DE2410283A1

DE2410283A1 - Verfahren und vorrichtung zur hitzebehandlung von lebensmitteln

Info

Publication number: DE2410283A1
Application number: DE19742410283
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Buhr; Edgar Gaul; Josef Prof Dr Herrmann; Hans-Ulrich Dipl Ing Schneider
Original assignee: ASCOBLOC VEB K
Current assignee: ASCOBLOC VEB K
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-03-04
Publication date: 1974-10-24
Also published as: SE392019B; DD104022A1; NL7402233A; FR2224097A1

Description

Prox. Ur. Joseι Herrmann

Dr. Hans Bahr 2 4 1 O 2 8

Dipl.-Ing. Ilans-Ulricn Schneider

Edgar Gaul

Verfahren und Vorrichtung zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln vorwiegend pflanzlicher Herkunft zum Einsatz in Großküchen und Verarbeitungsbetrieben der Industrie zum Garen pflanzlicher Produkte und zur Abtötung der Mikroorganismen in diesen pflanzlichen Produkten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, einen Druckgarprozeß mit einer Flüssigkeit als energieübertragendem Medium durchzuführen, wobei ein verschließbarer Druckbehälter mit dem Gargut und der Flüssigkeit gefüllt und verschlossen wird. Die Beheizung erfolgt durch Zu- und Abschalten von Brennern derart, daß die erwünschte Temperatur die erforderliche Zeit auf das Gut einwirkt. Nach dem Garen wird die Flüssigkeit durch den vorhandenen Dampf durch ein zu öffnendes Ventil ausgetrieben, der Dampf sich entspannen lassen, bis nach dem Öffnen des Deckels das gegarte Gut dem Behälter entnommen werden kann.

Zur Überwindung der mit der herkömmlichen Herstellung von Sterilkonserven verbundenen Schwierigkeiten und Qualitäteverschlechterungen wurden Methoden zur kontinuierlichen Sterilisation des Gutes außerhalb des Behälters und zur anschließenden Abfüllung des Gutes im Behälter bei hohen Temperaturen und Überdruck entwickelt.-Diese Methoden gestatten es, das zu behandelnde Lebensmittel einer Hoch-Temperatur , Kurzzeit-Erhitzung, d.h. der Einwirkung einer Temperatur zwischen ca. 115 und 165 Grad C während einiger Minuten bis

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Sekunden bei gleichzeitiger Einwirkung des entsprechenden Überdruckes zur Vermeidung des Kochens der im Lebensmittel enthaltenen Flüssigkeit zu unterwerfen, wobei als Folge der unterschiedlichen Q₁₀-Werte die Mikroorganismenabtötung rascher verläuft als der thermische Abbau wertbestimmender Inhaltsstoffe, so daß ein Produkt besserer Qualität erhalten wird. Es sind folgende Arbeiteabschnitte vorge- · sehen:

- Aufgabe des flüssigkeitshaltigen pumpfähigen Gutes über einen Trichter

- Transport des Gutes in Rohrleitungen durch eine in der Förderleistung variable Pumpe, die im Zusammenspiel mit weiteren Pumpen den erforderlichen Überdruck erzeugt

- Aufheizung des Gutes sowohl durch Dampfinjektion als auch in einem Hitzeaustauscher vom Typ Votator auf eine Temperatur zwischen 107 und 205 Grad G, gewöhnlich zwischen 121 und 150 Grad G, und Erzeugung des erforderlichen Druckes, um ein Kochen der Flüssigkeit zu vermeiden

- das erhitzte Gut wird durch ein Rohr gedrückt, in dem 4-6 Minuten lang die eigentliche Hitzeeinwirkung auf das Gut stattfindet und in .das noch Flüssigkeit zur Herstellung des erwünschten Endflüssigkeitsgehaltes injiziert werden kann

- in einem Entlüfter wird das Gut um ca. 6,5 Grad C abgekühlt und entsprechend entspannt, was die Verflüchtigung der den "KonserVengeschmack" verursachenden Stoffe bewirken soll'

- die Temperatur des Gutes liegt nach dem Entlüfter zwischen 121 und 132 Grad 0 und entspricht der Abfülltemperatur

- das Abfüllen des Gutes und das Verschließen der Behälter wird mit üblicherweise verwendeten Geräten in einer begehbaren keimfreien Druckkammer durchgeführt, wobei die Behälter in den Raum über Schleusen gelangen bzw. ihn so verlassen

- die für die Abfüllung verwendeten Behälter werden innen

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vor der Abfüllung nicht sterilisiert, sondern dazu wird die Hitze des Füllgutes ausgenutzt·, wozu die gefüllten und verschlossenen Behälter noch bis zu 10 Minuten, meist 5 Minuten, bei einer erhöhten Temperatur gehalten werden, bis ein F_Q-Wert von 1 erreicht ist. Gleichzeitig ist diese Erhaltung der hohen Temperatur günstig für den Abschluß des Garprozesses·

In einem weiteren bekannten Verfahren zur Sterilisation und zur aseptischen Abfüllung flüssigkeitshaltiger Lebensmittel sind folgende Arbeitsstufen beschrieben:

- Sterilisation des Gutes bei einer Temperatur wesentlich über dem atmosphärischen Kochpunkt der Flüssigkeit und bei einem Druck, der wenigstens dem Dampfdruck der Flüssigkeit des Produktes -bei der Sterilisations temperatur gleich ist . /

- Aufstellen eines Behälters zumindest teilweise in einer Kammer

- Schaffung eines vorbestimmten erhöhten Gasdruckes in der Kammer

- Transport des Produktes bei Sterilisationstemperatur zum Behälter in die Kammer und Aufrechterhaltung eines genügend hohen Gasdruckes in der Kammer, um ein Kochen des Produktes zu verhindern

- hermetischer Verschluß des Behälters

- Ablassen des Gasdruckes aus der Kammer

- Herausnehmen des verschlossenen Behälters aus der Kammer.

lach diesem Verfahren erfolgt die Aufheizung des Gutes dadurch, daß es unter einem mechanischen Druck durch einen Hitzeaustauscher gedrückt wird und von dort in eine kleine Vorratskammer gelangt, die über ein Ventil mit der Abfüllkammer verbunden ist. Die Sterilisation des Behälters erfolgt auch bei diesem Verfahren durch die Hitze des eingefüllten Gutes bzw. durch den heißen Dampf im Kopfraum des verschlossenen Behälters, wodurch ein Vorerhitzen des Behälters mit Ausnahme von Gläsern entfallen kann. Zur

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Erreichung der erforderlichen Keimzahlreduktion ist auch bei diesem Verfahren ein Aufenthalt des verschlossenen Behälters in einer Erhitzungszone vorgesehen.

Außerdem wurde ein Verfahren zur Hitzesterilisation einer feste Teilchen mit einer größten linearen Abmessung von 3,8 cm enthaltenden Flüssigkeit vorgeschlagen. Hierbei wird ein beträchtlicher Teil der Flüssigkeit ohne darin suspendierte Teilchen auf eine Temperatur zwischen 122 und 165 Grad C erhitzt, so daß sie sterilisiert und ihre Temperatur noch über den für die Sterilisation erforderlichen Wert erhöht wird· Dann werden die Teilchen in die sterilisierte Flüssigkeit eingebracht. Das Gemisch aus Flüssigkeit und festen Teilchen wird für eine Zeit zwischen 1 Sekunde und 5 Minuten bei der Temperatur in diesem Bereich gehalten, so daß die Teilchen durch die erhitzte sterilisierte Flüssigkeit ebenfalls sterilisiert werden. Die bei vielen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Verfahren und Geräten zum Garen pflanzlicher Güter bei normalen Druck oder bei überdruck verwendeten Garbehälter werden mit verhältnismäßig großer Schichtdicke gefüllt, wodurch ein rascher Wärmedurchgang verhindert und beim Füllen und Entleeren eine starke mechanische Beanspruchung des Gutes verursacht wird. Als Folge der relativ geringen Temperaturdifferenz zwischen Heizmedium und Gutsstückchen und als Folge der begrenzten Eindringungsgeschwindigkeit der Hitze in die kompakte Gutsschicht ist eine beträchtliche Garzeit erforderlich, die eine relativ geringe Leistungsfähigkeit dieser Geräte bedingt und bei einem großen Bedarf an Gargut nicht nur einen erheblichen maschinellen Aufwand erforderlich macht, sondern auch entsprechend lange zu einem thermischen Abbau und zur Auslaugung wertbestimmender Inhaltsstoffe in bzw· aus den Gutsteilchen führt* Ein weiterer Hachteil der elektrisch beheizten Garautomaten ist der hohe Energiebedarf· Die diskontinuierlichen Verfahren haben den Nachteil, daß sie in einem kontinuierlichen technologischen Gesamtprozeß im allgemeinen schlecht

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eingefügt werden können. Diese Gargeräte, insbesondere der Dampfkocher, sind in der Herstellung und im Betrieb kostenaufwendig und beanspruchen eine erhebliche Stellfläche« Oftmals besitzen sie keine maximale Dampfturbulenz, führen zu einer ungleichmäßigen IiLtzeverteilung im Gut und verhindern nicht immer das Herabtropfen von Kondenswasser auf das Gut. Die Verfahren zum Druckgaren des Gutes mit Dampf als Energieträger ermöglichen einen besseren Energieübergang, wenn gesichert ist, daß im Kondensationsraum das Gut die niedrigste Temperatur aufweist, so daß der Dampf tatsächlich am Gut kondensiert und dort seine Energie abgibt und nicht , etwa an der Wand des Druckraumes· Das bedeutet, daß die Wand des Druckraumes noch über die gewünschte Gutstemperatur aufgeheizt werden muß, um einen raschen, qualitäts-Bchonenden Garvorgang zu erzielen, was einen erhöhten maschinellen Aufwand und einen erheblichen Energieverbrauch verursacht* Deshalb ist dieses Prinzip nur bei wenigen Geräten verwirklicht.

Weitere unerwünschte Nebenerscheinungen des Druckgarprozesses mit Dampf als Energieträger sind ein starkes Verkleben und. Verkleistern stärkehaltiger Gutsstückchen sowie eine mitunter positiv beurteilte Intensivierung des arteigenen Geschmackes des gegarten Produktes, die bei sehr kurzen Erhitzungsprozessen bis zu einem ausgesprochenen Rohgeschmack des gegarten Gutes führen kann.

Die meisten der auf diesem Prinzip beruhenden Geräte arbeiten diskontinuierlich. Die kontinuierlich arbeitenden Geräte haben außerdem den Nachteil, daß die Gutsstückchen beim Transport im Innern des Gerätes einer erheblichen mechanischen Beanspruchung unterliegen.

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Hitzebehandlung pflanzlicher Produkte wie Kartoffeln und Gemüse außerhalb der Verpackung steht der Garprozeß eindeutig im Vordergrund, während die gleichzeitig vorhandene Reduktion der Keimzahl völlig ohne Beachtung blieben weil sie.für eine ί wesentliche Verbesserung der Haltbarkeit der gegarten Produkte nicht- ausreicht. Für eine lange lagerung der gegar-

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ten Irodukte gibt ea gegenwärtig nur die Möglichkeit der kosten- und energieaufwendigen Gefrierlagerung. Die entwickelten Verfahren zur Hoch-Kurz-Zeit-Temperatur-■ Behandlung und zur aseptischen Abfüllung der so behandelten Lebensmittel haben gleichfalls in erster linie eine qualitätsschonende Beduktion der Keimzahl zum Ziel und lösen diese Aufgabe mit einem qualitätsmäßig und technologisch, guten Erfolg· Allerdings ist der maschinelle Aufwand bei einem Teil dieser Verfahren erheblich· Ihr wesentlicher Nachteil ist ihre Begrenzung auf flüssige und pastöse, pumpfähige Lebensmittel, selbst wenn in einzelnen dieser Verfahren in geringem Umfang stückige Lebensmittel mit verarbeitet werden können, da Wärmeaustauscher verwendet Werden müssen, um das gewünschte rasche Aufheizen und Abkühlen durchzuführen· Eine solche.Einrichtung eignet sich jedoch nicht für stückige Güter· Die Verfahren., bei denen das Xebensmittel durch Einleiten eines DampfStrahles aufgeheizt wird, bewirken bei Lebensmitteln, die feste Teilchen enthalten, durch die heftige Einwirkung der beweglichen Teile der Dampfstrahlpumpe und bzw, oder die aufwirbelnde Wirkung des in die Masse eingeleiteten Dampfes leicht einen Zerfall der Teilchen, insbesondere wenn es sich um leicht zerfallende Teilchen handelt·

Diese modernen Verfahren gestatten nicht die Verarbeitung stückiger Lebensmittel, wie sie beispielsweise in den Gargeräten oder in der herkömmlichen Sterilkonservierung verwendet werden·

Der Vorschlag zur Aufheizung des Füllgutes in Konservendosen durch eine ein- oder mehrmalige stufenweise Veränderung der Temperatur des Heizmedium im Autoklaven konnte sich in der industriellen Praxis wegen zu großer technischer Schwierigkeiten und eines zu geringen positiven Effektes nicht durchsetzen.

Zweck der Erfindung ist es, eine bessere Möglichkeit

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sowohl für das Garen als auch für die Haltbarmachung und lagerung der gegarten pflanzlichen Produkte durch einen effektiven technologischen Prozeß zu schaffen und gleichzeitig die Qualität der Produkte zu steigern·

Der Erfindung liegt die Aufgaben zugrunde, ein rationelles, zeitsparendes und qualitätsschonendes Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft in Stückchenform auf der Grundlage des tatsächlichen im Gutsstückchen vorhandenen Temperaturverlaufs zu schaffen, das es gestattet, mehrere Rohwarenarten der Behandlung zu unterziehen, und das es ermöglicht, sowohl den Garprozeß als auch die Sterilisation des Gutes als erwünschtes Hauptziel bzw· eine Kombination beider zu erreichen· Außerdem soll das Verfahren eine anschließende aseptische Abfüllung des sterilisierten Gutes ermöglichen·

Erfindungsgemäß werden die zu behandelnden Lebensmittel pflanzlicher Herkunft in gereinigtem und zerkleinertem Zustand in stückiger Porm einem zweigeteilten Erhitzungsprozeß unterworfen: 1» einer Vorerhitzungsphase bei einer Temperatur von maximal 100 Grad 0 und bei normalem Luftdruck und 2. eine Druckerhitzungsphaee bei einer Temperatur zwischen 110 und 170 Grad 0, vorzugsweise zwischen 120 und 140 Grad C, und einem solchen Überdruck, der bei der angewendeten Temperatur ein Kochen der Flüssigkeit verhindert. Beide Erhitzungsphasen dienen dem Aufheizen der Gutsstückchen. In der Vorerhitzungsphase kann sowohl Wasser als auch Dampf als energieübertragenes Medium verwendet werden, während sich das Gut in der Druckerhitzungsphase in Wasser oder in einer Aufgußlösung befindet. Die Vorerhitzungsphase dient einer gleichmäßigen Aufheizung der Gutsstückchen sowie dem Auslösen der die Gare und die Geschmacksbildung bewirkenden Prozesse und einer Hitzeaktivierung von Mikroorganismen. Die Vorerhitzungsphase erfordert je nach der durchschnittlichen Stückchengröße des zu behandelnden Gutes und der Temperatur der anschließenden Druckerhitzungsphase eine unterschiedliche Z%eit und ist so bemessen, daß die Kerntemperatur

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der Gutstückchen das Ende des der Zeit proportionalen Anstieges gerade erreicht hat· Dadurch wird während dieser Phase eine effektive Energieausnutzung erzielt. Beispielsweise erfordern Kartoffelstückchen mit einer linearen Abmessung von 35 mm eine Vorerhitzungszeit von 5 Minuten, die sich bei Gut mit kleinerem Durchmesser reduziert· Das Gut aus der Vorerhitzungsphase gelangt dann unmittelbar und ohne wesentliche Abkühlung in einen Druckgarraum· Hier erfolgt die weitere Aufheizung der Gutsstückchen bis auf die gewünschte Temperatur, die einige Minuten gehalten wird, bis die Gare und die erforderliche Keimzahlreduktion erreicht sind. Die Temperatur der Heizflüssigkeit im Druckgarraum wird so gewählt, daß sich im Innern des Gutstückchens anfangs noch der der Zeit proportionale Temperaturanstieg fortsetzt und daß sich andererseits bis zum Erreichen der Gare und der erforderlichen Keimreduktion noch eine so lange Haltezeit ergibt, daß der Erhitzungsprozeß noch exakt genug gesteuert werden kann·

Nach dem Erreichen des erwünschten Erhitzungseffektes verläßt das Gut den Druckgarraum durch eine Ausgabedruckschleuse, der Überdruck wird aufgehoben und das Gut entsprechend der beabsichtigten Weiterverarbeitung entweder von dem heißen V/asser getrennt, gekühlt und in geeignete Verpackungen abgefüllt oder zusammen mit dem heißen V/asser oder der Aufgußlösung unter keimarmen oder keimfreien Bedingungen in geeignete Behälter abgefüllt·

Anhand bei wenigen Temperaturen experimentell ermittelter Stoffkennwerte der einzelnen Eohwarenarten lassen sich durch die Anwendung an sich bekannter Berechnungsmethoden die Reduktion der Keimzahl, der erreichte Garegrad und die Erhaltung wertbestimmender Inhaltsstoffe für alle gewünschten Behandlungstemperaturen und -zeiten berechnen sowie eine Optimierung der interessierenden Prozesse zunächst theoretisch und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch praktisch durch eine entsprechende Einstellung der Behandlungsparameter Temperatur und Zeit sowohl in der Vorerhitzungsphase als auch in der Druckerhitzungsphase durchführen·

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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, bei der zu einem kontinuierlichen Prozeß ein bekannter Vorkocher, ein bekannter Elevator, ein Hoch-Kurz-Zeit-Druckgarteil und bekannte aseptische Äbfülleinrichtungen zusammengeschaltet sind. Das Hoch-Kurz-Zeit-Druckgarteil besteht aus einer Eingabedruckschleuse, einem Druckgarraum und einer Ausgabedruckschleuse, wobei in der Eingabe- und Ausgabedruckschleuse, Schleusenkolben mit άμΓοΙ^βΙιβηάβη Kolbenstangen angeordnet sind, die pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektromagnetisch bewegbar sind· Die Eingabedruckschleuse des Druckgarraumes ist unabhängig oder mit der Ausgabedruckschleuse über eine Kopplungsstange koppelbar. Die Anzahl der Öffnungsund Schließungstakte von Eingabe- und Ausgabedruckschleuse sind je Zeiteinheit auf einen beliebigen konstanten Wert im Bereich von 10 Sekunden bis 5 Minuten einstellbar und leicht kontrollierbar. Die Ausgabedruckschleuse ist als Doppelschleuse ausgeführt und unter ihr ist ein Sieb angeordnet. Der Druckgarraum ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, und diese ist von einer Pumpe aus dem Druckgarraum absaugbar und Über eine äußere Rohrleitung erneut in den Druckgarraumeinspeisbar. Eine Erhitzung der im Druckgarraum vorhandenen Flüssigkeit ist durchführbar, direkt über einen Mantel um den Druckgarraum, oder über einen Wärmeaustauscher, der in die äußere Rohrleitung des Flüssigkeitskreislaufes eingeschaltet ist. Als Energieträger sind Dampf, Elektroenergie, Heißluft oder Hochfrequenzenergie vorgesehen. Der Druckgarraum besitzt einen Dampfdom aus dem angesammelter Dampf von Zeit zu Zeit ablaßbar ist. Die Temperatur der im Druckgarraum vorhandenen Flüssigkeit ist auf einen beliebigen konstanten Wert im Bereich von 110 bis 170 Grad C einstellbar und leicht kontrollierbar. Die Ausgabedruckschleuse übernimmt die Portionierung des hitzebehandelten Lebensmittels. Mehreie Hoch-Kurz-Zeit-Druckgarteile sind kreisförmig angeordnet und zu einem Komplex hoher Leistung ver- ; einigt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen eine auf wissenschaftlichen Erkenntnissen

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basierende, rationelle, effektive und qualitätsschonende Hitzebehandlung großer Variabilität. Je nach den beabsichtigten Behandlungszweck kann es durch eine Betonung der Vorerhitzungsphase als Garverfahren mit geringer Keimzahlreduktion oder durch eine Betonung der Druckerhitzungsphase in Verbindung mit einer aseptischen Abfüllung als ein Verfahren zur Herstellung von' Sterilkonserven mit geringer Beachtung des erreichten Garegrades eingesetzt werden. Zwischen diesen beiden Extremen sind alle Zwischenstufen einstellbar· Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen wird in Pig. 1 und Pig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Seitenansicht in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt.

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Gereinigte und zerkleinerte Kartoffeln von ca. 4 cm Kantenlänge werden in einer Vorerhitzungsphase behandelt, was einem Vorkochen bzw. Blanchieren entspricht. Während : der Behandlung werden· die Kartoffelstückchen in Wasser 5 Minuten bei einer Temperatur von 100 Grad C erwärmt. Bedingt durch die Temperatur des Wassers, verläuft die Temperaturerhöhung im Kern der Kartoffelstückchen relativ langsam auf 60 bis 70 Grad C, so daß bestimmte biochemische und chemische Reaktionen, die für die Entwicklung eines voll ausgebildeten Geschmacksbildes erforderlich sind, ablaufen können. Darüberhinaus ist der Vorkochprozeß für die Erreichung einer solchen hohen Qualität des gegarten Lebensmittels erforderlich, wie sie für die Herstellung von keimarmen abgepackten Praeserven oder von aseptisch abgefüllten Sterilkonserven eine Voraussetzung ist. Der Vorkochprozeß findet in einem Wasserbad- oder Dampfblancheur herkömmlicher Bauart in einem Vorkocher I statt. Der Vorkocher I muß eine stufenlose Einstellung von Temperatur und Durchlaufgeschwindigkeit gestatten. Die aus dem Vorkocher I kommenden Kartoffelstückchen werden mit Hilfe eines Elevators 8 bekannter Bauart ohne wesentliche Abkühlung in einen nicht dargestellten Sammelbehälter des Druckgarteiles II der Vorrichtung befördert. Von hier aus gelangen die Kartoffelstückchen unter Zugabe geringer Mengen Kochsalz durch eine Eingabedruckschleuse 1, die ■als Kolbenschleuse ausgeführt ist, in den Druckgarraum 2, in dem 4 Minuten eine Temperatur von 130 Grad 0 auf die Kartoffelstückchen einwirkt. Nach dem Erreichen des gewünschten Garungs- und Sterilisierungsgrades verlassen die Kartoffelstückchen den Druckgarraum 2 durch eine als doppelte Kolbenschleuse gestaltete Ausgabedruckschleuse 3· Diese Verhindert Druckstöße sowie eine stärkere Dampfentwicklung und übernimmt die Portionierung des gegarten Gutes. Die Temperatur des Heizmediums im Durckgarraum 2 sowie die Arbeitsgeschwindigkeit der Eingabedruck- und der Ausgabe-

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druckschleusse 1;3 und damit die Durchlaufgeschwindigkeit der Kartoffelstückchen sind ebenfalls stufenlos regelbar·

In der in Pig. 1 dargestellten Arbeitsstellung des Druckgarteiles II fallen die vorerhitsten Kartoffelstückchen aus dem nicht dargestellten Sammelbehälter in eine Kolbenbohrung 10 der Eingabedruckschleuse 1, ein Schleusenkolben 11 bewegt sich in die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung. Die Kartoffelstückchen fallen in den Druckgarraum 2 und der Schleusenkolben 11 bewegt sich in die Ausgangsstellung zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der Druckgarraum 2 mit der gewünschten Gutmenge gefüllt ist. Anschließend werden die Eingabedruckschleuee 1 und die Ausgabedruckschleuse 3 durch eine Kopplungsstange 6 miteinander verbunden, so daß sie für den regulären Betrieb in gleichem Takt arbeiten. Außerdem wird das nicht von den Kartoffelstückchen beanspruchte Volumen des Druckgarraumes mit in einem Wärmeaustauscher 5 auf die gewünschte Temperatur erhitztem Wasser gefüllt, das durch eine Pumpe 7 über eine äußere Rohrleitung 9 aus dem Druckgarraum 2 abgesaugt und wieder in ihn hineingepumpt wird. Die Zuführung der für die Druckerhitzung benötigten Energie kann auch direkt über einen Mantel 12 des Druckgarraumes 2 erfolgen.

Beim kontinuierlichen Betrieb fallen bei der in Pig. 1 dargestellten Arbeitsstellung vorerhitzte Kartoffelstückchen in die Kolbenbohrung 10 der Eingabedruckschleuse 1 und gleichzeitig wird soviel erhitztes Wasser bzw. Aufgußlösung in die Eingabedruckschleuse 1 gegeben, daß alle Hohlräume zwischen den Kartoffelstückchen ausgefüllt sind. In der gleichen Zeit entspannen sich die in einer Kolbenbohrung 13 der Ausgabedruckschleuse 3 befindlichen bereits hitzebehandelten Kartoffelstückchen und fallen in eine Kolbenbohrung 14 der Ausgabedruckschleuee 3, während der Dampf und die noch vorhandene Flüssigkeit durch ein Sieb 4 über einen nicht abgebildeten Kondensator abgeleitet werden. ITachdem sich die Schleusenkolben 11; 15 und 16 der Eingabedruckschleuse und Ausgabedruckschleuse 3 in die in der Pig. 2 dargestellte Arbeitsstellung bewegt haben, füllt sich die Kolbenbohrung 13 der Ausgabedruckschleuse 3 mit hitzebehandelten Kartο f-

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felstückchen und Wasser bzw. Aufgußlösung, während das Kartoffelstückchen-Wasser-Gemisch aus der Kolbenbohrung 10 der Eingabedruckschleuse 1 in den Druckgarraum 2 gleitet.

Die in der Kolbenbohrung H der Ausgabedruckschleuse 3 befindlichen, hitzebehandelten und vom Wasser getrennten Kartoffeietückchen fallen in dieser Arbeitsstellung aus dem Hoch-Kurz-Zeit-Gardruckteil II heraus· Das bei jedem Arbeitsäkt der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Kolbenbohrung 13 der Ausgabedruckschleuse .3 aus in den Druckgarraum 2 beförderte Dampf-Luft-Gemisch sammelt sich z.B. bei der in Fig_# 2 gezeigten Arbeitsstellung in der Bohrung 10 der Eingabedruckschleuse 1 und wird durch diese hinausbefördert und ζ·ΐ· über den Dampfdom 17 über dem oberen Teil des Druckgarraumes 2 und wird hier von Zeit zu Zeit abgelassen und sein Volumen durch Frischwasser ersetzt. Die Bewegung der Schleusenkolben 11; 15 und 16 kann durch verschiedene- Antriebe, vorzugsweise pneumatisch erfolgen«

Die so hitzebehandelten Kartoffelstückchen besitzen eine trockene, leicht mehlige Oberfläche von sortentypischer Farbe, sie sind gar und haben einen angenehmen Gesclrmack· Gegenüber einem normalen Kochen der Kartoffeln in Wasser ergibt sich in diesem Beispiel eine Verkürzung der Kochzeit um ca. 50 %. Diese Temperatur-Zeit-Bedingungen der Hitzebehandlung ergeben einen F_Q-Wert über 30, der ausreicht, um alle Formen von Mikroorganismen abzutöten. Der Vorteil der gleichzeitig mit der Gare erzielten Sterilität wird bei einem sofortigen Verbrauch der Kartoffeln nicht ausgenutzt, sondern erst bei ihrer keimarmen oder keimfreien Abfüllung und der entsprechenden Lagerung.

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Grüne Erbsen guter Qualität werden in einem kontinuierlichen Prozeß in einem Vorkocher I 3 Minuten bei einer !Temperatur von 80 Grad C im Wasser vorerhitzt und anschließend sofort im Hoch-Kurz-Zeit-Gardruckteil II der Vorrichtung 3 Minuten bei einer Temperatur von 130 Grad C in einer Aufgußlösung aus einer 1 %igen Kochsalzlösung in Wasser behandelt· Zur Beendigung des Erhitzungsprozesses werden die Erbsen aus dem Druckgarraum 2 hinausbefördert und nach einem schonenden Entspannen des Überdruckes zusammen mit der Aufgußlösung unter keimfreien Bedingungen in vorsterilisierte Dosen gefüllt. Die Dosen werden keimfrei verschlossen und gekühlt. Durch diese Behandlung erhält man Erbsen-Sterilkonserven guter Qualität und guter Haltbarkeit,

Beispiel 3

Hackfleischklößchen werden in einem kontinuierlichen Prozeß in einem Vorkocher I 3 Minuten bei einer Temperatur von 100 Grad C in Wasser vorerhitzt und anschließend sofort im Hoch-Kurz-Zeit-Druckgarteil II der Vorrichtung 4-5 Minuten bei einer Temperatur von 130 Grad C in einer Aufgußlösung aus einer 1-2 jSigen Salzlösung in Wasser behandelt. Zur Beendigung des Erhitzungsprozesses werden die Klößchen aus dem Druckgarraum 2 hinausbefördert und nach einen schonenden Entspannen des Überdrucks zusammen mit einer Kapernsoße unter keimfreien Bedingungen in vorsterilisierte Dosen gefüllt. Die Dosen werden keimfrei verschlossen und gekühlt· Durch diese Behandlung erhält man ELeischklopse in Kapernsoße - Sterilkonserven guter Qualität und guter Haltbarkeit,

Ist das hitzebehandelte Lebensmittel für einen sofortigen Verzehr vorgesehen, so kann das Lebensmittel in einem Behälter, aus dem es dann portionsweise ausgegeben wird, oder in eine Assiette fallen, die nach ihrer Füllung im Takt

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durch eine neue ersetzt wird. Die mit den anderen Speisenkomponenten vervollständigten und verschlossenen Assietten können auch durch einen Gefrierprozeß haltbar gemacht" und entsprechend gelagert werden. Wird das gegarte und sterilisierte Lebensmittel im Anschluß an die Ausgabedruckschleuse 3 unter keimarmen Bedingungen in eine vörsterilisierte Verpackung gefüllt und diese sofort verschlossen, so ergibt sich eine bei einer Kühllagerung 3 bis 4 Wochen haltbare Praeserve des gegarten Lebensmittels. Erfolgt die Abfüllung des gegarten und sterilisierten Gutes im Anschluß an die" Ausgabedruckschleuse 3 unter keimfreien Bedingungen in vorsterilisierte Behälter, so ergibt sich eine Sterilkonserve langer Haltbarkeit. Pur diesen Teil des Verfahrens in den Pig. 1 und 2 mit aseptischer Abfüller III bezeichnet - wurden bereits Vorrichtungen vorgeschlagen. Die Abfüllung des hitzebehandelten Lebensmittels kann bei jeder dieser Abfüllungs- und Verpackungsarten in Klein- und Großpackungen erfolgen. Zur Qualitätserhaltung werden Großpackungen mit Wasser schnell auf eine niedrige Temperatur gekühlt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in seiner Anwendung jedoch nicht auf die in den drei Ausführungsbeispielen genannten Güter und Behandlungsbedingungen sowie die Weiterverarbeitung des hitzebehandelten Gutes beschränkt, Bondern gestattet die Behandlung einer Vielzahl pflanzlicher Güter und die Anwendung beliebiger Temperatur- und Zeitbedingungen sowohl in der Vorerhitzungs- als auch in der Druckerhitzungsphase und beinhaltet ferner die verschiedensten Möglichkeiten zur Weiterbehandlung des hitzebehandelten Gutes,

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Claims

Patentansprüche j§

[IJ Verfahren zur Hitzebehandlung von lebensmitteln vorwiegend pflanzlicher Herkunft zum Einsatz in Großküchen und Verarbeitungsbetrieben der Industrie zum Garen pflanzlicher Produkte und zur Abtötung von LtLkroorganismen in diesen pflanzlichen Produkten unter Anwendung der Hoch-Kurz-Zeit-Erhitzung, dadurch gekenn-. zeichnet, daß das Lebensmittel, vorwiegend pflanzlicher Herkunft in gereinigtem und zerkleinertem Zustand in stückiger Form in einem kontinuierlichen Prozeß einer Vorerhitzungsphase und ohne Zwischenkühlung einer Druckerhitzungsphase unterworfen wird, wobei die Behandlungstemperaturen und -zeiten in jeder dieser Phasen entsprechend den Erfordernissen des Lebensmittels und des beabsichtigten Behandlungszieles zwischen 70 und 100 Grad G und 1-10 Minuten für die Vorerhitzungsphase und zwischen 110 und 170 Grad C und 1-10 Minuten für die Druckerhitzungsphase variierbar und für ein spezielles Lebensmittel und ein spezielles Behandlungsziel so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer optimalen Erhaltung der wertbestimmenden Qualitätsparameter des Lebensmittels am Ende der Druckerhitzungsphase gleichzeitig sowohl der erwünschte Garegrad als auch die erwünschte Keimreduktion vorliegen und daß das so behandelte Lebensmittel in geeigneter V/eise weiterverarbeitet wird.
2. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lebensmittel vornehmlich Gemüse, Kartoffeln oder Obst sind, die sowohl in Sorten- und artenrei :tier Form als auch gemischt behandelbar sind.
3. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorerhitzungsphase als Heizmedium Wasser, dessen pH-Wert und Salzgehalt korrigiert sein können, oder Dampf verwendet wird.

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4. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckerhitzungsphase als Heizmedium Wasser, dessen pH-Wert und Salzgehalt korrigiert sein können, oder eine Aufgußlösung verwendet wird.
5. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhitzungsphase über eine Ausgabedruckschleuse (3) beendet wird und vom hitzebehandelten Lebensmittel abgetrennte Flüssigkeit gefiltert und über eine Eingabedruckschleuse (1) zusammen mit vorerhitzem Lebensmittelgut erneut der Druckerhitzungsphase zugeführt wird,
6. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gejennzeichnet, daß das Lebensmittel nach der Ilitzebehandlung getrennt von dem Heizmedium der Druckerhitzungsphase oder mit ihm zusammen weiterverarbeitet wird.
7. Verfahren zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach An- spruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterverarbeitung des hitzebehandelten Lebensmittels aus seiner Ausgabe in warmen Zustand an den Essenteilnehmer besteht oder unter keimarmen Bedingungen in geeignete Packungen an den Verbraucher abgegeben wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Hitzebehandlung von Lebensmitteln nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem kontinuierlichen Prozeß ein bekannter Vorkocher (I), ein bekannter Elevator (8), ein Hoch-Kurz-Zeit'Druckgarteil (II) und unterschiedliche bekannte Abfülleinrichtungen (III) zusammengeschaltet sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hoch-Kurz-Zext-Druckgarteil (II) aus einer Eingabedruckschleuse (1), einem Druckgarraum (2) und einer Ausgabedruckschleuse (3) besteht, wobei in der Eingabe- und Ausgabedruokschleuse (1; 3) Schleusenkolben (11; -15; 16) mit durchgehenden Kolbenbohrungen (10; 13; 14) angeordnet, die pneumatisch,hydraulisch, mechanisch oder . elektromagnetisch bewegbar sind,
10. Voirichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabedruckschleuse (1) des Druckgarraumes(2) unabhängig oder mit der Ausgabedruckschleuse (3) über eine Kopplungsstange (6) koppelbar.ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungs- und Schließungstakte von Eingabe- und Ausgabedruckschleuse (1; 3) je Zeiteinheit auf einen beliebigen konstanten Wert im Bereich von 10 Sekunden bis 5 Minuten einstellbar und leicht kontrollierbar ist.
12· Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabedruckschleuse (3) als Doppelschleuse ausgeführt und unter ihr ein Sieb (4) angeordnet ist·
13· Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekenn-• zeichnet,*daß der Druckgarraum (2) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und diese von einer Pumpe (7) aus dem Druckgarraum (2) absaugbar und über eine äußere Rohrleitung (9) erneut in den Druckgarraum (2) speisbar ist,
14· Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhitzung der im Druckgarraum (2) vorhandenen Flüssigkeit direkt über einen Hantel (12) um den Druckgarraum (2) oder über einen Wärmeaustauscher

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(5), der in die äußere Rohrleitung (9) des Flüssigkeit s,-kreislaufes eingeschaltet ist, durchführbar ist und als Energieträger Dampf, Elektroenergie, Heißluft oder ■ Hochfrequenz vorgesehen sind.
15· Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgarraum (2) einen Dampfdom (17) besitzt, aus dem angesammelter Dampf von Zeit zu Zeit ablaßbar ist·
16. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 15t dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der im Druckgarraum (2) vorhandenen Flüssigkeit auf einen beliebigen konstanten Wert im Bereich von 110 bis 170 Grad C einstellbar und leicht kontrollierbar ist.
17· Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabedruckschleuse (3) die Portionierung des hitzebehandelten Lebensmittels vornimmt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 17* dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hoch-Kurz-Zeit-Druckgarteile(II) kreisförmig angeordnet und zu einem Komplex hoher Leistung vereinigt sind.

409843/0702