DE2303890A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von fluessigkeiten

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Description

Tei. citoi as
Soci6to des Produits Nestle S.A. Yevey / Schweiz
Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten.
Die Erfindung bezieht sich auf die Wärmebehandlung von flüssigen Produkten, insbesondere von.viskosen Flüssigkeiten, welche diskrete Feststoffteilchen enthalten können.
Die verschiedensten flüssigen und halb-flüssigen Produkte werden Wärmebehandlungen unterschiedlicher Intensität unterworfen, um eine Pasteurisation oder Sterilisation durchzuführen. Bei der Wärmebehandlung muß man vorsichtig vorgehen, und
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zwar insbesondere bei empfindlichen Materialien wie Nahrungsmitteln, da einerseits die Wärmebehandlung für die Sterilisation oder Pasteurisation ausreichen muß, wogegen andererseits eine zu lange Erhitzung auf verhältnismäßig hohe Temperaturen den Geschmack und die Farbe beeinträchtigen. Infolgedessen hat man sich Verfahren zugewandt, die mit H.T.S.T. (high temperature short time) bezeichnet werden, wobei das Produkt während einer kurzen Zeit - weniger als 1 Minute - auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur - beispielsweise über 1350C - erhitzt wird. Bei der Anwendung dieser Verfahren ist es natürlich wichtig, daß die angegebene Temperatur und Zeit für das gesamte behandelte Produkt eingehalten werden. Es wurden die verschiedensten Versuche gemacht, dieses Ziel zu erreichen. Inbesondere benötigen kontinuierlich betriebene Systeme eine dauernde Regelung der Produkttemperatur und der Strömungsgeschwindigkeit, wobei die erstere zur Regelung der Wärmezufuhr zum Produkt verwendet wird. So kann beispielsweise das Erhitzungsmedium aus Dampf bestehen, der entweder über einen Wärmeaustauscher angewendet oder direkt in das Produkt eingeführt wird, wobei die Produkt temperatur zur Regelung der Dampfzufuhr verwendet wird. Bei der Verwendung derartiger Re ge lungs verfahr en besteht Jedoch das Risiko, daß ein Teil des Produkts eine unzureichende Wärmebehandlung erfährt, und zwar wegen der Trägheit des Systems, womit die Zeitperiode gemeint ist, die zwischen dem Moment der Feststellung einer unzureichenden Produkttemperatur und dem Moment der zusätzlichen Wärmezufuhr verstreicht. Die Trägheit des Regelungssystems kann auch für eine Übererhitzung verantwortlich sein. Es ist deshalb üblich, Produkt, das eine unrichtige Wärmebehandlung erfahren hat, abzuzweigen, und zwar entweder zu verwerfen oder zurückzuführen. Wenn Temperaturschwankungen auftreten, die kürzer dauern als die Ansprechzeit des Temperaturregelungssystems, dann ist es möglich, daß Produktteile mit niedriger Temperatur die Meß- und Abzweigeinrichtung passieren, ohne entdeckt zu werden«
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Dies ist besonders unerwünscht, wenn viskose Produkte verarbeitet werden, da Produktteile, die eine Temperatur unter dem annehmbaren Mindestwert aufweisen, sich nicht mit dem heißeren Produkt mischen. Diese kalten und somit unsterilen Teile können zu sterilen Abschnitten gelangen, wobei die Anlage verseucht wird und wobei ein bakteriell ungesundes Produkt entsteht. Eine weitere Schwierigkeit mit H.T.S.T.-Systemen, die für einen kontinuierlichen Betrieb vorgesehen sind, ist die Notwendigkeit, daß das sterile Produkt, das aus dem System austritt, aufgefangen wird, wenn an der füllmaschine ein Fehler auftritt. Zwar können kleine Tanks vorgesehen werden, aber es ist im allgemeinen nicht praktizierbar, aseptische Lagerungseinrichtungen mit einer ausreichenden Größe für die Aufnahme des Produkts, das sich während einer längeren Unterbrechung ansammelt, vorzusehen. Es ist deshalb bei einigen Anlagen üblich, das Produkt in das System zurückzuführen, was natürlich einen Qualitätsverlust zur Folge hat, oder das Produkt zu verwerfen, was natürlich unwirtschaftlich ist. Eine dritte Lösung ist, die Anlage stillzulegen, aber dies bedeutet längere Verzögerungen beim Wiederanfahren, um die Anlage wieder auf Arbeitstemperatur zu bringen und eine Sterilität zu erzielen.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten, welches kontinuierlich lange Zeiten betrieben werden kann, in welchem keine unerwünschten Abweichungen in der Produkttemperatur auftreten und bei welchem auch Vorkehrungen getroffen werden können, das System in einem sterilen und erhitzten Zustand zu halten, wenn eine Unterbrechnung des Produktflusses aufgrund Verzögerungen oder Stilllegungen entweder in der Anlage selbst oder in einer zugehörigen Ausrüstung, wie z.B. einer Füllmaschine, oder ein Fehler in der Produktzufuhr auftritt.
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Gemäß der Erfindung v\ärd also ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Flüssigkeit in einer "begrenzten Zone auf eine Temperatur über ihrem Siedepunkt bei einem vorgewähltenDruck unter dem in der begrenzten Zone herrschenden Druck ■ vorerhitzt, die vorerhitzte Flüssigkeit dem vorgewählten Druck aussetzt, wodurch ihre Temperatur auf ihren Siedepunkt erniedrigt wird, hierauf die Flüssigkeit mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit und mit einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu einer Erhitzungszone, die mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit mit einem Erhitz ungs medi um beliefert wird, wodurch die Flüssigkeit auf eine vorbestimmte und konstante Endtemperatur erhitzt wird, und die Flüssigkeit eine bestimmte Zeit auf die Endtemperatur hält. Der Ausdruck "Flüssigkeit" bezeichnet nicht nur Flüssigkeiten sondern auch Aufschiämmungen oder Suspensionen und Flüssigkeiten, die diskrete Feststoffteilchen enthalten. Der Trockensubstanzgehalt der zu behandelnden Flüssigkeit kann beispielsweise bis zu ungefähr 50 Gew.-$> betragen, wobei der Rest im wesentlichen aus Wasser besteht. Die Vorerhitzungs- und die Endtemperatur wie auch die Zeit, während der die Flüssigkeit auf die Endtemperatur gehalten wird, werden unter Berücksichtigung des zu behandelnden Produkts ausgewählt. Beispielsweise kann für die Sterilisation von Hahrungsmittelprodukten die Yorerhitzungstemperatur in zweckmäßiger Weise leicht über 10O0C liegen, wenn der vorgewählte Druck atmosphärischer Druck ist und wenn die Zeit/Temperatur-Beziehung für einzelne Produkte so ausgewählt wird, daß ein für die Sterilität ausreichender FQ-Wert erhalten wird. Gemäß der Erfindung wird eine Zufuhr von vorerhitztem Medium mit einer konstanten Temperatur aufrechterhalten, und das vorerhitzte Medium wird mit einer konstanten Temperatur bei einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit zur Enderhitaungszone zugeführt.
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vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die sich für die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten eignet.
Diese Vorrichtung besitzt einen Lagerbehälter für die zu behandelnde Flüssigkeit, eine Einrichtung für die Vorerhitzung der Flüssigkeit auf eine Temperatur über ihrer Siedetemperatur bei einem vorgewählten Druck, eine Sxpansionskammer, die auf einen vorgewählten Druck gehalten wird, eine Einrichtung für die Zufuhr von vorerhitztem Medium zur Expansionskammer, eine Erhitzungseinrichtung, die mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit mit einem Erhitzungsmedium beliefert wird, eine Einrichtung, die mit der Expansionskammer verbunden ist und die für die Zufuhr von Flüssigkeit von der Expansionskammer zur Erhitzungseinrichtung mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit sorgt, und eine Aufbewahrungszone, um die erhitzte Flüssigkeit auf eine im wesentlichen konstante Temperatur zu halten.
Die Vorrichtung besitzt vorzugsweise auch eine Kühleinrichtung, die nach der Aufbewahrungszone angeordnet ist, und ein Lagerreservoir für die Aufnahme der wärmebehandelten Flüssigkeit aus der Kühleinrichtung. Es ist erwünscht, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein positiver Druck auf der Flüssigkeit im Reservoir gehalten werden kann, und zwar insbesondere eine Atmosphäre als Druckluft oder einem inerten Gas.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auch Vorkehrungen getroffen, daß während des Betriebs automatisch oder manuell die Zufuhr in das System von Produkt auf Wasser oder irgend eine andere inerte Flüssigkeit (oder umgekehrt) umgeschaltet werden kann. So können beispielsweise im Falle eines Fehlers an der Füllanlage oder in der Produktzuführung oder
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im Falle irgend einer anderen Störung im kontinuierlichen Betrieb des Systems die thermische Stabilität und die sterilen Bedingungen kontinuierlich aufrechterhalten v/erden, während die Anlage mit '/fässer arbeitet, welches automatisch zum Abfluß geleitet wird, was eine rasche Rückkehr zum normalen Betrieb mit einem minimalen Produktverluot möglich macht. 3.ο besitzt die Vorrichtung vorzugsweise zusätzlich einen Lagertank für Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit, eine Einrichtung, die vor der Erhitzungseinrichtung angeordnet ist und die für die Einführung der Flüssigkeit in das System dient, -während die.Zufuhr von wärmezubehandelnder Flüssigkeit abgeschaltet ist j und eine Einrichtung zum Abführen der Flüssigkeit aus dem System hinterhalb der Erhitzungseinrichtung, aber vor dem Reservoir. Die bevorzugte Anordnung besitzt zwei Dreiwegyentile, so daß entweder wärmezubehandelndes Produkt oder eine Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, in das erste Ventil, das vorzugsweise zwischen der Expansionskammer und der Erhitzungseinrichtung angeordnet ist, geleitet v/ird und das zweite Ventil, welches gewöhnlich nach dem Kühlabschnitt angeordnet ist, so eingestellt ist, daß entweder das Produkt in das Reservoir fließen kann oder daß die Flüssigkeit aus dem System geführt wird. Das erste und das zweite Ventil sind deshalb vorzugsweise miteinander verbunden, aber mit einer Zeitverzögerung zwischen der Betätigung, die von der Flüssigkeitsdurchlaufzeit zwis.chen diesen Ventilen abhängt.
Weiterhin können auch Vorkehrungen zum Reinigen und/oder Sterilisieren der Vorrichtung mit einem geeigneten flüssigen Medium, wie z.B. Wasser, behandeltes Wasser oder Detergenzchemikalien enthaltendes Wasser, und zum Umschalten zwischen dem Reinigungsmedium und dem Produkt getroffen sein. Das Reinigungs- oder Ste.rilisierungsmedium wird nach dem Reservoir aus dem System und unmittelbar vor der Fülleinrichtung: ausgeleitet. V/eiterhin sind Einrichtungen vorhanden, die einen Verlust von Druck-
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gas aus dem Reservoir verhindern, so daß Temperaturen über dem atmosphärischen Siedepunkt im System aufrechterhalten werden können. So besitzt die Vorrichtung vorzugsweise zusätzlich ein drittes Ventil, das vorzugsweise zv/ischen dem Reservoir und der Füllanlage angeordnet ist, und eine Falle, die den Durchgang von Sterilisierungs/Reinigungs-Medium aber nicht von Gas gestattet.
Ein viertes Dreiwegeventil kann auch zwischen der Erhitzungsund der Aufbewahrungszone vorhanden sein. Dieses Ventil v/ird durch eine Temperaturmeßeinrichtung geregelt, das nach der Erhitzungszone angeordnet ist. Die Einstellung ist derart, daß das Ventil in Tätigkeit tritt und Produkt aus dem System leitet, welches die Erhitzungszone mit einer Temperatur verläßt, die sich von der vorbestimmten Endtemperatur unterscheidet.
In der beigefügten Zeichnung ist schematisch ein bevorzugtes erfindungsf:emäßes V/ärmebehandlungssystem dargestellt.
Zu behandelndes Produkt wird von einem Reservoir 1 durch eine Leitung 2 abgezogen und durch eine Pumpe 3 und eine leitung 4 zu einem Vorerhitzer 5 geführt. Der Vorerhitzer ist vorzugsweise ein Direktdampferhitzer und wird durch eine leitung 6 mit Dampf beliefert. Das vorerhitzte Produkt tritt durch eine leitung 7 aus und verläuft durch ein Druckreduzierventil 8, das sich in der Leitung befindet, in e.ine Expansionskammer 9. Ein Temperaturfühler/Regler 10 in der leitung 7 regelt den Vorerhitzer 5 derart, daß die Temperatur, auf welche das Produkt vorerhitzt wird, im wesentlichen konstant gehalten wird.
In der -Jxpansionskammer 9 wird ein im wesentlichen konstanter vorbcntimmter Pegel an Produkt aufrechterhalten, und zwar mit Jfilfe eines Pegelstandmessers 11, der die Pumpe 3 regelt. Die
9 kann durch eine Leitung 12 auf atmosphäri-
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sehen Druck gehalten werden, wenn ein Ventil 13 offen ist, aber in Abhängigkeit von der Natur des zu behandelnden Produkts kann der Druck in dieser Kammer unter oder über dem atnosphärischen Druck liegen. So kann beim Arbeiten bei Temperaturen unter 1000C in der Kammer 9 dadurch ein unteratmosphärischer Druck aufrechterhalten werden, daß eine geeignete Vakuumquelle mit der leitung 12 verbunden wird. In ähnlicher Weise kann, wenn Siedetemperaturen über 100 C erwünscht sind, durch Einstellung des Ventils 13 ein positiver Druck in der Kammer 9 aufrechterhalten werden. Das vorerhitzte Produkt, das die Expansionskammer betritt, wird einem raschen und vorbestimmten Druckabfall unterworfen, der die Verdampfung eines Teils des Wassers und auch die Entfernung von Gasen und flüchtigen Substanzen verursacht, die durch die Leitung 12 abgelassen werden. Durch die Expansion auf ihre Siedetemperatur bei dem vorgewählten Druck (normalerweise atmosphärischer Druck), der in der Kammer 9 herrscht, wird das Produkt auch abgekühlt, wodurch eine Zufuhr von vorerhitztem Produkt mit einer konstanten Temperatur, im allgemeinen rund 1000C, erhalten wird. Das vorerhitzte Produkt wird aus der Kammer" 9 durch eine Leitung 14 abgezogen und wird mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit durch eine Pumpe 15 durch eine Leitung zu einem Erhitzer Ί7 geführt, wo es erhitzt wird, und zwar üblicherweise auf mindestens 1300C. In der Leitung 16 wird durch, einen auf die Pumpe 15 wirkenden Regler 18 eine konstante Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten. Der Erhitzer 17 kann entweder ein Direktdampfeinspritzerhitzer oder ein direkter Wärmeaustauscher sein. Letzterer wird bevorzugt. Welche Art von Erhitzer auch immer verwendet wird, er wird mit einer konstanten Geschwindigkeit durch eine Leitung 19 mit einem Erhitzungsmedium, wie z.B. Dampf, gespeist, wobei die Zufuhr des Erhitzungsmediums durch'einen Regler 20 geregelt wird.
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Des erhitzte Produkt tritt durch eine Leitung 21 aus. Seine Temperatur wird durch einen Regler 22 gemessen, der auf ein Dreiwegeventil 23 wirkt. Unter normalen Betriebsbedingungen gestattet es das Ventil 23, daß das Produkt von der Leitung 21 in eine Leitung 25 fließt, die zu einem Aufbewahrungsabschnitt 26 führt, wobei aber der Regler 22 so eingestellt ist, daß er jegliches Produkt, dessen Temperatur von einem vorbestimmten Wert abweicht, aus dem System befördert, indem er das Ventil 23 öffnet, so daß es mit einer Abführleitung 24 in Verbindung steht. Um Wärmeverluste durch Verdampfungskühlung zu vermeiden, wenn das Ventil 23 auf Ausleitung gestellt ist, ist ein Druckreduzierventil 42 in die Abführleitung 24 eingeschaltet, um in dieser Leitung einen Druck aufrechtzuerhalten, der im wesentlichen gleich dem Druck ist, der unter normalen Bedingungen im Erhitzer 17 und in der Leitung 21 herrscht.
liach dem Aufbewahrungsabschnitt wird das Produkt in einem Wärmeaustauscher 27 unter 500C, vorzugsweise ungefähr 400G, abgekühlt und läuft dann durch eine Leitung 28 in ein Lagerreservoir 29. Im Reservoir 29 wird ein positiver Gasdruck auf dem Produkt durch einen Druckregler 30 aufrechterhalten, der auf ein Ventil 31 in einer G-aszuführleitung 32 und ein Ablaßventil 44 in einer G-asaustrittsleitung 45 wirkt-.
Unter normalen Betriebsbedingungen wird Produkt durch eine Leitung 33, ein Dreiwegeventil 46 und eine Leitung 47, die zur Füllvorrichtung führt, vom Reservoir 29 abgezogen. Während der Vorsterilisation fließen Flüssigkeiten, die zum Reinigen oder Sterilisieren der Vorrichtung verwendet werden, vom Reservoir 29 durch die Leitung 33, das Ventil 46, eine Leitung 48,, einen Flüssigkeitsverschluß 34, ein Ventil 51 und eine Leitung 35. Ein Austrittsventil 52 ist vorgesehen, welches den Durchgang einer kleinen Menge G-as gestattet, wodurch es ermöglicht wird,
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daß Flüssigkeit durch, den Flüssigkeitsversehluß hindurch kann« Der Zweck des Flüssigkeitsverschlusses besteht darin, daß diese Flüssigkeiten aus dem System ohne Verlust von Gasdruck im Reservoir entfernt werden können. Der Flüssigkeitsversehluß kann so konstruiert sein, daß feine Feststoffe "beim Umschalten von JTichtproduktflüssigkeit auf Produkt hindurchgehen können .
Die "Vorrichtung "besitzt auch einen Vorratstank 36 für Wasser, das vorzugsweise weichgemacht ist und das vorzugsweise auf eine konstante Temperatur gehalten wird. Beim normalen Betrieb wird ein Ventil 38 und ein Dreiwegeventil 39 zur Leitung 14 hin geöffnet. Sollte aus irgend einem oben erläuterten Grund ein Fehler auftreten, und insbesondere wenn der Pegel des Produkts im Reservoir 29 einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht, wie er durch eine Zelle 50 gemessen wird, dann werden die Ventile 38 und 39 zurück zum Tank 36 bzw. zu einer leitung 49 geöffnet, so daß Wasser in das System eingelassen wird. Die Ventile 38 und 39 werden automatisch betätigt, so daß Wasser in das System gelangen kann, das dann durch ein Ventil 40, welches eine bestimmte Zeit nach den Ventilen 38 und 39 betätigt wird, ablaufen kann. Dies ermöglicht es, daß im wesentlichen das gesamte Produkt aus dem System im Reservoir 29 gesammelt werden kann. Wasser, welches durch den Erhitzer 17 erhitzt und sterilisiert und durch den Wärmeaustauscher 27 abgekühlt wird, läuft durch eine leitung 41 und ein Druckreduzierventil 43 aus der Anlage, so daß die Vorrichtung in einem erhitzten sterilen Zustand gehalten werden kann, bis der Fehler korrigiert ist, worauf dann ein Umschalten auf normalen Betrieb rasch dadurch erreicht wird, daß die Ventile 38, 39 und 40 in der umgekehrten Abfolge betätigt werden.
Flüchtige Bestandteile oder andere Geschmacksbestandteile, die
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aus G-ründen der Aromatisierung oder aus anderen Gründen zugegeben werden, können durch ein Ventil 37 in der Leitung 16 in das System eingespritzt werden, feststoffe in Suspension können ebenfalls in der gleichen Weise eingeführt werden. Das Ventil 37 arbeitet vorzugsweise in Stufen mit den Ventilen 38 und 39. Es ist normalerweise offen, wenn das Produkt durch das System läuft,und geschlossen, wenn V/asser durch das System läuft, d.h. während einer Stillegung oder während einer Vorsterilisation.
Das System kann auch verschiedene Meß- und Anzeigevorrichtungen für Temperaturen und Drücke aufweisen. Diese sind in der Zeichnung durch übliche Symbole angedeutet.
Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung können zur Wärmebehandlung einer großen"Reihe von Flüssigkeiten, insbesondere Nahrungsmittelprodukten, verwendet werden. Sie können lösungen., oder viskose Suspensionen, wie z.B. Milch, Suppen, Soßen, Desserts oder Baby-Nahrungen, sein und sie können gegebenenfalls diskrete Feststoffteilchen enthalten. Da Feststoffe und Flüssigkeiten verschiedene Wärmebehandlungen bezüglich Zeit und Temperatur erfordern können, um beispielsweise eine Sterilität zu erzielen, kann es vorzuziehen sein, die Feststoffe gesondert vor dem Einspritzen in den Flüssigkeitsstrom durch das Ventil 37 vorzuerhitzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ergeben einen stabilen Betrieb während langer Zeiten. Die Temperaturkontrolle des zu behandelnden Produkts kann innerhalb ungefähr 1°C gehalten werden. Die Wirtschaftlichkeit des Betriebs ist ebenfalls von Wichtigkeit, da das System kontinuierlich mit einer automatischen Umschaltung von Produkt auf Wasser arbeiten werden kann, wenn äußere Anlagen kürzere
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Zeit stillgelegt werden müssen. Weiterhin ist es mit der "bevorzugten Kombination aus einem Direktdampfeinspritzvorerhitzer und einem indirekten Wärmeaustauscher für die endgültige Erhitzung möglich, einen.größeren Anteil der Wärme, der für eine wirtschaftliche Behandlung erforderlich ist, in Form von Dampf zu führen, wobei trotzdem die Temperaturstabilitätsvorteile sichergestellt werden, die mit der Verwendung eines Wärmeaustauschers der indirekten Type verbunden sind.
Die Erfindung wird durch-die folgenden Beispiele näher erläutert, worin die Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.
Beispiel 1
Ein mit Stärke eingedicktes Dessert auf Milchbasis der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt:
Frischmxlch 50,0 fo
Zucker 7,0 io
Di-natriumphosphat 0,1 io
pflanzliches Fett 1,7 Io
Carrageenan 0,2 ^
modifizierte Stärke 5,0 io
Geschmacksmittel und Farbstoffe entsprechend dem Geschmack
Wasser ad 100 io.
Das Gemisch wird im Reservoir 1 auf 49°C vorerhitzt und dann kontinuierlich zum Dampfeinspritzer 5 geführt. Die Einspritzung von Dampf in das Produkt steigert rascht die Temperatur des Produkts auf 105°C. Das erhitzte Produkt tritt durch die Leitung 7 aus, in welcher das Druckreduzierventil 8 so eingestellt ist, daß ein Überdruck entsteht, damit eine lokale Entspannung vor dem Ventil verhindert wird. Beim Mischen mit dem
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Produkt kondensiert der Dampf, wobei er seine latente Wärme an das Produkt abgibt. Dieses Kondensat verursacht eine Verdünnung des Produkts. Bei der Ausarbeitung des Rezepts wird dies entsprechend berücksichtigt.
Das Produkt fließt durch das Ventil 8 und wird im Behälter 9,-welcher auf atmosphärischen Druck eingestellt ist, durch die Abführleitung 12 entspannt. Durch die Entspannung wird das Produkt teilweise entlüftet und es werden gewisse flüchtige Stärkebestandteile, die für das Endprodukt schädlich sind, entfernt .
Das Produkt, welches jetzt etwa 1000G aufweist, sammelt sich im Behälter 9, von wo aus es kontinuierlich mit einer konstanten Geschwindigkeit durch die Pumpe 15 abgezogen wird. Der Pegel des Produkts im Behälter 9 wird durch eine Druckunterschiedszelle 11 geregelt, welche den Durchsatz der Pumpe 3 beeinflußt.
Das Produkt, das durch die Quellung der Stärke viskose geworden ist, wird durch einen magnetischen Flussometer 18 geregelt, welcher die Geschwindigkeit der Pumpe 15 regelt, so daß ein konstanter Durchsatz von 9,1 l/min aufrechterhalten wird.
Das Produkt ■ läuft dann in einen Wärmeaustauscher 17 mit aufgerauhter Oberfläche, der mit Dampf mit konstantem Druck von 5 kg/cm gespeist wird, so daß es auf eine Temperatur von 141°G erhitzt wird. Das erhitzte Produkt läuft in den Aufbewahrungsabschnitt 26, wo es 15 see festgehalten wird, bevor in einem zweiten Wärmeaustauscher 27 mit aufgerauhter Oberfläche auf 400G abgekühlt wird. Das abgekühlte Produkt wird in einem aseptischen Reservoir 29 unter einem Stickstoffüberdruck gelagert, bevor es über die Leitung 47 zu einer aseptischen Fülleinheit fließt, wo es in Kannen abgefüllt wird.
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Eine bakteriologische Überprüfung von inkubierten Kannen zeig daß das Produkt steril ist.
Beispiel 2
Ein . Babynahrungspüree wird aus 91 kg Spinat, der durch eine 1,5 mm Platte getrieben und mit Stärke aufgeschlämmt worden ist, Eiern, Fett und Wasser hergestellt. Nach der Auffüllung auf Ί36 1 wird die Aufschlämmung im Reservoir 1 auf 5O0C vorerhitzt und durch Dampfeinspritzung auf 104° C erhitzt. Nach der Dampfeinspritzung wird die Aufschlämmung durch Entspannen auf 1000C in der Entspannungskammer abgekühlt, von wo aus sie mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit von 9,1 l/min szu einem indirekten Wärmeaustauscher mit aufgerauhter Oberfläche fließt, in dessen Mantel ein konstanter Dampfdruck von 5 kg/cm aufrechterhalten wird. Die Aufschlämmung wird so im Aufbewahrungsabschnitt auf 136°C erhitzt und 57 see bei dieser Temperatur gehalten, bevor sie auf 42°C abgekühlt wird.
Das sterilisierte Produkt wird unter aseptischen Bedingungen in Glasbecher abgefüllt.
Beispiel 3
Die flüssige Komponente einer Creme einer Hühnersuppe wird im Reservoir 1 auf 460C vorerhitzt, durch Dampfeinspritzung auf 104 C erhitzt und in die Kammer 9 entspannengelassen, wo sie auf 1000C abgekühlt wird.
Gesondert wird die Garnierung (10 mm-Würfel aus Hühnchenfleisch) in einem 1 fo-lgen Stärkesehleim suspendiert, und zwar in einem Verhältnis von 2 Teilen Stärke zu 1 Teilen Feststoffe. Die Suspension wird auf 600C vorerhitzt, dann in einem indirek-
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ten Wärmeaustauscher auf 1210G erhitzt und schließlich durch einen Aufbewahrungsabschnitt geführt, den sie nach einer Zeit vor. 4 min mit einer Temperatur von 1140G verläßt.
Die Suspension wird dann durch das Ventil 37 mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,7 l/min in das Sterilisationssystem eingeführt, wo es mit der flüssigen Komponente vereinigt wird.
Das vereinigte Produkt wird dann mit einer konstanten Geschwindigkeit von 9,1 l/min zum indirekten Wärmeaustauscher 17 geführt, der mit Dampf, der einen konstanten Druck von 5 kg/cm aufweist, gespeist wird. Das Produkt wird so auf 1360C erhitzt und läuft durch den Aufbewahrungsabschnitt 26, wo es während 57 see verbleibt, bevor es auf 42°G abgekühlt wird.
Das abgekühlte Produkt wird in das Reservoir 29 geführt und unter aseptischen Bedingungen in Dosen abgefüllt.
Patentansprüche:
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Claims (1)

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    - 16 Patentansprüche
    1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit in einer begrenzten Zone auf eine Temperatur über ihrem Siedepunkt bei einem vorgewählten Druck unter dem in der begrenzten Zone herrschenden Druck vorerhitzt, die vorerhitzte Flüssigkeit dem vorgewählten Druck aussetzt, wodurch ihre Temperatur auf ihren Siedepunkt erniedrigt wird, hierauf die Flüssigkeit mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit und mit einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu einer Erhitzungszone, die mit eine:r im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit mit einem Erhitzungsmedium beliefert wird,. wodurch die Flüssigkeit auf eine vorbestimmte und konstante Endtemperatur erhitzt wird, und die Flüssigkeit eine bestimmte Zeit auf die Endtemperatur hält,
    2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf eine Temperatur über ihrem Siedepunkt bei atmosphärischem Druck erhitzt wird und daß sie dann dem atmosphärischen Druck·ausgesetzt wird, wodurch ihre Temperatur auf ihren Siedepunkt bei atmosphärischem Druck herabgesetzt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch direktes Einspritzen von Dampf vorerhitzt wird.
    4t Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch indirekten Wärmeaustausch auf die Endtemperatur erhitzt wird.
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    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch indirekten Wärmeaustausch mit Dampf auf die Endtemperatur erhitzt wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf eine Endtemperatur von mindestens 13O°G erhitzt wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Halten auf die Endtemperatur die Flüssigkeit auf unter 5O0C abgekühlt wird.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte auf die Flüssigkeit angewendete Wärmebehandlung ausreicht, ihre Sterilisation sicherzustellen.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs die Flüssigkeit eine Zeit lang durch eine inerte Flüssigkeit ersetzt wird, die im wesentlichen der gleichen Wärmebehandlung wie die erste Flüssigkeit ausgesetzt wird, worauf dann die inerte Flüssigkeit wieder durch die wärmezubehandelnde Flüssigkeit ersetzt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als inerte Flüssigkeit Wasser verwendet wird.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Hahrungsmittelprodukt ist, das bis zu 50 Gew.-?ö trockene Feststoffe enthält, wobei der Rest im wesentlichen aus Wasser besteht.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-
    933 6/1083
    durch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen dem vorerhitzten Medium zugegeben werden, "bevor e.. mf äie iindtemperatur erhitzt wird.
    13. Vorrichtung zur ¥ärrae"behandlung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: Einen Lagerbehälter für die zu behandelnde Flüssigkeit, eine Einrichtung für die Vorerhitzung der Flüssigkeit auf eine Temperatur über ihrer Siedetemperatur bei einem vorgewählten Druck, eine Sxpansionskarnmer, die auf einen vorgezählten Druck gehalten wird, eine Einrichtung für die Zufuhr der vorerhitzten Flüssigkeit zur Expansionskammer, eine Erhitr-uingseinriehtung, die mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit mit einem Erhitzungsmedium beliefert wird, eine Einrichtung, die mit der Expansionskammer verbunden ist und die für die Zufuhr von Flüssigkeit von der Sxpansionskammer zur Erhitzungseinrichtung mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit verbunden ist, und eine AufbeWährungszone, um die erhitzte Flüssigkeit auf eine im wesentlichen konstante Temperatur zu halten.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch eine nach der Aufbewahrungszone angeordnete Kühleinrichtung aufweist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch ein Lagerreservoir für wärmebehandelte Flüssigkeit aufweist.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines positiven Drucks auf der Flüssigkeit im Reservoir aufweist.
    309836/1089
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    - 43 -
    17. Verrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch eine vor der Erhitzungseinriehtung angeordnete Einrichtung aufweist, mit der eine inerte flüssigkeit in die Vorrichtung eingeführt werden kann, während die Zufuhr von v/ärmezubehandelnder Flüssigkeit abgeschaltet ist, und daß sie weiterhin eine Einrichtung zur Abführung der inerten Flüssigkeit aus der Vorrichtung hinterhalb der Erhitzungseinrichtung aufweist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Dreiwegeventil aufweist, das zwischen der Expansionskammer und der Erhitzungseinrichtung angeordnet ist und zur Einführung von inerter Flüssigkeit dient, und daß sie auch ein zweites Dreiwegeventil aufweist, das vor dem Lagerreservoir angeordnet ist und zur Ableitung der inerten Flüssigkeit aus der Vorrichtung dient.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für die Betätigung der Ventile mit einer Zeitverzögerung zwischen der Betätigung des ersten und des zweiten Ventils aufweist, wobei die Zeitverzögerung der Fließzeit zwischen dem ersten und dem zweiten Ventil entspricht»
    20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Vorerhitzung der Flüssigkeit aus einem Dampfeinspritzer besteht.
    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungseinrichtung einen Wärmeaustauscher aufweist.
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