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Verfahren und Vorrichtung zur Wårmebehandlung von stückigen Nahrungsmitteln
Patent zu ... (ans. P 16 79 267.9-16) Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur
Wärmebehandlung von stückigen Nahrungsmitteln, insbesondere von gartoffel-, Fleisch-
oder Brotstücken, bei welchem folgende zum Teil an sich bekannte Merkmale in der
Weise kombiniert sind, daß die Nahrungsmittelstücke in einer waagerecht liegenden,
rotierenden, gasdurchläßigen Troniiael umgewälzt werden, die Trommel von einem Gasstrom
quer durchströmt wird und die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes zwischen 3
und 10 m/sec und die Temperatur zwischen 80 und 4000 C liegt. Durch ein solches
Verfahren gelingt es, die Garung von stückigen Nahrungsmitteln, insbesondere deren
vollständig gleichmäßige Wärmebehandlung in kürzest möglicher Zeit und unter Vermeidung
der Bildung sowohl geschmacklich als auch gesundheitlich unerwünschter Umwandlungen
zu gewährleisten.
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Die Erfindung ermöglicht die rationelle und somit industrielle Durchführung
des Verfahrens nach dem Gegenstand des Hauptpatentes, indem eine während des Betriebes
im Iso-
Bett: Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung liergehäuse
verbleibende Trommel vorgesehen ist, die mittels zusätzlicher Vorrichtungen einerseits
gefüllt und andererseits entleert wird. Uberraschenderweise ist nämlich nicht nur
die Temperatur des die teils blanchierten, teils homogenen ungleichgroßen Xartoffelstückchen
umstreichenden Heißluftstromes kritisch, sondern auch die Dauer und die Art der
Einwirkung desselben. Im Aussehen wie im Geschmack völlig befriedigende Produkte
sind nur zu erzielen, wenn die Kartoffelstreifen im Schwebe zustand in der erfindungsgemäßen
Drahttrommel bei kritischen Temperaturen und Zeiten behandelt werden (Beispiel:
105 - 1200 C, 25 -30 min).
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Füllung der sich
drehenden Trommel durch eine Offnung in der Fritte der Stirnseite über eine Trichterrutsche
und die Entleerung über einen solchen Längsschlitz in der Trommelwandung, der durch
eine von außen zu betätigende Klappe geöffnet oder geschlossen wird. Dadurch ist
es entbehrlich, die Trommel während des Betriebes stillzusetzen, die fertig gegarten
Nahrungsmittelstücke während der Betriebsunterbrechung zu entnehmen, die Trommel
erneut und zwar mit zu garenden Nahrungsmittelstücken zu füllen, bevor sie schließlich
wieder in Betrieb gesetzt wird. Eine Betriebsunterbrechung ist vielmehr mit dem
Verfahren nach der Erfindung überhaupt nicht mehr erforderlich, so daß ein vollständig
kontinuierlicher Betrieb erreicht ist.
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Letzteres ist in erhöhtem Maße erfindungsgemäß dann der Fall, wenn
die Grenzstellungen der Klappe durch die Dreh richtung der Trommel selbsttätig bestimmt
werden. Dann kann sogar ein echter Fließbandbetrieb stattfinden.
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Betr. :Patentanmeldung:Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von.0
Nunmehr sei die Erfindung sowohl unter Hinweis auf die Hauptanmeldung als auch auf
die beigegebenen Figuren näher beschrieben.
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Die Figuren Ia und Ib zeigen in Achsrichtung (FigOIa) und quer dazu
(Fig. Ib) prinzipiell ein Ausführungsbeispiel der verbesserten Apparatur, während
Fig.IIa und IIb die Entleerungsklappe und deren Betätigungsweise schematisch veranschaulichen.
Die Figuren III und IV zeigen schematisch Ausführungsbeispiele von zwei aus mehreren
Einheiten bestehenden industriellen Fertigungsanlagen.
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Nunmehr seien zunächst die Figuren Ia und Ib näher beschrieben.
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In dem wärmeisolierten, doppelwandigen Metallmantel (1) befinden sich
zwei Wärmequellen, vorzugsweise Dampfheizkörper (2), deren erforderliche Wärmeabgabe
an die umlaufende Luft und das Nahrungsgut durch ein im Kondenswasserablauf liegendes
Regelventil (3) bemessen wird, das ein einstellbarer, in den Luftstrom hineinragender
Temperaturfühler (4) über nicht gezeichnete Zwischenglieder steuert. In der Mitte
des Metallblechmantels (1) befindet sich die zylindrische Trommel (5), deren Wände
(8) gasdurchlässig sind, z.B. vorteilhaft aus engmaschigem Drahtgeflecht bestehen.
Die Trommel (5) liegt der Länge nach auf zwei Rollen (6) auf und wird über eine
Kupplung (7) von einem motorbetriebenen Reduktionsgetriebe (9) langsam gedreht.
Im Innern der Trommel kann für die Zerstäubung von Aromaflüssigkeiten, wie Brühen
aus Fleisch, Gelatine, Gemüse, Sojabohnen etc., ein Rohr (50) mit Zerstäubungsdüsen
(51) eingeführt sein. Auch ein Beobachtungsrohr sowie eine Lampe für die Beobachtung
des Garvorganges kann man vor der offenen Stirnseite der Trommel (5) an der Zuführungsseite
der Wand des Mantels (1) anbringen. An den inneren Wänden der Trommel sind Umwerferleisten
(10) angenietet Zwischen der Trommel (5) und dem Mantel (1) ist ein Blechgehäuse
(11) angebracht, das den von einem Gebläse (13) erzeugten Luftstrom zur Zirkulation
zwischen den Heiz registern (2) und dem Inhalt der Trommel (5) zwingt. Die eingezeichneten
Pfeile veranschaulichen die Richtung des Heißluftstromes.
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Betr.:Patentanmeldung:Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von00.
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Die Füllung der sich drehenden Trommel (5) erfolgt - wie Fig.Ib zeigt
- durch einen angebauten Trichter (17), dessen Auslauf an der mit einer Öffnung
(18) versehenen zweiten Stirnseite der Trommel (5) endet, Die in den Trichter (17)
gegebenen KartoffelstreiferL gelangen so unmittelbar - sich bei drehender Trommel
außerdem gleichmäßig verteilend - in das Innere der Trommel (5).
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Der beim Erwärmungsvorgang entstehende Wasserdampf - die Kartoffeln
enthalten ca. 80 Gewichtsprozent Wasser - entweicht durch das mit einem Kontrollhygrometer
(14) und einer Verschlußklappe (15) versehene ins Freie führende Abzugsrohr (16)
Die Entleerung der Trommel (5) erfolgt durch eine über die ganze Länge der Trommel
sich ausdehnende öffnung (19), die während der Garung mit einer von außen zu betätigenden
Klappe (25) verschlossen ist Die gegarten Chips fallen nach Öffnung der Klappe (25)
in den trichterförmigen unteren Teil des Garungsapparates, an dem sich ein ggf.
elektrisch zu betreibender Schieber (20) befindet0 Der Apparat wird so von vier
Beinen (21) gehalten, daß unter der Entleerungsöffnung noch genügend Platz für die
Entfernung der fertigen Chips, entweder durch einen Behälter (22) oder durch Transportbänder,
Schnecken u.dglO,vorhanden ist. Die Betätigung der Klappe (25) sei nun an Hand der
Fig.IIa (Queransicht) und IIb (Längsschnitt), die ihre Anordnung sowie ihren Betätigungsmechanismus
schematisch ch veranschaulichen, näher erläutert. Die aus Drahtgitter bestehende
Verschlußklappe (25) ist auf einer an den Stirnseiten der Trommel gelagerten Welle
(24) so befestigt, daß sie durch Drehen dieser Welle sowohl fest an die Außenwand
der Trommel angepreßt, als auch so abgehoben werden kann, daß eine mehrere Zentimeter
große Öffnung entsteht. Die Drehung der Welle (24) erfolgt durch einen EIebel (26),
der an dem an der Stirnseite der Trommel herausragenden Achsenende der Welle (24)
angebracht ist0 Dieser Hebel (26) streicht während des Drehens der Trommel zwischen
federnden Stahlblechen (27), der Klemmvorrichtung (98), hindurch, die an der Stirnwand
des Ge}lillses(l) anmontiert ist. i)adurch wird eine definierte Bremswirkung auf
ellen
Betr. : Patentanmeldung: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von.
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Hebel (26) ausgeübt, gleichgültig, in welcher Richtung derselbe die
Federbacken (27) passiert. Dadurch läßt sich die Bewegung der Entleerungsklappe
(25) und damit das öffnen oder Schließen des Entleerungsspaltes einfach durch Änderung
der Drehrichtung der Trommel herbeiführen, was leicht auf elektrischem Wege durch
Umpolung des Motors geschehen kann. In der Fig. IIa sind die Bewegungen der Trommel
(5), des Hebels (26) und der Klappe (25) beim Schließvorgang durch Pfeile angedeutet.
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Für die bei einer industriellen Chipsfertigung notwendige automatische
Steuerung des Garungsvorganges hat sich diese Einrichtung als vorteilhaft erwiesen,
besonders dann, wenn mehrere Carungseinheiten zentral beschickt und entleert werden.
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In der Fig. III ist die erfindungsgemäße Fabrikationseinrichtung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt diese Figur den mittleren Teil einer regulären Kartoffelchipsfertigungsanlage.
Dieselbe besteht aus dem Kartoffelschneider (30), der Blanchierwanne (31), der Aromatisierwanne
(32), dem Behälter für die Aromaflüssigkeit (3, der beispielsweise aus drei erfindungsgemäßen
Einheiten (33,34,35) bestehenden Luftgarungsanlage sowie verschiedenen Transportmitteln
(29,36,38,40,41,42).
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Die Wirkungsweise dieses Teils einer Chipsfertigungsanlage, bei welcher
die Chips in einem Bad aromatisiert werden, sei nun näher erläutert: Das Förderband
(29) bringt die gereinigten, geschälten und aussortierten Kartoffeln geeigneter
Qualität in den Kartoffelschnitzler(30), der sie zu Längsstreifen passender Dicke
und Breite (z.B, 3 x 12 mm) zerschneidet, Diese Streifen fallen in eine längliche
Wanne (31), gefüllt mit heißem, laufend erneuertem Wasser; eine Transporteinrichtung,
z.B. eine Förderschnecke, transportiert die in ca. 1 bis 2 Minuten blanchierten
Kartoffelstreifen an das andere Ende der Wanne, wo sie eine Art Paternosteraufzug
(36) heraushebt und in die Aromatisierwanne (32) fallen läßt, die mechanisch ehenso
ausgerüstet sein kann, wie die Blanchierwanne (31) (z0B0 eine Transportschnecke
besitzt), aber eine schwache Lösung von Aromastoffen, zusQ
Betr.:Hatentanmeldung:Vertahren
und Vorrichtung zur Herstellung von...
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von Fleischbrühe oder ähnlichen wasserlöslichen und gesclunackverbessernden
Substanzen, enthält von denen die sie passierenden Streifen etwas aufnehmen. Aus
einem Vorratsgefäß (;,7) wird diese lösung laufend ergänzt. Bei pulverförmigen Aromen
werden diese in einer Mischtrommel auf die Chips aufgebracht. Ein zweiter längerer
Aufzug (383) hebt die KartoffelstreiSen aus der Wanne (32) heraus, während ein Gebläse
(39) die mitgenommene Flüssigkeit in die Wanne zurückbläst und sie vortrocknet,
bevor sie in die Transportscltnecke (40) gelangen, welche die Streifen 8i zeichnerisch
nicht angedeuteten Vorratsbehältern bringt, die den Trichtern der Garungsapparate
vorgebaut sind. Das Volumen dieser Vorratsbehälter entspricht der pro Garungsperiode
zulässigen Maximalfüllung einer Trommel, d.h. der Menge, die in einer Zeiteinheit,
z.ß. von 25 - 30 min, bei Temperaturen von 105 - 1100c, gegart werden kann. Nicht
gezeichnete Schieber und Regeleinrichtungen synchronisieren Trommelentleerung und
Trommelfiillung der absatzweise arbeitenden Luftganngsappara tur, so daß trotz dieser
Arbeitsart der Trommeln doch ein kontinuierlich verlaufender Fertigungsprozeß gewährleistet
ist. Unterhalb der Apparateeinheiten (33,34,35) befindet sich eine weitere Transporteinrichtung
(41), die die fertigen, in den erwähnten Tempi hergestellten Chips zu einem weiteren
Aufzug (42) transportiert, welcher sie, nacildem sie während cies Transportes durch
ein Gebläse (43) abgekiihlt wurden, in die Verpackungs- bzw. Weiterverarbeitungsräume
fallen läßt. Der in dieser Anlage entstehende Wasserdampf wird gesammelt über ein
gemeinsames Abzugsrohr (44) ins Freie geführt.
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Figur IV veranschaulicht ebenfalls schematisch octen mittleren Teil
einer Chipsfertigingsanlage, hier wird aber die Aromaflüssigkei t durch Bestäubten
auf die @artoffelteile aufgebracht. Die daftir erforderliche Einrichtung und ihre
Aufbringung ist in Figur Ib eiiigezeichnet, auf die noch einmal verwiesen wird.
Ein von der Füllseite in die Mitte der Trommel (5) hineinragendes, mit Zerstäubungsdüsen
(51) versehenes Zufuhrrohr (50) erm;Wglicht d.ie Aufbringung der in net ralan und
verdampfbaren flüssigkeiten gelösten Aromen auf tiie Oberflächen der Chips. Diese
Verfahrensvariante kann entweder in der gleichen Trommel durchgeführt werden, in
der
Betr,:Patentanmeldung:verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von...
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die Blähung und Garung erfolgt, und zwar zweckmäßig kurz vor dem Ende
des Prozesses, - wozu allerdings vorübergehend die Luftzirkulation zu unterbrechen
ist - oder aber sie erfolgt aus Rationalisierungsgründen in zwei hintereinander
geschalteten Trommeln, wie es die Figur IV veranschaulicht0 In beiden Fällen erfolgt
aber das Versprühen unter Benutzung von Vorratsgefäßen (55) und Druckyefäßen (56)
bzw, Luftpumpen. Der Vorteil des Bestäubungsverfahrens beinhaltet größere Variationsmöglichkeiten
in der Verwenduiig der Lösungen, der gewünschten Geschmacksrichtungen, des Oberflächenzustandes
der Chips oder anderer Knabberartikel, jedenfalls übertrifft es bei weitem die zçZt.
geübte , unvorteilhafte Ablagerung von pulverförmigen aromatischen Substanzen auf
der Chipsoberfläche.
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Nun sei, unter nochmaligem Hinweis auf Figur IV, das mit zwei Apparaten
dargestellte Garungs- und Bestäubungsverfahren beschrieben0 Für die Zubringung der
Rohkartoffeln gilt das, was bereits zu der Erlauterung zu Fig.III ausgeführt wurde.
Die im Kartoffelzerteiler (30) hergestellten Streifen fallen auch hier in die mit
Transportorganen versehene Aromatisierwanne (31), denen Wasser, das sich mit einer
unerwünschten Stärkekonzentration anreichert, laufend erneuert und durch Heizkörper
heiß gehalten wird. Sie gelangen nach einer kurzen Blanchierzeit über ein Förderband
(36) in einen dem Trichter der Garungstrommel (52) vorgebauten Vorratsbehälter (53),
von wo sie absatzweise ins Innere der Trommel gelangen. Nach Beendigung des Garungsvorganges
und erfolgter Entleerung der Trommel werden sie über den Aufzug (57) in das Aggregat
(60) eingefüllt0 Im Innen der Trommel desselben befindet sich uoa. die bereits beschriebene
Zerstäublingseinrichtung (50), die die erforderliche Aromaflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter
(55) vermittels Druckluft herauspreßt. Der Aromatisierungsvorgang selbst vollzieht
sich bei dieser Fabrikat onsvariante beispielsweise wie folgt: aciidem die Kaitolfelstreifen
in dem Trommelaggregat (52) fertig yebläht und g(<Jari- sind, gelangen sie an
das untere Ende des Fördel--
Betr.:Patentanmeldung:Verfahren und
Vorrichtung zur Herstellung von.
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bandes (57), das sie über den Fülltrichter in die Trommel (5) des
Aggregates (60) bringt. Nunmehr wird die Trommel derselben - ohne Luftzirkulation
- in Bewegung gesetzt, das Gut gleIchmäßig verteilt und hierauf die Chips dosiert
bestäubt. Nach der nur kurze Zeit dauernden Benetzung der Chipsoberfläche werden
dieselben durch Einschalten des Heißluftumlaufes wieder völlig wasserfrei getrocknet
und sind damit genußfähig. Nach der Entleerung werden sie über ein weiteres Förderband
(5j) und die Schnecke (58) dem Abwiege- und Verpackungsraum zugeführt.
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Gegenüber dem bisher allgemein üblichen Verfahren der Herstellung
von Kartoffelchips in Frittüren, wobei die Chips caO 40% Fett aufnehmen, hat das
vorliegende erfindungsgemäße Verfahren folgende Vorzüge: 1.) Die danach hergestellten
Chips sind völlig fettfrei, werden also nicht ranzig.
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2.) Sie sind verschlossen fast beliebig lange haltbar; der sogenannte
teuere 'tFrischdienst" der Erzeugerfirmen, der überalterte Packungen kostenlos ersetzt,
erübrigt sich0 3.) Sie sind ernährungsphysiologisch wertvoll, da sie außer winzigen
Mengen von Geschmacksstoffen und Kochsalz nur die reinen, im Luftstrom gegarten
Bestandteile der natürlichen Kartoffel enthalten.
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4.) Das Verfahren macht die Herstellung dünnwandiger Röhrchen und
ähnlicher Formen möglich, die sehr dem Kau- und Knabberbedürfnis des Menschen entgegenkommen.
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5.) Sie sind billiger und einfacher herzustellen als die unter Benutzung
von heißen Ölen fabrizierten Chips.
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6.) Der durch das erfindungsgemäße Verfahren sich erhöhende Kartoffelverbrauch
ist binnenwirtschaftlich von großer Bedeutung