeiten verwendet und betrifft ein rotierendes Fluid, längs dessen Achse ein Hohlraum gebildet ist, zu dem der Wirkung des Wirbels unterliegende Körper bewegt wird.

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Wie*bereits weiter oben erwähnt wurde, weist das zur Ausführung des neuen Verfahrens verwendete Bratfett eine Temperatur zwischen 135 und 220 C und vorzugsweise eine Temperatur zwischen

160 und 190 C auf. Es ist aber auch möglich, das neue Verfahren bei tieferen Temperaturen von bis zu 38 C auszuführen. Wenn so geringe Temperaturen verwendet werden, muss das Bratfett, bevor es wieder verwendet werden kann, erneut erhitzt werden. Die kritische Grosse, welche die tiefstmögliche Temperatur zur*Ausführung des neuen Verfahrens begrenzt, ist die tiefste Temperatur, bei der das Bratfett noch flüssig ist. ■

Die wirkungsvollste Trennung von Verunreinigungen erfolgt aber bei Temperaturen, die im Bereich der Brattemperaturen liegen, " weshalb diese auch bevorzugt sind. Der grösste Teil der folgenden Beschreibung betrifft darum die bevorzugten Arbeitsbedingungen bei Brattemperaturen.

Bei einer bevorzugten Ausführung des neuen Verfahrens wird ein für hohe Temperaturen, beispielsweise für Temperaturen zwischen

ο ο

135 und 220 C und vorzugsweise zwischen 160 und 190 C geeignetes Bratfett durch eine tangential angeordnete Einlassöffnung 10 tangential in den oberen Teil des Zylinders 11 einer Trenneinrichtung eingeführt. Es ist wichtig, dass das verunreinigte, heisse Bratfett in tangentialer Richtung in den Zylinder 11 eingeleitet wird, damit das verunreinigte Bratfett in eine Dreh- ^ bewegung versetzt wird. Wenn beispielsweise das verunreinigte Bratfett im rechten Winkel zum Durchmesser lla des Zylinders in den oberen Teil der Trenneinrichtung eingeleitet würde, würde dieses die Einrichtung nicht mit einer Drehbewegung durchfliessen, weshalb, wie im folgenden beschrieben werden wird, keine Trennung der verunreinigenden Lebensmittelteilchen vom heissen Bratfett möglich ist. Um in dem in tangentialer Richtung eingeleiteten verunreinigten Bratfett eine ausreichende Zentrifugalkraft, bei der die festen Teilchen der Lebensmittel vom wieder verwendbaren Bratfett getrennt werden, zu erzeugen, sollte das

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verunreinigte Bratfett in den oberen zylindrischen Teil 11 der

2 Trenneinrichtung mit einem Druck zwischen 0,7 und 7 kg/cm und

vorzugsweise zwischen 1,4 und 5,6 kg/cm eingeleitet werden.

Durch das Einleiten des verunreinigten Bratfetts mit einem im oben angegebenen Bereich liegenden Druck und in tangentialer Richtung in den oberen zylindrischen Teil 11 der Trenneinrichtung wird das verunreinigte Bratfett in der Trenneinrichtung einer starken Zentrifugalkraft ausgesetzt. Die durch das tangentiale Einleiten bewirkte Rotation und die von letzterer erzeugte Zentrifugalkraft führen zu einer starken Durchwirbelung des verunreinigten Bratfetts. Dabei treibt die Rotationsgeschwindigkeit des verunreinigten Bratfetts im Wirbel die dichteren, festen Lebensmittelteilchen in den äusseren Teil des Wirbels, wo sie natürlichen Gravitationskräften unterliegen und schraubenlinienförmig nach unten in den konischen Teil 12 der Trenneinrichtung abfliessen. Da die festen Teilchen immer der Zentrifugalkraft ausgesetzt sind, bewegen sie sich am äusseren Rande des Wirbels schraubenlinienförmig nach unten, bis sie durch die Ablauföffnung 13 abgeführt werden.

Das verbleibende, weniger dichte Bratfett bewegt sich, nachdem es tangential in die Trenneinrichtung eingeleitet wurde, im Gegensatz zu den dichteren festen Teilchen der Lebensmittel gegen den inneren Teil des Wirbels. Dort wird es längs der von Flüssigkeit freien (in Figur 1 nicht gezeigten und in Figur 2 mit 25 bezeichneten) mittleren Achse schraubenlinienförmig nach oben getrieben wird und durch ein Ueberlaufrohr 14 für eine neuerliche Verwendung aus der Trenneinrichtung austritt.

Es ist wichtig, dass das neue Verfahren praktisch unter Ausschluss von Luft durchgeführt wird. Der Grund dafür ist, dass bei der hohen Temperatur des Bratfetts von beispielsweise 135-220 C und vorzugsweise von 160-190°C, die für das Fritieren in tief stehendem Fett notwendig ist» der Kontakt des Bratfetts mit Luft

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zu einer raschen Oxydation und zum Ranzigwerden führt, wobei ein unangenehmer Geruch entsteht, der möglicherweise auf das zu fritierende Lebensmittel übertragen wird. Es ist vorzuzieheni dass das Volumen der in der Trenneinrichtung etwaigen vorhandenen Luft vorzugsweise weniger als 1 Vol. $ oder eben weniger als 0.50 Vol. $ des vorhandenen Bratfetts ausmacht.

Zur Entfernen der Luft kann die Trenneinrichtung vorzugsweise vor dem Inbetriebsetzen vollständig mit Bratfett gefüllt werden. Danach wird das Bratfett wieder aus der Trenneinrichtung abgesaugt und zugleich verunreinigtes, heisses Bratfett durch die tangentiale Einlassöffnung eingelassen. Diese Art des Inbetrieb- j setzens muss bei jedem neuen Anlaufen des Verfahrens wiederholt werden.

Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, hat die Trenneinrichtung zwei Auslassöffnungen: eine Ablauföffnung 13 an der Spitze des unteren konischen Teils 12, durch die eine verhältnismässig dichte Aufschlämmung von stark mit festen Teilchen verbrannter Lebensmittel angereichertem Bratfett austritt und ein Ueberlaufrohr 14, durch das wieder verwendbares und von verunreinigenden festen Teilchen praktisch freies Bratfett abgeführt wird. Die Durchflussmenge durch die Trenneinrichtung, die Ablauföffnung 13 und das Ueberlaufrohr 14 werden durch den Druckabfall " in der Trenneinrichtung beeinflusst. Der Druckabfall kann durch Messen des Drucks in der Anlage, gerade vor der tangential angeordneten Einlassöffnung 10 und Vergleichen dieses Drucks mit dem Druck nach dem Austritt durch das Ueberlaufrohr 14 bestimmt werden. Für eine bestmögliche Arbeitsweise des neuen Verfahrens inbezug auf die Behandlungszeit und die wirkungsvollste Trennung verunreinigender fester Lebensmittelteilchen vom Bratfett sollte das durch die Ablauföffnung 13 austretende Material 0-30 Gew.% der gesamthaft in der Trenneinrichtung vorhandenen Masse und vorzugsweise 0-15 Gew.% dieser aus Bratfett und festen Teilchen bestehenden Masse ausmachen, während durch das Ueberlaufrohr 70-100 Gew.% und.vorzugsweise 85-100 Gew.l der gesamten

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Masse austreten sollten. Um die durch das üeberlaufrohr und die Ablauföffnung austretenden Mengen zu steuern, sollte der Druckabfall in der Trenneinrichtung, wenn er in der oben beschriebenen Weise gemessen wird, für den oben angegebenen breitesten Be-

2
reich zwischen 0,35 und 3,5 kg/cm oder zwischen 0,7 und 2,8 kg/

cm und für den bevorzugten Bereich der durch das üeberlaufrohr um die Ablauföffnung abfliessenden Masse 0,7-1,4 kg/cm betragen. Der Druck in der Anlage kann durch handelsübliche Zentrifugalpumpen, wie sie in Figur 3 gezeigt sind, und durch die Verwendung von ebenfalls in Figur 3 gezeigten Drucksteuerventilen gesteuert werden.

In Figur 2 ist eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht eines hydraulischen Zyklons gezeigt, der als bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens anzusehen ist. Durch die tangential angeordnete Einlassleitung 20 wird ein Bratfett, dessen Temperatur zwischen 38 und 220 C, vorzugsweise zwi-

o ο

schen)135 und 220 C und am besten zwischen 160 und 190 C liegt, und das mit festen Teilchen von Lebensmitteln verunreinigt ist, unter Druck eingeleitet, wobei sich ein Wirbel bildet. Wegen der tangentialen Einleitung des verunreinigten Bratfetts und weil das eingeleitete Material Anteile mit unterschiedlichen Massen aufweist, werden die schwereren Anteile, sobald ein ausreichendes Volumen vorhanden ist, um den Zyklon zu füllen, an die Aussenseite des Wirbels getrieben und sammeln sich nahe der inneren Wand 21a des hohlen kegelstumpfförmigen Teils 21. Die leichteren Teilchen und das weniger dichte Bratfett verbleibt in der Nähe des Zentrums des Wirbels, was durch die Pfeile 22, 23 und 24 längs der von Flüssigkeit freien mittleren Achse 25 angedeutet ist. Die Anteile des verunreinigten Bratfetts, welche eine mittlere Masse aufweisen, befinden sich zwischen der von Flüssigkeit freien mittleren Achse 25 und der inneren Wand 21a des hohlen konischen Teils 21, wo die durch den Wirbel gebildeten Zentrifugalkräfte, die auf diese Teilchen einwirken, durch nach innen gerichtete Zugkräfte ausgeglichen werden. In axialer Richtung

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verlaufende Strömungen und in dem Wirbel gebildete Zentrifugalkräfte und Gravitationskräfte befördern das Material im Zyklon zu einer der beiden Austrittsöffnungen, von denen das Ueberlaufrohr 27 in der Mitte des Oberteils des oberen Zylinders 26 und die Ablauföffnung 28 an der Spitze des hohlen konischen Teils angeordnet ist. Um einen direkten Durchfluss von der tangential angeordneten Einlassleitung 20 zum Ueberlaufrohr 27 zu vermeiden, erstreckt sich das ueberlaufrohr 27 nach unten in den durch den dynamischen Zustand der Flüssigkeit gebildeten Wirbel. Dazu ist das Ueberlaufrohr 27 mit einem als Wirbelsucher 29 bezeichneten Rohr verlängert.

Die leichteren Anteile treten durch den Wirbelsucher 29 und das Ueberlaufrohr 27 aus dem Zyklon aus, während die schwereren Teilchen durch die Ablauföffnung 28 abf Hessen. Dabei wird der überwiegende Teil der verunreinigenden festen Stoffe mit einem geringen Anteil Bratfett durch die Ablauföffnung 28 abgeschieden, während ein sehr kleiner Anteil sehr kleiner Teilchen mit der Überwiegenden Menge des Bratfetts durch das Ueberlaufrohr 27 abgeleitet wird.

Die kritischen Abmessungen eines hydraulischen Zyklons sind im allgemeinen seine Durchmesser, die Grossen der Einlassleitung, des Ueberlaufrohrs und der Ablauföffnung und der Oeffnungswinkel des unteren konischen Teils. Diese Abmessungen können an verschiedene Materialien angepasst werden. Wenn beispielsweise die Viskosität einer Flüssigkeit grosser und der Unterschied in der spezifischen Gravitation der zu trennenden Materialien geringer ist, muss der Durchmesser des Zyklons kleiner sein, um eine grössere Winkelgeschwindigkeit innerhalb des Wirbels zu erzeugen. Für die Trennung von verunreinigenden Lebensmittelteilchen und Bratfett waren bestimmte Abmessungen als besonders vorteilhaft gefunden worden. Diese besonders vorteilhaften Abmessungen sollen im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 1 angegeben und mit den Bezugszeichen des hydraulischen Zyklons nach Figur 2 in Ver-

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bindung gesetzt werden. Der obere zylindrische Teil der Trenneinrichtung sollte einen Durchmesser zwischen 50 und 620 mm und vorzugsweise zwischen 76 und 310 mm aufweisen. Die Einlassöffnung der tangential angeordneten Einlassleitung sollte einen Durchmes-' ser 10a zwischen 6,3 und 102 mm und vorzugsweise zwischen 12,6 und 76,5 mm aufweisen. Der Durchmesser 14a des Ueberlaufrohrs sollte zwischen 6,3 und 121 mm und vorzugsweise zwischen 12,6 und 102 mm liegen. Dazu sei bemerkt, dass das Ueberlaufrohr 14 in Figur 1 dem Ueberlaufrohr 27 in Figur 2 entspricht. Die Länge* dis ueberlaufrohrs 14b sollte zwischen 12,7 und 205 mm und Vorzugs-'* weise zwischen 50 und 185 mm sein. Diese Länge 14b in Figur 1 - W entspricht der Länge des Wirbelsuchers 29 in Figur 2. Der Durchmesser 13a der Ablauföffnung sollte zwischen 2,7 und 121 mm und vorzugsweise zwischen 6,3 und 12,7 mm betragen. Dieser Durchmesser 13a entspricht dem Durchmesser der Ablauföffnung 28 in Figur 2. Der Oeffnungswinkel 15 des konischen Teils 12 der Trenneinrichtung Sollte zwischen 2 und 20 und vorzugsweise zwischen

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5 und 15 sein. Es war gefunden worden, dass in der beschriebenen Trenneinrichtung mit den oben angegebenen Abmessungen die wirkungsvollste Trennung von heissem Bratfett und verunreinigenden Lebensmittelteilchen erreicht werden kann.

In Figur 3 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer ™ kontinuierlich arbeitenden Anlage zum Wiedergewinnen wieder verwendbaren Bratfetts aus mit Lebensmittelteilchen verunreinigtem Bratfett gezeigt. Diese Anlage weist eine Mehrzahl von Trenneinrichtungen auf, die miteinander in Serie geschaltet sind, um einen verbesserten Wirkungsgrad der Trennung bezüglich der Menge des wiedergewonnenen und wieder verwendbaren Bratfetts zu ermöglichen. Der Ausdruck "in Serie geschaltet" bedeutet hier, dass die Ablauföffnung jeder Trenneinrichtung mit der Einlassöffnung der folgenden Trenneinrichtung verbunden ist.

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In Figur 3 ist ein mit umgewälztem Bratfett arbeitendes Bratgefäss 30 gezeigt, das eine Abflussleitung 31 und eine Zuflussleitung 32 aufweist. Zwischen dieser Abfluss- und Zuflussleitung sind drei in Serie geschaltete Trenneinrichtungen 33, 34 und 35 vorgesehen. Die Trenneinrichtungen sind so angeordnet, dass das aus der Einrichtung 33 austretende Bratfett in das Bratgefäss zurückgeführt wird und die Ablauföffnung der Einrichtung 33 mit der Einlassöffnung der Einrichtung 34 verbunden ist. Das üeberlaufrohr der Trenneinrichtung 34 führt ebenfalls zum Bratgefäss 30, während die Ablauföffnung mit der Trenneinrichtung 35 verbunden ist. Das Ueberlaufrohr der Trenneinrichtung 35 ist mit der Abflussleitung 31 verbunden. Das durch die Ablauföffnung der Trenneinrichtung 35 austretende Material wird als Abfall gewertet und in dieser Anlage nicht weiter verwendet.

Beim Betrieb der Anlage enthält das Bratgefäss 30 gewöhnlich ein zum Fritieren geeignetes Fett mit Temperaturen im Bereich zwischen 135-220 C, in dem sich nach längerem Gebrauch verbrannte LebensmitteIteiIchen anreichern. Das so verunreinigte Bratfett fliesst durch die Abflussleitung 31 ab und von dort zur Pumpe 36, die es durch die Einlassleitung 37 in tangentialer Richtung in die Trenneinrichtung 33 einpumpt, wobei die oben beschriebene Wirbelbildung eine Trennung bewirkt. Die Pumpe 36 erzeugt den für die Einleitung des Bratfetts in tangentialer Richtung er-

forderlichen Druck von 0,7-7 kg/cm und vorzugsweise von 1,4-5,6

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kg/cm . Das durch das üeberlaufrohr 38 aus der Trenneinrichtung 33 austretende Bratfett wird durch die Zuflussleitung 32 in das Bratgefäss 30 zurückgeleitet. Das aus der Ablauföffnung 39 der Trenneinrichtung 33 austretende Material fliesst durch eine Ablaufleitung 39 ab. Der Druckabfall in der Trenneinrichtung 33 wird durch die Ventile 40 und 41 in der Ueberlauf- und der Ablaufleitung 38 bzw. 39 gesteuert. Von der Ablaufleitung 39 fliesst das Material durch die Pumpe 42, die es in die Einlassleitung 43 pumpt, aus der es in tangentialer Richtung in die Trenneinrichtung 34 strömt. Der Ueberlauf aus der Trenneinrichtung 34 fliesst

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in die Ueberlaufleitung 44, während der Ablauf in die Ablaufleitung 45 fliesst. Die Ventile 46 und 47 in den Leitungen 44 bzw. 45 werden zur Steuerung des Druckabfalls in der Trenneinrichtung 34 verwendet.

Vorzugsweise wird der Ueberlauf aus der Trenneinrichtung 34 durch einen Wärmeaustauscher· 48 geführt, um sicherzustellen, dass der ueberlauf die Brattemperatur beibehält, bevor er in die Zuflussleitung 32 und von dort in das Bratgefäss 30 zurückgeleitet wird. Der Ablauf aus der Trenneinrichtung 34 fliesst It zu einer Pumpe 49, die ihn in die Einlassleitung 50 presst, aus der er in tangentialer Richtung in die Trenneinrichtung 35 eingeleitet wird. Der Ueberlauf von der Trenneinrichtung 35 fliesst durch die Ueberlaufleitung 51 in die Ablaufleitung 31. Der Ablauf aus der letzten Trenneinrichtung 35 wird durch die Ablaufleitung 52 entfernt. Der Druckabfall in der Trenneinrichtung 35 wird durch die Ventile 53 und 54 in den Leitungen 51 bzw. 52 gesteuert.

Die Verwendung einer Vielzahl von in Serie geschalteten Trenneinrichtungen entsprechend der Figur 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weil sie eine grössere || Menge wiedergewonnenen und wieder verwendbaren Bratfetts liefert, was durch eine Steigerung der Trennung ermöglicht wird.

Im allgemeinen kann mit einer Trenneinrichtung, wenn der Ein-

2 lassdruck im bevorzugten Bereich zwischen 1,4 und 5,6 kg/cm und der Druckabfall in der Trenneinrichtung im bevorzugten Bereich

zwischen 0,7 und 2,8 kg/cm liegt, die Menge des wiedergewonnenen, wieder verwendbaren Bratfetts zwischen 85 und 90 Gew.% der gesamten, in die Trenneinrichtung eingeleiteten Masse sein, während der als Abfall gewertete Ablauf 10-15 Gew.% der gesamten in die Trenneinrichtung eingeleiteten Masse ausmacht. Der Ueberlauf aus der Trenneinrichtung enthält dann noch 5-30 Gew.% der verunreinigenden Lebensmittelteilchen, während der Ablauf 70-95 Gew.% der Verunreinigungen entha.lt.

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Obwohl die obigen Angaben, die sich auf die Menge des wiedergewinnbaren Bratfetts beziehen, in einem für kommerziell brauchbare Verfahren zum Braten in tiefstehendem Fett annehmbaren Bereich liegen, kann der Prozentsatz des wiedergewonnenen Bratfetts durch eine Mehrzahl, z. B. von drei in Serie geschalteter Trennzonen, beispielsweise um 10-15 Gew.%, gesteigert werden, wobei gleichzeitig der gesamthafte Wirkungsgrad der Trennung gesteigert wird. Die Steigerung des Wirkungsgrads der Trennung bedeutet hier die Steigerung des wieder verwendbaren Bratfetts in Gew.%. Eine Steigerung der Menge an wiedergewonnenem und wieder verwendbarem Bratfett kann mit zwei bis sieben und vorzugsweise mit drei in Serie geschalteten Trenneinrichtungen j nachgewiesen werden. Wenn weniger als drei und mehr als sieben Trenneinrichtungen verwendet werden, so ist die Steigerung des Wirkungsgrads, verglichen mit den aufzuwendenden Kosten, relativ gering.

Wie in Figur 3 gezeigt ist, kann zwischen den in Serie geschalteten Trenneinrichtungen ein Wärmeaustauscher 48 verwendet werden. Damit wird sichergestellt, dass das wiedergewonnene, in das Bratgefäss 30 zurückströmende Bratfett die gewünschte Brattemperatur aufweist. .

Wie bereits weiter oben erklärt wurde, entspricht bei der bevor- M zugten Ausführungsform, für die eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Trenneinrichtungen verwendet wird, das in jede nachfolgende Trenneinrichtung eingeleitete Material dem aus der vorhergehenden Trenneinrichtung austretenden Material und bildet nur einen Teil der gesamten Masse des durch die vorhergehende Trenneinrichtung fliessenden verunreinigten Fetts. Das bedeutet, dass bei hintereinander geschalteten Trenneinrichtungen das durchlaufende Volumen an verunreinigtem Bratfett graduell abnimmt, weshalb das Volumen der Trenneinrichtungen ebenfalls verkleinert werden kann. Für eine solche Anlage ist deshalb vorzuziehen, dass hintereinander geschaltete Trenneinrichtungen zunehmend kleinere Abmessungen aufweisen. Eine besonderswLrkungs-

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volle Trennung Var erreicht worden, wenn drei Trenneinrichtungen verwendet wurden, deren Durchmesser 11a der oberen zylindrischen Teile von der grössten, d. h. der in der Strömüngsrichtung ersten Trenneinrichtung, entsprechend der Einrichtung 33 in Figur 3, bis zur kleinsten, d. h. der letzten der in Serie geschalteten Trenneinrichtungen, entsprechend der Einrichtung 35 in Figur 3, ein Verhältnis von 4:2:1 aufweisen.

Die Erfindung soll nun zusätzlich an einem Verfahrensbeispiel erläutert werden.

453 kg raffinierten, geruchsfreien Leinsamenöls werden in ein mit umgewälztem Fett arbeitendes Bratgefäss 30 gegeben und auf eine Temperatur von 175 C erhitzt. Das Leinsamenöl wird bei dierser Temperatur während 11 Std. ununterbrochen zum Braten von Kartoffelchips verwendet. Danach lässt sich feststellen, dass der Boden des Bratgefässes 30 mit einer schweren Ablagerung von Kartoffelteilchen, von denen einige verbrannt sind und eine dunkelbraune Färbung aufweisen, bedeckt ist. Bevor die Wiedergewinnung wieder verwendbaren Öels nach dem neuen Verfahren eingeleitet wird, wird jede der Trenneinrichtungen 33, 34 und 35 mit Leinsamenöl, das eine Temperatur von 175 C aufweist, gefüllt.

Öie spezifischen Abmessungen der dazu verwendeten Trenneinrichtungen 33, 34 und 35 (Figur 3) sind wie folgt: Die erste Trenneinrichtung 33 weist einen Durchmesser 11a des oberen zylindrischen Teils von 305 mm, einen Durchmesser der tangentialen Einlassöffnung 10a von 76 mm, einen Durchmesser 14a des Ueberlaufrohrs von ioi mm, eine Länge 14b des Ueberlaufrohrs von 178 mm und einen Durchmesser 13a der Ablauföffnung von 12,6 mm auf. Der Oeffnungswinkel des unteren konischen Teils 12 ist 10°,

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Die Trenneinrichtung 34 weist einen Durchmesser des oberen zylindrischen Teils von 152 mm, einen Durchmesser der tangentialen Einlassöffnung von 38 mm, einen Durchmesser des Ueberlaufrohrs von 38 nun und eine Länge des Ueberlaufrohrs von 101 mm und einen Durchmesser der Ablauföffnung von 12,6 mm auf. Der Oeffnungswinkel des unteren konischen Teils ist 10 .

Die Trenneinrichtung 35 weist einen Durchmesser des oberen zylindrischen Teils von 76 mm, einen Durchmesser der tangentialen Einlassöffnung von 12,6 mm, einen Durchmesser des ueberlaufrohrs von 16 mm, eine Länge des Ueberlaufrohrs von 31,7 mm und einen Durchmesser der Ablauföffnung von 12,6 mm auf. Der Oeffnungswinkel des unteren konischen Teils ist 5 .

Das eine Temperatur von 175 C aufweisende Leinsamenöl, mit dem die Trenneinrichtungen gefüllt sind, wird dann aus diesen abgelassen und in das Bratgefäss 30 eingeleitet. Danach wird ein in Figur 3 nicht gezeigtes Ventil geöffnet, so dass das ebenfalls eine Temperatur von 175 C aufweisende verunreinigte Bratfett in die Abflussleitung 31 fliesst, und von der Pumpe 36 mit einem

Druck von 2,1 kg/cm durch die Einlassleitung 37 in.die Trenneinrichtung 33 gepumpt wird. Das in tangentialer Richtung in die Trenneinrichtung einströmende Bratfett bildet einen Wirbel, der eine Zentrifugalkraft erzeugt, durch die die dichteren Teilchen gegen den äusseren Rand des Wirbels getrieben werden und dort unter dem Einfluss von Gravitationskräften schraubenförmig nach unten in den unteren konischen Teil der Trenneinrichtung abfliessen und durch die Ablaufleitung 39 abgesaugt werden. Das weniger dichte und von Kartoffelteilchen praktisch freie Bratfett wird in Richtung auf den inneren Teil des Wirbels bewegt und längs der von Flüssigkeit freien mittleren Achse 25 (Figur 2) des Wirbels schraubenförmig nach oben getrieben und fliesst durch die Ueberlaufleitung 38 aus der Trenneinrichtung 33 ab. Der Druckabfall in der Trenneinrichtung 33 wird durch die Ventile und 40 in den Leitungen 39 bzw. 38 gesteuert und beträgt in die ser Einrichtung etwa 1,4 kg/cm .

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Der Überlauf aus der Trenneinrichtung 33 fließt in die Überlaufleitung 38 und in die ZurUckfUhrungsleitung 32 und wird in das Bratgefäß 3° zurückgeführt. Der Überlauf beträgt 9o Gew.-% des Öls, das durch die Zone 33 läuft. Der Ablauf aus der Trenneinrichtung 33 fließt in die Ablaufleitung 39. Von der Ablaufleitung 39 geht der Ablauf aus der Trenneinrichtung 33 durch die Zentrifugalpumpe 42 in die Einlassleitung 43 und wird tangential in die Trenneinrichtung 34 mit einem Druck von 3*15 kg/

cm geführt. Von der Trenneinrichtung 34 wird der Überlauf in die Überlaufleitung 44 und der Ablauf in die Ablaufleitung 45 geleitet. Der Überlauf beträgt 90 Gew.-% des Öls, das durch diese Einrichtung fließt, und der Ablauf Io Gew.-% dieses Öls. Ventile 46 und 47 in den Leitungen 44 bzw. 45 werden benutzt, um den Druckabfall in der Trenneinrichtung zu kontrollieren und auf einen

Wert von 1,4 kg/cm zu- halten.

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Der Ueberlauf von der Trenneinrichtung 34 fliesst durch einen Wärmeaustauscher 48, wird darin wieder auf eine Temperatur von 175 C erwärmt und durch die Zuflussleitung 32 in das Bratgefäss 30 zurückgeführt. Der Ablauf aus der Trenneinrichtung 34

2 fliesst zur Pumpe 49, die ihn mit einem Druck von 1,4 kg/cm in die Einlassleitung 50 pumpt, aus der das Material mit tangentialer Richtung in die Trenneinrichtung 35 einströmt. Der Ueberlauf aus der Trenneinrichtung 35, der aus 90 % des·durch diese Trenneinrichtung strömenden Bratfetts besteht, fliesst dann in die Ueberlaufleitung 51 und aus dieser in die Abflusslei tung 31, um erneut in die Trenneinrichtung 35 geleitet zu werden. Der Ablauf aus der letzten Trenneinrichtung 35, der % 10 % des durch die Einrichtung fliessenden Bratfetts ausmacht, wird durch die Ablaufleitung 52 abgelassen. Der Druckabfall über der Trenneinrichtung 35 wird mit Hilfe der Ventile 53 und

54 in den Leitungen 51 bzw. 52 auf 1,05 kg/cm eingestellt.

Die Menge des in den drei in Serie geschalteten Trenneinrichtungen zurückgewonnenen und wieder verwendbaren OeIs beträgt mehr als 99 Gew,%. Die Menge der in das Bratgefäss 30 zurückgeführten Verunreinigungen wird auf 5 Gew.% der gesamten Verunreinigungen geschätzt.

Die Durchmesser der oberen zylindrischen Teile der Trenneinrich- ü tungen 33, 34 und 35 weisen ein Verhältnis von 4:2:1 auf. Die gesamte Durchflussmenge durch die Trenneinrichtungen 33, 34 und 35 beträgt 1640 l/min.

Wenn anstelle der drei Trenneinrichtungen nur die eine Trenneinrichtung 33 verwendet wird, können praktisch gleichartige Ergebnisse mit einer zufriedenstellenden Trennung der Kartoffelteilchen von dem heissen Bratfett erreicht werden. Es konnte gezeigt werden, dass mit einer einzigen Trenneinrichtung 90 Gew.% des verunreinigten OeIs zur Wiederverwendung wiedergewonnen werden können. .

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IO

Infolge der besonderen Einschaltbedingungen wird das in diesem Beispiel beschriebene, kontinuierlich arbeitende -Verfahren praktisch in Abwesenheit von Luft durchgeführt. Bei einer Bestimmung des Volumens der in den Trenneinrichtungen vorhandenen Luft wurde festgestellt, dass diese weniger als 1,0 </o des Oelvolumens ausmacht.

Wenn bei der im obigen Beispiel beschriebenen Arbeitsweise das verunreinigte Bratfett vor der Wiedergewinnung auf 60 C abgekühlt und vor der Wiedereinleitung in das Bratgefäss 30 erneut

auf 175 C erwärmt wird, werden praktisch die gleichen -Ergebnisse erreicht. Dann ist aber der Wirkungsgrad für eine ausreichende Trennung der Kartoffelteilchen vom Bratfett geringer.

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Claims (14)

Ii "Patentansprüche

1. Kontinuierlich durchführbares Verfahren zum Rückgewinnen wieder verwendbaren Bratfetts aus mit festen Lebensmittelteilchen verunreinigtem Bratfett, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahl von Lebensmittelteilchen enthaltendem Brat-

2 fett mit einem Druck von 0,7-7 kg/cm und einer Temperatur von 38-220 C durch eine tangential angeordnete Einlassöffnung in tangentialer Richtung in den oberen, zylindrischen Teil einer Trenneinrichtung eingeleitet wird, so dass das die Teilchen enthaltende Bratfett einen Wirbel bildet, der im Bratfett eine Zentrifugalkraft erzeugt, derzufolge die dichteren, festen Lebensmittelteilchen in den äusseren Bereich des Wirbels getrieben und dort unter der Einwirkung der Gravitationskraft schraubenlinienförmig in den unteren, konischen Teil der Trenneinrichtung abfliessen und durch ' eine Ablauföffnung austreten, während das weniger dichte und von Lebensmittelteilchen praktisch freie Bratfett zum inneren Teil des Wirbels bewegt und der von Flüssigkeit freien, mittleren Achse des Wirbels benachbart schraubenlinienförmig nach oben getrieben wird und durch eine Ueberlauföffnung aus der Trenneinrichtung austritt, um wieder verwendet zu werden, μ und dadurch, dass das Verfahren in Abwesenheit von Luft durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Bratfetts 135-220°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Bratfetts 160-190°C beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Bratfetts beim Einleiten in die Trenneinrichtung 1,4-5,6 kg/cm beträgt'.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das Volumen der in der Trenneinrichtung vorhandenen Luft weniger als 1 Vol. #, vorzugsweise weniger als 0.50 Vol. f₀ des vorhandenen Bratfetts ausmacht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der

Druckabfall in der Trenneinrichtung 0,35-3,5 kg/cm beträgt.

7* Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der

2 Druckabfall in. der Trenneinrichtung 0,7-2,8 kg/cm beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der

Druckabfall in der Trenneinrichtung 0,7-1,4 kg/cm beträgt,.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Serie geschalteter Trenneinrichtungen verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei fe bis sieben Trenneinrichtungen verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, d^ss, drei Trenneinrichtungen verwendet werden,

12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass» die Trenneinrichtungen unterschiedliehe &bmegs.ungen aufweiten» webe! die Trenneinrichtung mit dem, freisten Durchmesser als, erste und aim Trenneinrichtung mit; e|pm. kleinsten D«rctim©s;i@r alt letzte in der Seriesijh.&ltung ^ffwendet wird und d,as V@r|i41tn,ip der Durchmesser de£ ©b§r§n_f zylindrischen Teile der tungen 4;2:1

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13« Trenneinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oberen, zylindrischen Teil (11) mit einem Durchmesser (lla) von 50-610 nun, eine in tangentialer Richtung in diesen oberen Teil führende Einlassleitung, deren Einlassöffnung (10) einen Durchmesser (10a) von 6,3-102 mm aufweist, ein in axialer Richtung in den oberen Teil hineinragendes Ueberlaufrohr (14) mit einem Durchmesser (14a) von 6,3-121 mm und einer Länge von 12,7-205 mm, und mit einem unteren, konischen Teil (12), an dessen unterem Ende eine Ablauföffnung (13) mit einem Durchmesser (13a) von 2,7-121 nun angeordnet ist und dessen Oeffnungswinkel (15) zwischen 2 und 20° liegt.

14. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der obere,zylindrische Teil (11) einen Durchmesser (lla) von 76-305 mm, die Einlassöffnung (10) einen Durchmesser (10a) von ι 12,6-76,5 mm, das Ueberlaufrohr (14) einen Durchmesser (14a) von 12,6-102 mm und eine Länge von 50-185 mm, die Ablauföffnung (13) einen Durchmesser (13a) von 6,3-12,7 mm aufweist, und der Oeffnungswinkel (15) des unteren, konischen Teils zwischen 5 und 15 liegt.

s/Hl 27.10.1970 109822/1724

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