DE2301807A1

DE2301807A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und/oder trocknen von nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE2301807A1
Application number: DE2301807A
Authority: DE
Inventors: William Bradshaw
Original assignee: Tweedy of Burnley Ltd
Current assignee: Tweedy of Burnley Ltd
Priority date: 1972-01-14
Filing date: 1973-01-15
Publication date: 1973-07-26
Also published as: ES438110A1; IL41267A; GB1413481A; IL49506A0; NL7300451A; JPS4880749A; NL176131C; NL176131B; BE794035A; FR2173958B1; IL41267A0; US4331690A; DE2301807B2; CA1008305A; IT986937B; SE434905B; ES410599A1; DE2301807C3; IL49506A; JPS5622242B2

Description

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Tweedy of Burnley Limited

in Burnley, Lancashire, Großbritannien

und

William Bradshaw in Clitheroe, Lancaehlre/Großbritannien

»nd Vorrichtung %vw Kühlen ^iv?/oder

Trocknen von Mahmi

Die Erfindung bezieht sich auf das !uhlan unäAdtr Trocknen Ton feuchten NahrungsaittβIn, wobei rerringerte Drücke verwendet werden. Eine wichtige Anwendung der Erfindung ist das Kühlen und/oder Trocknen von gebackenen, aehlhaltigen IaIirungsaitteln, wie z.B. Brot, Pastetenhülsen und dergleichen. Eine andere Anwendung ist die Kühlung von fleischhaltige« Teig, der für Pasteten verwendet werden soll. Es wird Jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Anwendung irgendeiner speziellen Art von lahrungssitteln beschrankt ist.

Es gibt viele Fälle in der Nahrungsmittelindustrie, wo ein Nahrungsmittel einem Erhitzungsprosess unterworfen wird, worauf es dann nötig ist, das Nahrungsmittel abzukühlen,

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bevor der nächste Arbeitsgang ausgeführt wird. Venn beispielsweise gebackene, mehlhaltige Nahrungsmittel aus dem Ofen entnommen werden, dann ist es nötig, sie abkühlen zu lassen, bevor sie weiter verarbeitet werden, wie z.B. bevor sie eingewickelt oder, im Falle von Brot, aufgeschnitten werden. Beispielsweise kann Brot in der Mitte eine Temperatur von annähernd 100⁰C aufweisen, wenn es aus dem Ofen entnommen wird, es muß jedoch auf unter 3O*C abkühlen gelassen werden, bevor es aufgeschnitten und eingewickelt wird. Das Abkühlen ist sehr seitraubend - bei normalen Bäckerbrotlaiben liegt es zwischen 2 und 3 st - und erfordert deshalb für die Abkühlung einen beträchtlichen Lagerraum in dar Bäckerei. Aber auch eine Vorrichtung für das Abkühlen ist sehr sperrig und teuer.

Es ist klar, daß, wenn das nahrungsmittel bei einer gegebenen Temperatur einem vermindertem Druck ausgesetzt wird, worunter ein niedrigerer Druck als der normale atmosphärische Druck zu verstehen ist, die Temperatur des Nahrungsmittels den Siedepunkt der Feuchtigkeit bei diesem Druck überschreitet und somit eine Verdampfung der Feuchtigkeit eintritt. Somit wird die latente Verdampfumgswärme aus dem Nahrungsmittel abgeführt. Jedoch wird bei einem verringerten Druck etwas Λ-reie"Feuchtigkeit vom Nahrungsmittel abgegeben, und zwar auf Grund einer physikalischen Wanderung der Feuchtigkeit aus dem Inneren des Nahrungsmittels, und diese Feuchtigkeit beseitigt zusätzlich eine gewisse Wärmemenge aus dem nahrungsmittel.

Es ist bekannt, Brot durch ein Zweistufenverfahren abzukühlen, bei welchem zuerst das Brot in der üblichen Weise abkühlen gelassen und dann einem Vakuum unterworfen wird. Dies verbessert das übliche Verfahren aber nur teilweise, weil hier nachwievor eine verhältnismäßig lange Vorkühl-

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periode erforderlich ist, bevor die Vakuunbehandlung beginnt. Schwerwiegender ist sogar noch die Tatsache, daß bei den früheren Verfahren die Anwendung des Vakuums nicht kontrolliert wird.

Wenn das nahrungsmittel einfach einer Vakuumbehandlung unter- , worfen wird, dann ist es selbstverständlich schwierig, das Kühlen, ohne daß man zu einem sehr hohen Vakuum Zuflucht nimmt, aufrechtzuerhalten, und zwar wegen der warme, die durch das nahrungsmittel abgegeben wird.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens zur Abkühlung durch Behandlung bei verringertem Druck liegt darin, daß manchmal vom nahrungsmittel eine übermäßige Menge Flüssigkeit abgegeben wird, was entweder zu einem vollständig entwässerten Nahrungsmittel oder zur Erzeugung einer an Flüssigkeit erschöpften Grenzschicht Anlaß gibt, wodurch eine unzufriedenstellende zähe und dicke Kruste entsteht.

Das Problem ist es jedoch, nicht nur eine rasche Kühlung zu erzielen, sondern auch das richtige Gewicht des Nahrungsmittels und den richtigen Feuchtigkeitsgehalt beizubehalten. Der Grund hierfür liegt darin, daß eine zu rasche Abkühlung einen Gewichtsverlust auf Grund von Verdampfung von allzuviel Flüssigkeit aus des Nahrungsmittel ergibt und daß eisige Abkühlverfahren aus der Oberfläche des Nahrungsmittels zuviel Feuchtigkeit herausgesaugt haben, was eine zähe und übermäßig dicke Grenzschicht ergibt.

Es gibt zwar einige gebacken» Nahrungsmittel, aus denen die Feuchtigkeit so rasch wie möglich austreten kann, ohne daß die Eigenschaften des Nahrungsmittels verschlechtert werden, es hat sich aber gezeigt, daß die plötzliche Anwendung eines sehr niedrigen Drucks zur Auflösung oder sogar zur Explosion des Nahrungsmittels führt. Ee ist hier zu

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"beachten,daß die Feuchtigkeit in den meisten gebackenen aehihaltigen Nahrungsmitteln in zwei Formen vorliegt, nämlich als molekular gebundene Feuchtigkeit - üblicherweise H₂O - die chemisch und/oder physikalisch mit ein oder mehreren Elementen im Nahrungsmittel vereinigt ist, und "freie" Feuchtigkeit, die nicht chemisch vereinigt ist. Der Ausdruck 'molekular gebunden" wird hier "bevorzugt vor "chemisch vereinigt" verwendet, da im gewissen Ausmaß der Vorgang der Feuchtigkeitsentfernung aus den Molekülen reversibel ist. Es ist klar, daß, wenn die Behandlung bei verringertem Druck soweit getrieben wird, daß ein Teil oder die gesamte molekular gebundene Feuchtigkeit entfernt wird, das Nahrungsmittel eine physikalische und/oder chemische Änderung erleidet, die schädlich ist und die u.U. das Nahrungsmittel für kommerzielle Zwecke wertlos «acht.

Sas erfindungsgemäße Verfahren zum Abkühlen und/oder Trocknen sines feuchten Nahrungsmittels wird dadurch ausgeführt, daß man las Nahrungsmittel einer Behandlung bei vermindertem Druck unterwirft, wobei die Behandlung automatisch in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter kontrolliert wird:

- die Temperatur des Nahrungsmittels;

- die Temperatur der umgebenen Atmosphäre;

- der Druck der umgebenen Atmosphäre;

- die Menge der Feuchtigkeit in der umgebenen Atmosphäre;

- die Menge der im Nahrungsmittel verbleibenden Feuchtigkeit;

- der Grad der Sättigung der umgebenen Atmosphäre; und

- die Zeit (wenn die Zeit der Anwendung des verminderten Sruck3 somit der Geschwindigkeit, mit der der Druck verringert wird, in Beziehung steht, daß einerseits das Nahrungsmittel nicht aufgelöst wird und andererseits das Nahrungsmittel keinen unannehmbaren Feuchtigkeitsverlust im Randteil erleidet). Die Kontrolle ist vorzugsweise derart, daß die

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Druck/Zeit-Kurve der umgebenden Atmosphäre von der einfachen hyperbolischen Fora moduliert wird.

Eine Kruste wird auf Brot und ähnlichen aehlhaltigen Produkten durch die Erzeugung einer an Feuchtigkeit erschöpften Grenzschicht auf dem Nahrungsmittel erzeugt. Beia Abkühlen eines Nahrungsmittels durch das erfindungsgemäße Verfahren besteht die Tendenz zur Erzeugung eines "Differentials des Gehalts an freier Feuchtigkeit von der äußeren Oberfläche des Nahrungsmittels zum Hittelpunkt. (Ser Grund hierfür liegt ia Hinderungseffekt der Zellenstruktur.) Venn auf Grund davon eine verhältnismäßig dicke Zone des Nahrungsmittels von Feuchtigkeit praktisch befreit wird, dann ist das Ergebnis die Bildung einer entsprechend dicken und verhältnismäßig harten Kruste. In einigen Fällen kann dies eine erwünschte Eigenschaft des Produkts darstellen - beispielsweise sogenanntes "Wiener" Brot hergestellt wird, und in diesem Fall kann der verringerte Druck (Vakuum) rasch und kontinuierlich bis zu dem Schwellenwert verringert werden, wo entweder molekular gebundene Feuchtigkeit freigesetzt wird oder der Gegenstand explodiert. Venn also eine rösche Kruste erwünscht ist, dann ist die erforderliche Kontrolle der Anwendung des verminderten Drucks gering.

Ein anderes Beispiel eines Produkts, welches nur eine minimale Kontrolle des verringerten Drucks erfordert, ist ein schwammartiger Gegenstand, wie z.B. bestimmte Kuchentypen, wo von Haus aus ein sehr niedriger Hinderungseffekt vorliegt, und zwar auf Grund der offenen Struktur der Zellen. Diese Art von Produkt erfordert nur eine soweit gehende Kontrolle des Vakuums, das sichergestellt wird, daß keine molekular gebundene Feuchtigkeit freigegeben wird.

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In anderen Fällen einer Krustenbildung ist es aber erwünscht, die Kruste so dünn wie möglich zu halten. Dies gilt für Brot, das vor dem Einwickeln automatisch geschnitten wird. Venn es nötig ist, die Bildung einer dicken Kruste zu vermeiden, dann muß die Anwendung des verminderten Brücke so kontrolliert werden, daß die Bildung einer übermäßig an Feuchtigkeit erschöpften Grenzschicht vermieden wird.

Im allgemeinen läßt sich sagen, daß mit der Kontrolle versucht werden soll, eine mit Feuchtigkeit gesättigte Atmosphäre rund um das Nahrungsmittel aufrechtzuerhalten. Ein Weg hierfür besteht darin, sicherzustellen, daß immer etwas kondensierte und sichtbare Feuchtigkeit in der Atmosphäre vorliegt. Diese Kontrolle kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden:

Bei einem bevorzugten Kontrollverfahren wird das Vakuum während der Behandlung verringert (d.h. der Druck wird erhöhen gelassen). Dabei kann das Vakuum vollständig aufgehoben werden, so daß ein normaler atmosphärischer Druck rund um das Nahrungsmittel hergestellt wird. Die Dauer dieser Aufhebung des Vakuums kann gemäß den Eigenschaften des Nahrungsmittels reguliert werden (und zwar insbesondere gemäß seinem "freien" Feuchtigkeitsgehalt und seiner jeweiligen Hinderung der Feuchtigkeitswanderung.) Bei einer Verfeinerung dieses Kontrollverfahrens wird das Vakuum während der Behandlung zwei- oder mehrmals weggenommen, so daß in der Tat in der Atmosphäre, welcher das Nahrungsmittel ausgesetzt wird, eine Druckpulsation herrscht.

Bei einem anderen möglichen Kontrollverfahren wird die Geschwindigkeit der Druckverringerung reguliert, so daß aus dem Nahrungsmittel die gewünschte Feuchtigkeitsmenge austritt. Zwar wird das Vakuum nicht vollständig weggenommen,

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aber es kann so reguliert werden, daß die Kurve aus freiem Feuchtigkeitsgehalt und Druck von der hyperbolischen Form wegmoduliert wird,die sie normalerweise annehmen wurde, wenn das Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit zunimmt. Diese Modulation kann die Form einer Änderung der Lage der Kurve oder einer Veränderung der Form der Kurve annehmen.

bevorzugten

Bei einer anderenI Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Anwendung des ersten verminderten Drucks ein Gas in das Nahrungsmittel eingeführt, der Druck wird steigen gelassen, und dann wird wieder verminderter Druck angewendet. Auf diese Weise wird das Gas, das in das Nahrungsmittel eingeführt wird, als Träger für die Wärme verwendet, die dabei aus des Nahrungsmittel abgeführt wird. Mit anderen Worten, das Gas erfüllt die Funktion eines Wärmeträgers aus dem Nahrungsmittel durch Konfektion (wie hier definiert). Das Gas sollte vorzugsweise eine niedrige Dichte aufweisen. Die Verwendung einiger Gase kann aber schwierig sein, und zwar auf Grund der Gefahr der Erzeugung eines explosiven Gemische. Ein leichtes inertes Gas, wie z.B. Helium kann geeignet sein. Wenn aber ein Gas verwendet wird, dann wird es aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt, das Gas zurückzuführen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Temperatur der umgebenden Atmosphäre kontrolliert, um damit den Druck und damit auch die Feuchtigkeitsabführungsgeschwindigkeit zu kontrollieren.

Bei allen praktischen Anwendungen der Erfindung kann angenommen werden, daß sich die kontrollierte Atmosphäre gemäß dem Gasgesetz PV « C verhält, worin P der absolute Druck ist,

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V das Volumen ist und T die absolute Temperatur ist. So kann durch eine Kontrolle der Temperatur, was sehr leicht ist, auch der Druck nach Wunsch kontrolliert werden. In einigen Fällen wird eine kombinierte Kontrolle angewendet, wenn sowohl die Temperatur als auch der Druck (beispielsweise im Falle von gewissen Produkten, die ein Gemisch aus kondensierbaren und nicht-kondensierbaren Gasen ent halten) innerhalb des Temperaturbereichs der Kühlvorrichtung einstellbar ist.

Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf das Nahrungsmittel in Kombination mit dem verringerten Druck eine Flüssigkeit angewendet. Andere bevorzugte Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsform hervor.

Spezielle Konstruktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihre Anwendungsweisen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Vorderansicht einer Kühlvorrichtung für absatzweises Arbeiten;

Figur 2 eine Stirnansicht in der Richtung des Pfeils II von Figur 1;

Figur 3 ein Schaubild, welches eine Methode der Kontrolle der Anwendung eines Vakuums erläutert; Figur 4 ein Schaubild, welches eine zweite Methode der Kontrolle der Anwendung eines Vakuums erläutert; Figur 5 ein Schaubild, welches eine dritte Methode der Kontrolle der Anwendung eines Vakuums erläutert; Figur 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Anwendung eines Vakuums auf die Kühl- oder Trocknungsvorrichtung ;

Figuren 7 A und 7B zusammen eine Seitenansicht einer Kühlvorrichtung für kontinuierliche Arbeitsweise; und

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Figur 8 eine Vorderansicht in Richtung dea Pfeils VIII in Figur 7Λ, wobei aber einige Teile weggelassen sind, um eine Türenanordnung besser au aeigen.

Bei diesen speziellen Konstruktionen wird durchgehend auf das Abkühlen von gebackenen, gekochten oder wärmebehandelten Nahrungsmitteln Bezug genommen, aber es ist klar, daß als Teil eines Kühlverfahrens die Nahrungsmittel auch in gewissem Ausmaß getrocknet werden. Tatsächlich könnte die Vorrichtung auch nur zum Trocknen angewendet werden obwohl damit unvermeidbar eine Kühlung verbunden wäre. Es wird jedoch angenommen, daß die Erfindung ihre Hauptanwendung in Bäckereien zum Kühlen von gebackenem Brot finden wird, da es ohne weiteres einzusehen ist, daß die Vorrichtung kompakter ist als die herkömmlichen Bäckereikühler, und das Verfahren viel rascher verläuft als dasjenige, das mit den üblichen Bäckereikühlern ausgeführt wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen* daß das Verfahren auch zum Abkühlen und/oder Trocknen anderer Nahrungsmittel verwendet werden kann, wie z.B. Fleischpasteten, Pastetenfüllungen, Soßen und Kuchen.

In den Figuren 1 und 2 der Zeichnungen ist eine absatzweise arbeitende Kühlvorrichtung gezeigt, die in einer Bäckerei verwendet werden kann, in welcher die zu kühlenden Artikel absatzweise und nicht kontinuierlich gebacken werden.

Für den Transport der gebackenen Artikel vom Ofen oder einer anderen Vorrichtung zur Kühlvorrichtung ist ein tragbarer Ständer vorgesehen, der als Gestell aus Stahlrohr konstruiert ist, welches für eine leichte Handhabung auf Lenkfolgerädern 22 ruht und mit einer Reihe von Platten ausgerüstet ist, auf welche die gebackenen Artikel gelegt werden können. In Figur 2 ist eine Anzahl von Backblechen auf den Platten 24 zu sehen. Auf diese können gebackene Artikel, wie z.B. Kuchen, aufgelegt sein. Es wird jedoch darauf

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hingewiesen, daß jeder gebackene Artikel im Ständer 22 vorhanden sein kann« Ib Falle von Laibpfannen kann es nötig sein, daß die Bleche 24 vertikal gesehen weiter auseinanderliegen, damit die Laibpfannen Platz haben«

Der Kühler besteht im wesentlichen aus einer Vakuum- oder Kühlkammer 30, die aus Stahl hergestellt ist und die Form eines Raums besitzt, der an allen Seiten verschlossen ist, außer an der Vorderseite, wo sich eine große mit Scharnieren befestigte Türe 32 befindet, die mit einem Türgriff, einem Schloß 34- und einem Beobachtungsfenster 36 ausgerüstet ist. Die Türe 32 ist so ausgeführt, daß sie die Kammer 30 im wesentlichen luftdicht verschließen kann. Für diesen Zweck kann die Türe mit einer elastischen und deformierbaren Dichtung (nicht gezeigt) rund um ihren Band versehen sein, wobei diese Dichtung zusammengedrückt wird, wenn die Türe geschlossen ist, so daß eine wirksame Abdichtung entsteht.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Kammer 30 eine solche Größe aufweist, daß der Ständer 20 darin untergebracht werden kann, und daß die Türe 32 so groß ist, daß der tragbare Ständer 20 durch die Vorderseite der Kammer 30 eingeführt werden kann. Es ist auch eine bewegliche Bampe 38 an der Kühlvorrichtung vorhanden, welche das Einbringen des tragbaren Ständers 20 in die Kammer 30 erleichtert.

Die Bampe 38 ist angelenkt, so daß sie von der ausge-

die
streckten Arbeitsstellung, I in Figur 2 zu sehen ist, in

eine vollständig eingefahrene Stellung in der Kammer 30 geschwungen werden kann. Weiterhin ist eine (nicht gezeigte) Zahnstangen- und Zahnradvorrichtung (nicht gezeigt) vorhanden, die durch einen pneumatischen Zylinder betätigt wird und mit der die Bewegung der beweglichen Bampe 38 besorgt werden kann. ¥enn die Bampe 38 in der in Figur 2 gezeigten Arbeitslage ist, dann kann der Ständer 20 in die Kammer 30 geschoben werden.

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Auf der Innenseite der Rückwandung der Kammer 30 Bind zwei Grenzschalter 40 und 42 vorhanden. Diese werden vom Ständer 20 betätigt, wenn dieser richtig in der Kammer 30 angeordnet ist .Die Schalter 40 und 42 werden dazu verwendet, daß die Kühlvorrichtung nicht in Tätigkeit gesetzt werden kann, bis der Ständer 20 in der richtigen Lage angeordnet ist. Es kann auch ein (nicht gezeigter) weiterer Grenzschalter vorhanden sein, der anzeigt, wenn die Türe 32 vollständig geschlossen und verriegelt ist, um sicherzustellen, daß die Kuhlvorrichtung nicht in Tätigkeit treten kann, bis die Türe 32 die offene Vorderseite der Kammer 30 verschlossen hat, nachdem der beladene Ständer 20 in die Kammer eingeführt worden ist.

An der Längsseite der Kammer 30 befindet sich eine Grundplatte 44. Diese trägt einen elektrischen Motor 46, der über eine flexible Kupplung 50 eine Pumpe 48 antreibt. Die Pumpe 48 ist eine Flüssigkeitsringvakuumpumpe, d.h. also eine Pumpe, die normalerweise mit hohen Geschwindigkeiten betrieben wird, um Luft und andere Gase zu pumpen. Außerdem ist diese spezielle Pumpe mit einem Lufteinspritzer bekannter Type ausgerüstet, der die Wirksamkeit der Pumpe erhöhen kann. Der Pumpeneintritt ist bei 52 und der Pumpenaustritt bei 54- «u sehen.

Es wird darauf hingewiesen, daß oben von einer Flüssigkeitsringvakuumpumpe mit Lufteinspritzer gesprochen wurde, daß aber auch jede andere Pumpe, mit der Gase gepumpt werden können, verwendet werden kann.

Ein Vakuumrohr 56 führt von einem Austritt 58 zum Pumpeneintritt 52. Mit dem Rohr ist ein Lufteintrittsventil 60 und ein Sperrventil 62 verbunden. Beide Ventile 60 und 62 sind Magnetspulenventile, so daß sie automatisch betätigt werden können. Wenn das Lüfteintrittsventil 60

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geschlossen ist und das Sperrventil 62 offen ist, dann ist es möglich, Luft und Dampf aus dem Inneren der Kammer 30 abzusaugen ,sofern die Pumpe 48 in Tätigkeit ist. An der Längsseite der Kammer 30 befindet sich ein Gehäuse 64, das ein Steuergetriebe (nicht gezeigt) umschließt, welches die Betätigung des Motors 46 und der Ventile 60 und 62 besorgt. In der Vorderseite des Gehäuses 64 befindet sich eine Araaturenplatte

In Figur 1 ist mit gestrichelten Limien die mögliche Stelle für eine zweite Kühlkammer, die der Kammer 30 ähnlich ist, angedeutet. Diese weitere Kammer könnte mit der gleichen Vakuumpumpe 48 verbunden sein, so daß die beiden Kühlkammern durch die gleiche Pumpe betrieben werden.

Ss ist klar, daß die bis jetzt unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschriebene Vorrichtung es gestattet, in der Kühlkammer 30 angeordnete gebackene Artikel durch Betätigung der Pumpe 48 einem verminderten Druck auszusetzen, wobei Luft und Dampf aus dem Inneren der Kammer abgesaugt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, wenn diese Art von Vorrichtung in einer unkontrollierten Weise betrieben wird (beispielsweise einfach dadurch, daß man das Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit zunehmen läßt), um die gebackenen Artikel durch Entfernung von Dampf aus den Artikeln abzukühlen, es verschiedene Nachteile gibt, welche es nicht ermöglichen, das Verfahren in wirtschaftlicher Weise in einer Bäckerei zu verwenden. Beispielsweise kann von den Artikeln Feuchtigkeit mit einer solchen Geschwindigkeit abgegeben werden, da£ die Artikel explodieren, sich physikalisch auflösen und unverkäuflich werden. Außerdem kann die unkontrollierte Abführung von Feuchtigkeit aus den Artikeln Bereiche, deren Feuchtigkeit erschöpft ist, ergeben, was eine unerwünscht harte dicke Kruste ergibt. Dies ist besonders der Fall, wenn der verringerte Druck zu lange angewendet wird. Außerdem ist es üblicherweise nicht

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erwünscht, eine zu große Menge Feuchtigkeit vom den Artikeln zu entfernen, da dies die Bildung von Artikeln »it Untergewicht zur Folge haben kann. Aus diese« Gründe ist es nötig, für eine gewisse Kontrolle der Anwendung des Vakuums zu sorgen, um sicherzustellen, daß brauchbare Artikel erzielt werden. Ein Verfahren zur Kontrolle des Kühlverfahrens besteht darin, daß man den Betrieb der Vakuumpumpe 48 verändert, so daß anstelle einer kontinuierlichen Verringerung des Drucks in der Kammer der Druck in dieser Kammer fluktuiert, um dem gewünschten Effekt zu erzielen.

In einem Versuch wurde ein Wiener Brot mit 280 g in einer in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung abgekühlt. Der Laib besaß beim Einbringen in die Kühlkammer 30 im Innern eine Temperatur von annähernd 100*0.

Das Eintrittsventil 60 wurde geschlossen, das Sperrventil wurde geöffnet,und die Vakuumpumpe 48 wurde angeschaltet, so daß Luft und Wasserdampf aus der Kammer 30 abgezogen wurde. Der Druck in der Kammer, der auf einem Druckmeßin-r strument 68 abgelesen werden konnte, und die Temperatur des Laibs, die mittels einer Sonde gemessen wurde, wurden sorgfältig notiert. Nachdem der Laib eine Temperatur von annähernd 90⁶C (entsprechend einem Druck von ungefähr 500 Torr) erreicht hatte, wurde das Ventil 60 geöffnet, so daß Luft in die Kammer 30 fließen konnte und die Stärke des Vakuums verändert wurde.

Der Druck stieg auf nahezu atmosphärischen Druck (ungefähr 760 Torr), und dann wurde das Ventil wieder geschlossen, so daß sich wieder Vakuum aufbaute·. Die Vakuumverminderung wurde wiederholt, nachdem die Temperatur auf ungefähr 30*C gefallen war, was einem Druck von ungefähr 31 Torr entspricht. Das erhaltene Druck/Zeit-Diagramm ist in Figur 6 zu sehen.

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Jedesmal wenn das Vakuum weggenommen wurde, fand eine Kondensation eines Teils der Dämpfe in der Kammer statt, so daß eine physikalische Stabilität des Laibs sichergestellt wurde. Als Folge dieses Vorgangs wurde der Laib auf ungefähr 28⁰C abgekühlt, bevor er aus der Kammer entnommen wurde. Dies ist eine zufriedenstellende Temperatur, mit der ein Laib aus einem herkömmlichen Kühler entnommen wird. Ein Vergleich durch Augenschein ergab, daß das Brot einem solchen entsprach, das durch übliche Methoden abgekühlt worden war. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß das gesamte Verfahren nur eine kurze Zeit von Sekunden oder Minuten braucht, was mit mehreren Stunden zu vergleichen ist, die normalerweise zum Abkühlen von Brotlaiben in einer Bäckerei erforderlich sind.

Obwohl im vorliegenden Fall nur das Abkühlen eines einzigen Laibs beschrieben wurde, ist es klar, daß auch eine Charge von ähnlichen Laiben in der Kammer 30 abgekühlt werden kann.

Bei dem soeben beschriebenen Verfahren werden die Magnetspulenventile in der Veise betätigt, daß die Anwendung von vermindertem Druck in Abhängigkeit von der Temperatur des Artikels (d.h. des Brotlaibs) gesteuert wird, wobei die Temperatur durch eine in den Laib eingeführte Sonde gemessen wird. Für einen Fachmann ist es ohne weiteres klar, wie das Steuergetriebe programmiert werden muß, um die Abfolge von Druckänderungen in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur auszuführen.

Es gibt natürlich andere ¥ege für die Steuerung. Beispielsweise kann ein Vakuumdruckschalter vorgesehen werden, der den Druck der Atmosphäre in der Kammer 30 mißt, oder es kann in der Kammer ein Thermoelement, ein Thermistor, ein Thermostat oder eine auf die Temperatur ansprechende Sonde

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vorgesehen sein, um die Temperatur der Atmosphäre zu messen· Schließlich kann auch ein PIRANI-Meßinstrument vorhanden sein, welches die Feuchtigkeitsmenge in der Atmosphäre oder den Grad der Sättigung dieser Atmosphäre mißt. Schließlich könnte auch ein Übertrager vorhanden sein, der die Menge der im Laib verbliebenen Feuchtigkeit mißt.

Mit all den obigen Beispielen von Meßvorrichtungen wird irgendeine physikalische Eigenschaft des Gegenstands oder der Atmosphäre gemessen. Es ist jedoch in einigen Fällen auch möglich, die Anwendung des verringerten Drucks in Abhängigkeit von der Zeit zu steuern. Wenn beispielsweise ein Fastetengemisch abgekühlt werden soll, dann ist es durch einen Versuch möglich, die Ifaximalgeschwlndigkeit zu bestimmen, mit der Feuchtigkeit ohne Explosion des Pastetengemischs entfernt werden kann. Wenn die Kühlvorrichtung immer mit der gleichen Art von Pastetengemisch verwendet wird, dann kann die Pumpe so eingestellt werden, daß sie des Vakuum so schnell wie zulässig erzeugt, wobei der Zeitgeber so eingestellt wird, daß das Anlegen des Vakuums aufhört, bevor das Gemisch explodiert. Andererseite kann man die Pumpe mit einer langsameren Geschwindigkeit laufen lassen und die Zeit entsprechend einstellen, aber die Zeit darf nicht so lange se in ^ als daß eine unannehmbare Abführung von Feuchtigkeit aus dem Gemisch erfolgt.

Allgemein läßt sich sagen, im Falle von Brot ist es erwünscht, irgendeine Eigenschaft der umgebenden Atmosphäre zu messen.

In vielen Fällen kann es erwünscht sein, das Anlegen des verminderten Drucks durch eine stufenweise Zunahme des Vakuums an einem bestimmten Punkt in dem Verfahren zu kontrollieren. Eine Vorrichtung hierfür ist in gestrichelten Linien im oberen Teil von Figur 1 zu sehen. Zusätzlich zum

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Rohr 56 ist ein Rohr 200 mit kleinerem Innendurchmesser vorhanden, das parallel zum Rohr 56 geschaltet ist. Wegen der kleineren Bohrung besitzt dieses Rohr 200 eine größere Hemmwirkung als das Rohr 56. Dabei ist während des ersten Teils des Vakuumzykluses das Rohr 200 offen und das Rohr 56 geschlossen. Infolgedessen erfolgt das Absaugen langsamer. Wenn aber das Rohr 56 geöffent wird, dann wird das Vakuum mit einer größeren Geschwindigkeit angelegt.

Wenn eine Druckzunahme während der Periode erwünscht ist, während der das Rohr 200 verwendet wird, dann ist es nötig, ein weiteres magnetspulenbetätigtes Lufteintrittsventil, wie z.B. das Ventil 60, ihr Rohr 200 vorzusehen.

Ein anderes Verfahren zur Steuerung des Anlegens des Vakuums ist schematisch in Figur 3 gezeigt.

Zusätzlich zur Vakuumpumpe 48 ist eine Kühleinheit 70 vorgesehen, die in der Nähe der Kühlkammer 30 angeordnet ist. Ein Temperaturkontrollelement das schematisch bei 72 in Figur zu sehen ist, ist in der Kammer 30 angeordnet. Grundlegend besteht dieses Temperaturkontrollelement 72 aus einer Verdampfer schlange der Kühleinheit 70 und weist eiae ähnliche Konstruktion auf wie Verdampferschlangen, die manchmal in Kühlschränken oder Gefrierschränken verwendet werden. Bei dieser Konstruktion ist das Temperaturkoatrollelement so angepaßt, daß es dicht innea an die Oberseite und aa die Seiteawaadungea der Kammer paßt ( es hat also dea Querschnitt eiaes umgekehrten U), weaa es aber in die Kammer eiagesetzt ist, daaa ist es thermisch von den äußeres Wandungen dieser Kammer durch eiae Schicht aus einem Isolatioasmaterial, wie z.B. Kork, isoliert.

Das Kontrollelemenet 72 besteht aus zwei rostfreien Stahlplatten, die entlang ihrer Ränder und auch entlang da-

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zwischenliegender Linien miteinander verschweißt sind, wobei die beiden Platten ausgebaucht sind, so daß ein kontinuierlich gewundenes Bohr zwischen den Platten entsteht. Ea liegen Eintritts- und Austrittsverbindungen für dieses Rohr vor, welches ein Arbeitakühlmittel, wie z.B. Freon (halogenierter Kohlenwasserstoff) aufnehmen kann.

Die Kühleinheit selbst besitzt einen angetriebenen Kompressor 74, einen Kühler 76 und das nötige Expansionsventil und noch zugehörige Einrichtungen· Der Kompressor 74 und er Kühler 76 sind durch Rohre 78, 80 und 82 mit der Verdampferschlange hintereinander geschaltet, die durch das Temperaturkontrollelememt 72 gebildet wird. Der Kühler 76 besitzt einen mit eimern Elektromotor angetriebenen Kühlventilator. Die Kühleinheit 70 ist durch ein Umwegrohr 84 abgewandelt, welches ein mit einer Hagnetspule betätigbaren Umwegventil 86 ausgerüstet ist, wodurch, wenn das Ventil 86 offen ist, das Kühlmittel am Kühler 76 vorbeilaufen kann, so daß das Kühlmedium in der flüssigen -Phase verbleibt und nicht seine Wärme abgibt.

Das Steuergetriebe (nicht gezeigt) für die Vorrichtung umfaßt Druck- und Temperaturmeßinstrumente, welche die Bedingungen in der Kühlkammer 30 ablesen lassen, und automatische Kontrolleinrichtungen, durch welche das Umwegventil 86 in Abhängigkeit zu den festgestelltem Veränderungen im Druck und der Temperatur in der Kammer betätigt werden kann. Venn beim Betrieb eine Charge von gebackenen Laiben oder anderen gebackenen Artikeln in die Kammer eingeführt und die Türe 32 verschlossen worden ist, dann wird die Vakuumpumpe 48 angeschaltet,so daß sie Luft aus der Kammer abzieht. Die Kühleinheit 70 wird ebenfalls nach Bedarf angeschaltet. Venm der Druck in der Kammer 30 fällt, dann beginnt die feuchtigkeit (Wasser)

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in den Laiben zu verdampfen. Wenn ein vorbestimmter niedriger Druck erreicht ist, dann wird die Vakuumpumpe von der Kammer durch Verschluß des Sperrventils 62 getrennt. Hierauf sollte es nicht mehr nötig sein, die Kammer zu evakuieren, bis der Kühlzyklus zuende ist und'die nächste Charge von Brotlaiben in die Kammer eingeführt wird. Der Kühler 70 wird ebenfalls in der üblichen Weise in Betrieb gesetzt, bis das Temperaturkontrollelement 72 die erforderliche Temperatur aufweist.

wasser - oder irgendeine andere Feuchtigkeit in den Brotlaiben wird als Dampf auf Grund des verminderten Drucks abgegeben, und infolgedessen wird die latente Wärme des Wasser aus den Brotlaiben abgeführt. Dies ergibt einen sehr raschen Kühleffekt, der für Vakuumkühltechniken charakteristisch ist. Der Wasserdampf bringt jedoch eine Erhöhung der Temperatur in der Kammer selbst mit sich. Wenn man dies ohne Kontrolle ablaufen läßt, dann wird das Kühlverfahren verlängert, und zwar auf Grund der verringerten Wärmeübergangsgeschwindigkeit. Jedoch kondensiert der Wasserdampf (oder ein Teil davon) auf dem Temperaturkontrollelement 72, und hierdurch wird die Temperatur auf eine solche Temperatur erniedrigt, bei der das Kühlen mit der gewünschten Geschwindigkeit fortgehen kann. Die Verdampferschlange wiritals Pumpe für die kondensierbaren Dampfe. Es ist möglich, die Brotlaibe so zu betrachten, als bestunden sie aus einem verhältnismäßg weichen Kern - der, wenn die Brotlaibe den Ofen verlassen, sich in einem plastischen Zustand befindet - und aus einer Grenzschicht, welche die Kruste darstellt. Während der Entwicklung von Dampf aus dem Brotlaib muß die Feuchtigkeit, welche aus dem Inneren entweicht, die Hinderungswirkung des Brotlaibs überwinden, bevor sie die Oberfläche des Brotlaibs verlassen kann. Andererseits steht der Feuchtigkeit in der Grenzschicht nur oder gar keine Hinderungswirkung entgegen. Wenn infolgedessen die Druckabnahme in einer unmodifi ziert en Weise durchgeführt wird, dann wird der Feuchtigkeitsgehalt in der

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Oberfläche niedriger sein als im Innern, und bei einem bestimmten Teil des Svakuierungszykluses wird die Feuchtigkeit in der Grenzschicht in einer unanehmbaren Weise erschöpft. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß ein Weg zur Überwindung dieses Problems dahin besteht, den Druck in der Kammer 30 zu variieren. Die Kühlvorrichtung, die in Figur 3 zu sehen ist, ergibt jedoch ein Mittel zur Verhinderung einer übermäßigen Entwässerung des Brotlaibs, welches leichter zu betätigen ist als das Druckkontrollsystem, und zwar auf Grund seiner Wirkung als sehr wirksame Dampfpumpe»

Zu bestimmten Zeiten während der Kühlzyklen wird der Kühler des Kühlsystems durch Offnen des Ventils 86 umgangen, so daß das Kühlmittel in der flüssigen Phase durch die Temperaturkontrollvorrichtung 72 fließt. Hierdurch wird die Temperatur der letzteren in einem solchen Ausmaß erhöht, daß das Kondensat van der Kontrollvorrichtung 72 verdampft und zurück in die Laibe in der Kammer fließt, wobei das Sperrventil zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, um die Kammer von der Pumpe 48 abzusperren.

Es wird darauf hingewiesen, daß durch Anheben der Temperatur der Kontrollvorrichtung 72 der Druck in der Kammer ebenfalls steigt» Auf dies· Weise kann die Geschwindigkeit, mit der Flüssigkeit von den Brotlaiben abgegeben wird, varileirt werden· Durch eim· automatische Kontrolle dear Temperatur kann es möglich sein» den, Druck zu kontrollier·** so daß in der Praxis keim· Kotwemdlgkelt für eimern umgekehrten Fluß des Mediums zu des Laibes besteht, well die Emtweichungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit gut kontrolliert wird.

-*Ίη alternatives Verfahren zur Kontrolle des Kühlverfah] ist achematisch in Figur 4 gezeigt, worin wiederum die Kühl-

kammer 30 zu sehen ist, wobei aber Austrittsdüeen 90 in der Kammer 30 angeordnet sind und diese Düsen mit einer Quelle für Wasserdampf oder H^O-Dampf (nicht gezeigt) verbunden sind. Ein Magnetspulenventil ist ebenfalls vorgesehen, mit welchem der Eintritt von Wasserdampf aus den Düsen 90 in die Kammer nach Bedarf gesteuert werden kann. Der Dampf kann beispielsweise von einer Trockendampfzuführung mit bekannter Temperatur und bekanntem Druck kommen und durch eine Öffnung unter kontrollieren Bedingungen expandiert werden, so daß Naßdampf mit feinen Teilchen entsteht, deren Große in der Größenordnung eines Mikrons liegt. Bevor der Dampf in die Kühlkammer 30 eingelassen wird, wird der Druck in letzterer (beispielsweise auf 350 ϊογγ) verringert, so daß einige restliche Gase (einschließlich Wasserdampf) aus dem Brotlaiben in der Kammer entweichen.

Der Dampf wird dann eingelassen, und die Wasserteilchen werden in die Laibe getragen, so daß sie die Gasverluste ersetzen und ausgleichen. Der Wasserdampf wird so angewendet, daß er den Brotlaiben ein vorbestimmtes Wassergewicht addiert. Dieses kann dadurch bestimmt werden, daß man den Feuchtigkeitsgehalt und/oder die Temperatur- und Druckbedingungen in der Kammer mißt und den Dampf eine gemessene Zeit anwendet. Das Wassergewicht kann aber auch aus dem Feuchtigkeitsgehalt des Laibs selbst bestimmt werden, vorausgesetzt, daß irgendeine Wiegeeinrichtung oder ein Übertrager in der Kammer 30 vorhanden ist.

Nach der Anwendung von Dampf kann der Brotlaib dem Vakuum und kontrollierten Druckbedingungen in der oben bei Figur beschriebenen Weise ausgesetzt werden, und zwar einfach dadurch, daß man die Ventile 60 und 62 entsprechend betätigt. Während dieses Teils des Verfahrens kann der Druck in der Kammer auf beispielsweise 20 Torr herabgesetzt werden.

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Eine Kombination der Eontrollverfahren, die unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschrieben worden sind, kann ebenfalls durchgeführt werden. Die hierfür erforderliche Vorrichtung ist scheaatisch In Figur 5 gezeigt.

Auch hier 1st die Vakuumkammer 30 mit einem Temperaturkontrollelement 72 ausgerüstet, welches die Verdampferschlange der Kühleinheit 70 bildet. Bei dieser Anordnung sind jedoch die Dampfeinspritzdüsen 90 ebenfalls in der Vakuumkammer vorhanden.

Bevor der Dampf in die Kühlkammer eingelassen wird, wird der Druck der letzteren, wie oben beschrieben, auf ungefähr 350 Torr herabgesetzt, und dann wird Dampf eingelassen, so daß Vaeserteilchen in die Laibe getragen werden, um die Grasverluste zu ersetzen und zu ergänzen. Wenn der vorbestimmte Feuchtigkeitsgehalt und/oder die vorbestimmten Temperatur- und Druckbedingungen in der Kammer gemessen werden, dann wird die Dampfzuführung abgeschaltet und die Vakuumpumpe 48 in Tätigkeit versetzt. Hierauf wird die Kontrolle des Kühlzykluses wie oben bei Figur 3 der Zeichnungen beschrieben durchgeführt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Temperaturanstieg, der in der Kammer 30 zugelassen wird, wenn der Kühler 7$ umgangen wird, in solcher Weisekontrolliert wird, daß die verdampften Gase kondensieren, so daß freie Wassertröpfchen mit einer vorbestimmten Größe entstehen, die in den Gasstrom aufgenommen werden. Diese kleinen Teilchen (oftmals im Submikronbereich) gehen durch die poröse Oberflächenstruktur des gebackenen Produkts hindurch und führen Feuchtigkeit in die nasse Phase des Produkts ein.

Die in den Figuren 7 und 8 der Zeichnungen dargestellte Vorrichtung wird in einer Bäckerei für einen kontinuierlichen Ofen verwendet, wobei die Brotlaibpfannen der Vorrichtung

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auf einem Förderer 100 zugeführt werden. Die Laibe laufen direkt vom (nicht gezeigten) Ofen in die Kühlvorrichtung. Es ist nicht vorgesehen, daß irgendeine Zwischenkühlung zwischen dem Ofen und der Kühlvorrichtung vorhanden ist. Jegliche Kühlung, die stattfindet, während die Brotlaibe auf dem Förderer 100 vorwärtsbewegt werden, ist zufällig. In der Praxis wird der Förderer 100 so kurz wie möglich gehalten.

Zwischen dem Austrittsende des Förderers 100 und der Kühlvorrichtung selbst befindet sich ein schwenkbarer Förderer 102 bekannter Type. Dieser Förderer kann von einer oberen Stellung, die im ausgezogenen Linien dargestellt ist, zu einer unteren Stellung, die in strichpunktierten Linien dargestellt ist, geschwenkt werden. Wenn er sich in der oberen Stellung befindet, dann können mit ihm Brotlaibe zu einer oberen Kammer 104 geführt werden, und wenn er sich in der unteren Stellung befindet, dann können die Brotlaibpfannen oder Artikel, die aus den Pfannen entnommen worden sind, zu einer unteren Kühlkammer 106 geführt werden. Die Kammern 104 und 106 besitzen im allgemeinen eine zylindrische Form und erstrecken sich horizontal. Im unteren Teil einer jeden Kammer ist ein Förderer 108 vorgesehen, und zwar für den Durchlauf der Brotlaibpfanneη durch die Kammern.

Am Austrittsende der Kühlkammern befindet sich ein zweiter schwenkbarer Förderer 110, der als Abnahmeförderer bezeichnet wird. Er ist so ausgebildet, daß er von der oberen Lage, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist, wo er Brotlaibe oder Brotlaibpfannen aus der oberen Kammer 104 aufnehmen kann, zu einer unteren Lage, die in strichpunktierten Linien dargestellt ist, geschwenkt werden kann, in welcher er Brotlaibpfannen, die aus der unteren Kammer 106 austreten,

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aufnehmen kann. Der Abnahmeförderer 106 ist so ausgebildet, daß er die Brotlaibe oder Brotlaibpfannen auf einen Förderer 112 bewegt, der die Pfannen von der Kühlvorrichtung zu einem nachfolgenden Verfahren trägt.

Die Kühlkammern 104 und 106 werden durch einen Bahnen 114 getragen, der in Figur 8 dargestellt ist. Da die Kammern eine identische Konstruktion aufweisen, ist es nur nötig, eine derselben genauer zu beschreiben.

An einem jeden der Kammer befindet sich eine Türe 116. Die Türe hängt an einem Halterpaar 118 von zwei Laufkatzen 120 herunter, die in einer umgekehrt U-förmigen Schiene 122 laufen, die einen Teil des Rahmens 114 bildet. Auf Grund dieser Befestigungsweise kann die Türe 116 von einer Lage, wo sie das offene Ende der Kammer 104 oder 106 verschließt, zu einer in Figur 8 gezeigten Lage geschoben werden, bei der sie längsseits des offenen Endes der Kammer liegt. Eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit (nicht gezeigt) ist vorgesehen, mit welcher die Türe 116 seitlich von der Offenstellung zur Geschlossenstellung und umgekehrt geschoben werden kann.

Die Türe 116 besitzt auch obere und untere L-förmige Fortsätze 124, mit deren Hilfe sie unter Abdichtung gegendas Ende der Kammer gezogen werden kann. Es ist zu sehen, daß die offene Seite zwischen dem Fuß des L-förmigen Fortsatzes 124 und dem Scheibenteil der Türe selbst der Kammer 104 oder 106 zugewandt ist. Am Ende der Kammer sind nach außen vorspringende Fortsätze 126 vorgesehen, und zwar einer über und einer unter der Kammer, und außerdem ist ein pneumatischer Zylinder an der Innenseite eines jeden dieser Fortsätze angebracht. Der Kolben 130 des pneumatischen Zylinders 128 ist mit einem Filzkopf 132 ausgerüstet, und die Anordnung ist derart, daß,wenn der Kolben 130sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, die in Figur 7 dargestellt ist, dann der

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!Teil des Kolbens, der sich zwischen dem Fortsatz 126 und dem Pilzkopf 132 befindet, in die Aussparung zwischen dem Fuß des entsprechenden L-förmigen Fortsatzes 124 und dem scheibenförmigen Teil der Türe eingreifen kann, wenn letztere auf der Schiene 122 in die Verschlußstellung geschoben wird. Wenn dann die Zylinder 128 betätigt werden, so daß die entsprechenden Kolben 1JO zurückgezogen werden, dann übergreifen die Pilzköpfe 132 die äußeren Flächen der Vorsprünge 124, und ziehen die Türe gegen das Ende der Kammer 104 oder 106. Ein Dichtungsring aus elastischem und deformierbarem Material ist auf der Innenfläche einer jeden Türe 116 vorhanden, so daß, wenn die Zylinder 128 betätigt werden, die Türe gegen das

Und

Ende der Kammer gezogen wird| ein im wesentlicher luftdichter Abschluß zwischen der '^üre und der Kammer gebildet wird.

Die Anordnung der soeben beschriebenen Türen ergibt eine zweckmäßige Art und Weise zum öffnen und Verschließen der Kammern 104 und 106. Außerdem wird hierdurch die Bewegung der Türen einer automatischen Kontrolle zugänglich, da es lediglich nötig ist, die Kolben-Zylinder-Vorrichtung, die nicht gezeigt ist, für eine Querverschiebung der Türe zu betätigen und dann die Kolben-Zylinder-Vorrichtungen 128 und 130 in Tätigkeit zu versetzen.

Während des Arbeitens der Vorrichtung, währenddessen also Brotlaibpfannen auf dem Förderer 100 rund dann zum Förderer 102, der sich in der oberen Stellung befindet, zugeführt werden, sind die Türen 116 an einem jeden Ende der oberen Kühlkammer 104 offen. Weiterhin wird zu dieser Zeit der Förderer 108 betätigt, so daß die Brotlaibpfannen in die Kammer 104 durch das offene Vorderende eintreten und dann auf dem Förderer 108 vorwärtsbewegt werden. Ein (nicht gezeigter) Grenzschalter kann in der Kammer 104 in der Nähe des Austrittsendes vorgesehen sein, so daß, wenn der erste

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Brotlaib oder die erste Brotlaibpfanne in der Kammer sich des Austrittsende nähert, der Grenzschalter betätigt wird, so daß der Förderer 108 gestoppt wird. In dieser Lage ist die Kammer 104 mit Brotlaibpfannen voll, welche auf dem oberen Lauf des Förderers 108 ruhen. Wenn das Signal gegeben wird, daß die Kammer 104- voll 1st, wird der Förderer 102 von der oberen in die untere Lage geschwenkt,uxd gleichzeitig werden die Türen 116 der unteren Kammer geöffnet, so daS die Brotlaibe oder Brotlaibpfannen in diese Kammer eintrete*, wobei der Förderer 108 in der unteren Kammer in Tätigkeit versetzt wird, so daß er Brotlaibpfannen in dieser Kammer auf den Abnahmeförderer 110 bewegt, der sich in der unteren Lage befindet. Sann wird ein Signal gegeben, daß der Mechanismus für die Türen 116 an der oberem Kammer 104 in Tätigkeit versetzt wird, so daß diese Türen sich im die Verschlußstellung bewegen. Der Arbeitszyklus ist zeitlich so ausgelegt, daß das Kühlverfahren la einer Kammer wahrend der Zeit stattfinden kann, die zum Füllen der anderen Kammer erforderlich ist, so daß zu jedem Zeitpunkt, bei dem ein Wechsel des schwenkbaren Förderers 102 stattfindet, eine der Kammern ihre abgekühlten Brotlaibe abgibt und eine neue Beschickung von Brotlaiben aus den Ofen aufnimmt. Auf diese Weise können die beiden Kammern 104 und 106 der Kühlvorrichtung den Durchsatz eines kontinuierlichen Ofens aufnehmen. Wenn mehr als zwei Kammern erforderlich sind, dann ist es möglich, eine dritte'Kammer über der Kammer 104 vorzusehen. Ein Teil einer solchen Kammer ist in Figur 7 In strichpunktierten Linien angedeutet .

Eine Grundplatte 134 ist in der Nähe der Kühlkammern 104 und 106 vorgesehen. Auf dieser Grundplatte befindet sich ein elektrischer Motor 136, der eine Vakuumpumpe 138 antreibt. Die Pumpe stellt einen Teil einer dampfverstärkten

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Vakuumeinheit bekannter Type dar, die ein Venturi-Rohr und einen Spraykondensor 156 umfaßt. Die Kammern 104 und 106 sind jeweils mit Austritten 140 bzw. 142 versehen, von wo aus Saugrohre 144 und 146 über Lufteinlaßventile 150 zu einem Hauptsaugrohr 152 führen. Letzteres führt in eine Seite des Venturi-Rohrs 154, welches seinerseits in den Vertikalkondensor 156 führt. Unter Druck stehender Dampf wird durch das Ende 158 des Venturi-Rohrs 154 eingeführt, und während der Dampf durch das Venturi-Rohr fließt, wird durch die daraus resultierende Druckverringerung Luft in die Saugrohre 152, 144 und 146 eingesaugt. Der Kühler wird durch Evakuierung durch ein Rohr 158 und die Pumpe auf eine niedrige Temperatur gehalten. Infolgedessen kondensiert der des Kondensor betretende Dampf im Vasserspray, und die daraus resultierende Druckverringerung ergibt Vakuum im Rohr 152. Diese Saugwirkung wird dazu verwendet, Vakuum an die Kühlkammern 104 und 106 anzulegen. Dieses Vakuum wird durch die Lufteinlaßventile 148 und die Sperrventile 150 kontrolliert. Die jeweilige Kontrolle des Kühlverfahrens kann durch bloße Kontrolle des Vakuums ausgeführt werden, wobei das Vakuum wie oben beschrieben weggenommen werden kann. Das Vakuum kann aber auch in einer an Hand der Figuren 3,4 und 5 der Zeichnungen beschriebenen Weise weggenommen werden, da die in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellte Vorrichtung natürlich auch mit der in den Figuren 7 und 8 gezeigten kombiniert werden kann.

Das Hauptziel der oben beschriebenen Kühl verfahren ist die Verringerung der Zeit für den Kühlvorgang selbst und damit auch die Verringerung der Größe und der Kosten der Kühlvorrichtung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit der Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens noch verschiedene Vorteile verknüpft sind.

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Beispielsweise ist eines der Hauptprobleme, die mit der Herstellung von vielen gebackenen oder anderweitig gekochten Artikeln zusammenhängen, die Zeit, die ftur Durchführung des Back- oder Eochprozesses erforderlich ist. Beispielsweise wird bei der Herstellung von harten Semmeln, die innerhalb von 24 min gebacken werden, festgestellt, daß das Produkt während annähernd 80% dieser Zeit gebacken wird und mindestens 20% dieser Zeit für das Stabilisieren und Austrocknen des Produkts benötigt werden.

Durch Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Semmeln nach annähernd 80% der normalen Backzeit aus dem Ofen zu entnehmen, sie in den Vakuumkühler zu tun und durch die oben beschriebene Eontrolle der Vorrichtung ein gebackenes Produkt herzustellen, das die gewünschten Eigenschaften aufweist. Mt anderen Worten, das Vakuumkühlverfahren mit der oben beschriebenen Eontrolle kann dazu verwendet werden, die tatsächliche Backzeit zu verringern, indem ein Teil der Backzeit abgeschnitten wird, die lediglich zum Stabilisieren und Austrocknen des Produkts erforderlich ist.

Ein anderer Vorteil, der sich aus der Verwendung der Erfindung ergibt, besteht darin, daß man eine genaue Eontrolle über die Bildung der Kruste ausüben kann. Im Falle von harten Semmeln ist es sehr wichtig, daß die Kruste rösch ist. Diese Röschheit sollte solange wie möglich anhalten. Wenn man die Semmeln in die Kühlkammer in einer heißen Form direkt vom Ofen aus einbringt, welche einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als normal aufweist , und zwar auf Grund der Tatsache, daß die Semmeln vor der üblichen Austrocknung im Ofen entnommen werdem, dann hat es sich als möglich herausgestellt, die Größe des Produkts durch die Anwendung von Vakuum physikalisch zu erhöhen. Die Eontrolle der Extraktionsgeschwindigkeit durch die Vakuumpumpe beeinflußt den Erustencharakter als Folge der Extraktion von Feuchtigkeit aus der Oberfläche

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oder aus der Gegend der Oberfläche, und zwar im Zusammenhang mit der Extraktionsgeschwindigkeit von Feuchtigkeit aus dem Inneren des Artikels. Dieser Zusammenhang ist eine Funktion der Hinderungsfaktoren auf Grund der Zellenstruktur des Artikels.

Beim Einbringen in die Vakuumkammer ist der Artikel in einem plastischen Zustand, und wegen des durch die entweichenden Gase erzeugenden Innendrucks wird eine Expansion bewirkt. Da zur gleichen Zeit die Temperatur verringert wird, ist es nunmehr möglich, zunächst den Gegenstand zu expandieren und hierauf das Profil als Teil der Bildung der Kruste zu stabilisieren. Dies wiederum zieht die Zellenstruktur des Artikels in eine offene Form, die während einer beträchtlichen Zeit aufrechterhalten wird.

Ein anderer Fall, bei dem die Vakuumkühlbehandlung das Aussehen des Artikels verbessert, ist derjenige von Malzbrot. Dieses ist physikalisch im heißen Zustand sehr empfindlich. Frühere Kühlverfahren haben eine Neigung, daß der Laib zusammensackt und daß das Profil verändert wird. Durch Verwendung des Vakuumkühlverfahrens ist es möglich, den Laib in der Pfanne abzukühlen, wobei der Laib der inneren Form der Pfanne folgt. Dies bedeutet, daß das Volumen des Artikels sich expandiert, wobei ein Produkt erhalten wird, das leicht eingewickelt werden kann, weniger zu beschädigungen neigt und verhältnismäßig wenig Wasserverlust aufweist.

Weiterhin wird durch eine Entnahme des Artikels aus dem Ofen vor Beendigung der üblichen Backzykluszeit sichergestellt, daß der Feuchtigkeitsgehalt höher ist, als es anderweitig der Fall wäre. Die sorgfältige Kontrolle der Feuchtigkeitsextraktionsgeschwindigkeit und der Endtemperatur mit oder ohne Einführung von Feuchtigkeit, wie es in den obigen speziellen Ausführungsformen beschrieben ist, gestattet die Herstellung von Krusteneigenschaften der verschiedensten Typen.

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Venn es erwünscht ist, aromatische Geschmacksmittel den Laiben zuzuführen, dann ist es wesentlich, ds Verfahren so zu kontrollieren, daß zu irgendeiner Stufe ein umgekehrter Gasfluß eintritt. Der Aromatstoff (beispielsweise ein Essenzenöl) wird einfach in die Kammer in einen offenen Behälter eingebracht. Ein Teil der Flüssigkeit verdampft und wird durch die zurückkehrenden Dämpfe in die Laibe eingeführt.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Kühlen und/oder Trocknen von feuchten Nahrungsmitteln, wobei das Nahrungsmittel einer Behandlung bei vermindertem Druck unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung automatisch in Abhängigkeit mindestens eines der folgenden Parameter kontrolliert wird:

- die Temperatur des Nahrungsmittels;

- die Temperatur der umgebenen Atmosphäre;

- der Druck der umgebenen Atmosphäre;

- die Feuchtigkeitsmenge in der umgebenen Atmosphäre;

- die Feuchtigkeitsmenge, die im Nahrungsmittel verbleibt;

- der Grad der Sättigung der umgebenen Atmosphäre; und

- die Zeit, sofern die Zeit der Anwendung des verminderten Drucks so mit der Geschwindigkeit, mit der der Druck verringert wird, in Beziehung steht, daß einerseits das Nahrungsmittel nicht aufgelöst wird und andererseits das Nahrungsmittel keinen unannehmbaren Feuchtigkeitsverlust aus den Hand bereichen erleidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle derart ist, daß die Druck/Zeit-lurve der uogebenen Atmosphäre von einer einfachen hyperbolischen Form wegmoduliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebende Druck während der Behandlung ansteigen gelassen wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine wiederholte Verringerung und Zunahme des Drucks umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verringerte Druck durch ein Vakuumpumpensystem erzeugt wird unddaJTdfie" Anwendung von Vakuum durch Einlassen von Luft in das Vakuumsystem unterbrochen wird, so daß der gewünschte Druckanstieg eintritt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Verringerung des umgebenden Drucks so reguliert wird, daß eine erwünschte Feuchtigkeitsaustrittsgeschwindigkeit aus dem Nahrungsmittel entsteht, wodurch die Kurve aus freiem Feuchtigkeitsgehalt und Druck von ihrer Form wegmoduliert wird ,die sie normalerweise annimmt, wenn die Druckverringerung mit einer konstanten Geschwindigkeit zunimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation eine Änderung in der Lage oder eine Änderung in der Form der Kurve ergibt.

8. Verfahren zum Kühlen und/oder Trocknen von feuchten Nahrungsmitteln, wobei eine Behandlung mit einem verminderten Druck ausgeführt wird und wobei Wärme aus dem Nahrungsmittel durch Abführung von fließfähigem Medium unter Verwendung der latenten Verdampfungswärme des fließfähigen Mediums aus dem Nahrungsmittel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der das Nahrungsmittel umgebenen Atmosphäre so kontrolliert wird, daß der Druck der Atmosphäre und infolge davon auch die Feuchtigkeitsextraktionsgeschwindigkeit kontrolliert wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit der umgebenen Atmosphäre auch eine Oberfläche in Berührung befindet, deren Temperatur kontrolliert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem Temperaturkontrollelement besteht, welches die Verdampferschlange eines Kühlaggregats bildet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination mit der Behandlung bei verringertem Druck ein fließfähiges Medium auf das Nahrungsmittel angewendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium vor der Behandlung mit verringertem Druck angewendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium aus Wasser besteht, welches in das Nahrungsmittel durch die Anwendung von Naßdampf eingeführt wird, der so kontrolliert wird, daß er freie Wasserteilchen mit sehr kleiner Größe in das Nahrungsmittel einführt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendung von Dampf in der Weise kontrolliert wird, daß sichergestellt wird, daß die Teilchengröße der Wassertröpfchen klein genug ist, so daß sie in das Nahrungsmittel eindringen können.

15· Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel einer Behandlung bei vermindertem Druck ausgesetzt wird, bevor das fließfähige

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Medium angewendet wird, um die Eindringung der Teilchen des fließfähigen Mediums in das Nahrungsmittel zu erleichtern.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium auf das Nahrungsmittel als letzte Stufe unmittelbar vor der Behandlung bei kontrolliertem verringertem Druck angewendet wird.

17· Verfahren nach einem d»r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Behandlung bei vermindertem Druck eine stufenweise Zunahme der Anwendung des verminderten Drucks umfaßt, und zwar während eines Teils der Behandlung.

18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die stufenweise Zunahme der Anwendung des Drucks durch eine Verringerung in der Impedanz des Vakuumsystems erreicht wird.

19- Verfahren zur Herstellung eines gekochten, feuchten Nahrungsmittels, bei welchem eine Erhitzung und eine anschließende Kühlung vorgenommen wird und bei welchem das Kühlen dadurch erfolgt, daß der Gegenstand einer Behandlung bei vermindertem Druck ausgesetzt wird, wodurch Wärme unter Ausnutzung der latenten Verdampfungswärme des fließfähigen Mediums aus dem Nahrungsmittel abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzungsverfahren gegenüber der Zeit beträchtlich abgekürzt wird, die erforderlich ist, um ein Nahrungsmittel der gleichen Qualität herzustellen, und zwar dadurch, daß man das Nahrungsmittel direkt vom Erhitzungsprozeß zum Kühlprozeß ohne dazwischenliegende Abkühlung überführt, so daß die letzte Stufe der Trocknung und Stabilisierung des Nahrungsmittels, die üblicherweise beim Erhitzungsverfahren stattfindet, im Kühlprozeß abläuft.

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20. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine geschlossene Kammer für die Aufnahme des Nahrungsmittels und eine Einrichtung zum Abziehen von Gas aus dem Inneren der Kammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch eine Einrichtung für die Kontrolle der umgebenden Atmosphäre in der Kammer in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Variablen aufweist:

- die Temperatur des Nahrungsmittels;

- die Temperatur der umgebenen Atmosphäre;

- der Druck der umgebenen Atmosphäre;

- die Feuchtigkeitsmenge in der umgebenen Atmosphäre;

- die Feuchtigkeitsmenge, die im Nahrungsmittel verbleibt;

- der Sättigungsgrad der umgebenen Atmosphäre; und

- die Zeit.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung eine Meßeinrichtung aufweist, mit der eine der genannten Variablen gemessen werden kann.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abziehen von Gas aus der Kammer eine Vakuumpumpe aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohre mit verschiedener Impedanz parallel zwischen der Pumpe und der Kammer vorhanden sind, wobei eine Steuereinrichtung vorhanden ist, mit der selektiv eines der Rohre mit der Pumpe und der Kammer verbunden werden kann.

24-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kühlaggregat aufweist, dessen Expansionsschlange in der Kammer liegt.

25· Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat eine Einrichtung aufweist,mit der das Kühlmittel durch die Verdampfersühlange hindurchgeführt wird, wobei der Kühler umgangen wird.

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26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Einspritzen von Dampf in der Kammer vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer ein offenes Reservoir vorgesehen ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kammern vorgesehen sind, wobei auch Fördereinrichtungen für die Zuführung der zu kühlenden Nahrungsmittel zu einer jeden der Kammer vorgesehen sind.

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