DE2621945A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen impraegnierung eines nahrungsmittels - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen impraegnierung eines nahrungsmittelsInfo
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Description
Patentanwalt J 7, y.,: |^g
Dipl.-Ing. U !- -
D-ε Müri:hen22 S 624
Societe" des Produits Nestle* S.A.
in Vevey / Schweiz
"Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Imprägnierung eines Nahrungsmittels"
Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Imprägnierung von Nahrungsmitteln, wie z.B.
Gemüse oder Früchte, beispielsweise durch Salzwasseroder Sirupbehandlung.
Durch die Salzwasserbehandlung wird Salz in ein Nahrungsmittel eingeführt. Salz und Salzlösungen haben sich als
ausgezeichnete Konservierungsmittel für eine große Reihe von Nahrungsmitteln erwiesen. Der Mechanismus der Konservierung
durch Salz ist immer noch nicht ganz geklärt. Es scheint, daß bei vielen schädlichen Organismen das
Salz vermutlich einen Austrocknungseffekt durch osmotischen Wasserentzug bewirkt. Die mikrobiologische Wirkung des
Salzes spiegelt also die Wasseraktivität des Nahrungsmittels wider. Wenn diese Theorie stimmt, dann kann Natrium-
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Chlorid durch eine äquivalente Konzentration eines anderen
Salzes ersetzt werden. Die Wirkungen anderer Salze müssen dann mit der Wirkung von Natriumchlorid gleich
sein. Der Ausdruck "Salzwasser" wie er hier verwendet wird, umfaßt auch wäßrige Lösungen solcher Salze.
Durch eine Sirupbehandlung wird ein Nahrungsmittel durch Zucker oder einen ähnlichen Stoff imprägniert, wobei dieser
als Konservierungsmittel oder als Süßungsmittel oder Geschmacksmittel wirkt. Der am meisten verwendete Zucker
ist Saccharose, jedoch wurden auch andere Zucker, wie z.B. Dextrose oder verschiedene Zuckermischungen, verwendet.
Zucker wirkt im wesentlichen in der gleichen Weise wie Salz als Konservierungsmittel, d.h. also, durch Beschränkung der
Feuchtigkeitsmenge, welche für die verderbenden Organismen zur Verfügung steht. Einer der wichtigsten Unterschiede
zwischen der Verwendung von Salz und Zucker als Konservierungsmittel besteht darin, daß von Zucker eine viel
größere Konzentration erforderlich ist, um die gleiche Konservierungswirkung zu erzielen. Dies macht die Konservierung
in Zucker im allgemeinen teurer als die Konservierung in Salz. Zucker wird deshalb als Konservierungsmittel
nur in solchen Fällen verwendet, bei denen ein süßer Geschmack wesentlich ist, wie z.B. bei der Konservierung
von Früchten, Marmeladen, Bonbons, Kondensmilch usw. Eine Sirupbehandlung kann aber auch nur zum Zwecke
des Süßens oder des Geschmackgebens verwendet werden, wie z.B. bei der Herstellung von Früchten, beispielsweise Birnen
oder Pfirsichen, in Sirup.
Die üblichen Verfahren der Imprägnierung und der anschließenden Lagerung in der Imprägnierungsmittellösung, d.h. der Lagerung
in Salzwasser oder Sirup, können in zwei Gruppen unterteilt
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werden, nämlich einstufige Verfahren und zweistufige Verfahren. Bei den einstufigen Verfahren findet keine
Ortsveränderung des Nahrungsmittels statt. Mit anderen
Worten heißt das, sowohl die Imprägnierung als auch die Lagerung werden im gleichen Behälter ausgeführt. Dieser
Behälter besteht normalerweise aus einem hölzernen Paß oder einer hölzernen Tonne oder aus einer Kunststofftrommel.
Bei den zweistufigen Verfahren wird das Nahrungsmittel in einem Behälter imprägniert, bei dem es sich um
ein Faß oder eine Trommel oder eine Erhitzungspfanne oder einen größeren Behälter, wie z.B. einen Tank, handeln kann,
worauf dann die Lagerung in einem anderen Behälter erfolgt. Diese beiden Gruppen von Verfahren können weiter in Verfahren
unterteilt werden, bei denen die Imprägnierung bis zu dem gewünschten Wert unter Verwendung eines chargenweisen Systems
und unter Wechsel des Imprägnierungsmittels ausgeführt wird, oder bei denen die Imprägnierung bis zu dem gewünschten Wert
mit Hilfe einer fließenden Lösung erfolgt.
Beim absatzweisen System wird das Material in ein gewisses
Volumen einer ruhenden Imprägnierungsmittellösung eingetaucht. Diese Lösung kann während des Verlaufs der Behandlung gegebenenfalls
ausgewechselt werden. Verfahren, bei denen festes Salz oder fester Zucker verwendet wird, fallen ebenfalls
in diese Untergruppierung. Bei den Systemen mit fließender Lösung wird ein Fluß über dem Nahrungsmittel aufrechterhalten,
bis das Material die gewünschte Imprägnierungsstärke
erreicht hat.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß keines der oben beschriebenen Verfahren zur Imprägnierung von
Nahrungsmitteln wirklich kontinuierlich ist, da das Nahrungs-
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-y- 3
mittel selbst immer auf einer chargenweisen Basis behandelt wird und im Behälter im ruhenden Zustand bleibt, währenddessen
der gewünschte Imprägnierungsgrad angestrebt wird. Das Fehlen eines geeigneten kontinuierlichen Verfahrens
bis heute hat gewisse Schwierigkeiten aufgeworfen. Bei den einstufigen und zweistufigen chargenweisen Verfahren
ist die Geschwindigkeit der Aufnahme des Imprägnierungsmittels, wie z.B. Salz oder Zucker, langsam, insbesondere,
wenn ein grobstückiges Nahrungsmittel behandelt wird und
wenn die Temperaturen niedrig sind. Es tritt auch das Problem einer Schichtenbildung auf, d.h., daß sich die Imprägnierungslösung
in Schichten unterteilt, derart, daß die obere Schicht einen niedrigeren Gehalt an Imprägnierungsmittel
aufweist als die untere Schicht. Dies bedeutet, daß keine gleichmäßige Verteilung an Imprägnierungsmittel im gesamten
Nahrungsmittel im Behälter besteht. Beide diese Schwierigkeiten können teilweise dadurch beseitigt werden, daß man
den Behälterinhalt entweder mechanisch rührt oder Luft durch ihn hindurchbläst. Einstufige Verfahren leiden auch
unter dem Nachteil, daß eine volle Ausnutzung des verfügbaren Lagerraums niemals erreicht wird. Nahrungsmittel
verlieren während der Imprägnierung normalerweise an Volumen, da das Wasservolumen, welches das Material verläßt,
größer ist als das Imprägnierungsmittelvolumen, das eintritt. Dies hat seinen Grund in der Tatsache, daß die Zellen des
Materials während der Aufnahme von Imprägnierungsmittellösung ihren Wanddruck verlieren, da nämlich größere Änderungen
in der Zellenstruktur selbst stattfinden. Bei den einstufigen Verfahren kann der Vorteil des Volumenverlustes, der
das Einbringen von weiterem Material in das neue verfügbar gemachte Volumen ermöglicht, nicht ausgenutzt werden.
Bei den zweistufigen Verfahren wird zwar das Lagervolumen voll ausgenutzt, indem das Nahrungsmittel vom Imprägnierungs-
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behälter in den Lagerbehälter überführt wird, aber bei der überführung ist es schwierig, das gesamte Nahrungsmittel
aus dem ersteren Behälter zu entfernen. Die überführung kann teure Handarbeit oder teure mechanische Vorgänge
erforderlich machen.
Ein vollständig kontinuierliches Verfahren würde gegenüber den bestehenden Verfahren beträchtliche Vorteile mit sich
bringen. Bei einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem das Nahrungsmittel wie auch die Imprägnierungsmittellösung
durch den Behälter fließen, kann der Gehalt an Imprägnierungsmittel im Nahrungsmittel während des Verfahrens auf den
gewünschten Wert angehoben werden, so daß das am Ende des Verfahrens aus dem Behälter herauskommende Material den
gewünschten Gehalt an Imprägnierungsmittel aufweist. Da das Nahrungsmittel durch den Behälter fließt, ist die überführung
zum Lagerbehälter oder zu den Lagerbehältern oftmals nur ein einfacher Vorgang, bei dem Nahrungsmittelpumpen
verwendet werden und die Imprägnierungsmittellösung als Trägermedium dient. Schließlich verläuft die Imprägnierung
im Vergleich zu den bisherigen Systemen besonders rasch.
Bei einem solchen kontinuierlichen Fließsystem ist es jedoch erwünscht sicherzustellen, daß alle einzelnen
Teilchen des Nahrungsmittels mindestens eine vorbestimmte Menge Imprägnierungsmittel absorbieren. In ähnlicher Weise
ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit auch erwünscht, daß die Nahrungsmittelstücke keine unnötig großen Mengen
Imprägnierungsmittel absorbieren. Es ist darauf hinzuweisen, daß für den Fall, daß der kontinuierliche Fluß des Nahrungsmittel
und der Imprägnierungsmittellösung nur unter Berücksichtigung einer gleichmäßigen Kontaktzeit aufrechterhalten
wird, größere Stücke Nahrungsmittel unter Umständen nicht
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ausreichend Imprägnierungsmittel absorbieren, während kleinere Stücke zu viel absorbieren. In ähnlicher Weise
werden sich die einzelnen Nahrungsmittelstücke oftmals hinsichtlich ihres Vermögens, Imprägnierungsmittel zu
absorbieren, unterscheiden. Es wurde nunmehr gefunden, daß der Gehalt an Imprägnierungsmittel in den einzelnen
Nahrungsmittelstücken innerhalb geeigneter Grenzwerte,
die oftmals sehr eng beieinander liegen, gehalten werden kann, wobei unter Verwendung einer einfachen und billigen
Anlage die Tatsache ausgenutzt wird, daß das spezifische Gewicht des Nahrungsmittels zunimmt, wenn das Imprägnierungsmittel
absorbiert wird. Das Nahrungsmittel wird zunächst in der Imprägnierungsmittellösung schwimmen. Während
aber die Imprägnierung fortschreitet, erreichen die einzelnen
Nahrungsmittelstücke den Punkt, bei dem ihr Auftrieb nahezu gleich dem Auftrieb der umgebenden Imprägnierungsmittellösung
ist, weshalb sie von den Stücken mit stärkerem Auftrieb abgetrennt werden können, beispielsweise durch einen
kontinuierlichen nach unten gerichteten Fluß der Imprägnierungsmittellösung. Das spezifische Gewicht der anfänglichen
Imprägnierungsmittellösung wird deshalb so ausgewählt, daß
nach Absorption von Imprägnierungsmittel durch das Nahrungsmittel ein spezifisches Gewicht erhalten wird, das annähernd
gleich dem spezifischen Gewicht der Nahrungsmittelstücke ist, welche die gewünschte Menge Imprägnierungsmittel enthalten.
Das spezifische Gewicht der meisten eine Imprägnierung erfordernden Nahrungsmittel, wie z.B. Früchte oder
Gemüse, liegt ganz nahe bei 1, wogegen das entsprechende spezifische Gewicht der Imprägnierungsmittellösungen wesentlich
höher ist, beispielsweise 1,13 für eine l8£ige (G/G) Salzlösung oder 1,23 für eine 50#ige (G/G) Zuckerlösung.
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Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur kontinuierlichen Imprägnierung eines Nahrungsmittels,
bei welchem zu imprägnierende NahrungsmitteIstücke in
eine konzentrierte Lösung eines Imprägnierungsmittels eingetaucht werden, wobei diese Stücke zunächst in der
Lösung schwimmen und, während sie sich in der Lösung befinden, entlang eines Strömungswegs zu einer Abtrennzone
geführt werden, wo die Imprägnierungsmittellösung mit einer größeren Geschwindigkeit nach unten fließt als die Fließgeschwindigkeit
des Nahrungsmittels, wodurch solche Stücke des Nahrungsmittels, die durch Absorption der gewünschten Menge
Imprägnierungsmittel ausreichend von ihrem Auftrieb in der umgebenden Imprägnierungsmittellösung verloren haben, kontinuierlich
von NahrungsmitteIstücken getrennt werden, die weniger als die gewünschte Menge Imprägnierungsmittel absorbiert
haben·
Das Verfahren kann bei Raumtemperatur oder, wenn zweckmäßig, bei erniedrigten oder erhöhten Temperaturen durchgeführt
werden.
Die obige Trennung wird vorzugsweise in einem turmartigen Behälter ausgeführt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das gesamte
Imprägnierungs- und Abtrennverfahren in einem einzigen Turm
durchgeführt, wobei das Nahrungsmittel an der Oberseite des Turms aufgegeben wird und zwar normalerweise in einer
zerschnittenen Form, da in dieser Form die Geschwindigkeit der Salz- oder Zuckerauf ηahme größer ist, als wenn das Material
sich in ganzer Form befindet. Die überführung des Nahrungsmittels zur Oberseite des Turms kann durch herkömmliche
Maßnahmen erfolgen, beispielsweise mit einem Schöpf-
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werk oder durch Pumpen in V/asser. Im letzteren Fall kann das Nahrungsmittel mit Hilfe eines Siebs oder einer
Entwässerungsrinne entwässert werden, bevor es
in den Turm eintritt. Imprägnierungsmittellösung mit einer im wesentlichen konstanten Konzentration, wie z.B. Salzwasser,
wie es üblicherweise durch eine Soleanlage erhalten wird, oder Sirup mit konstanter Zuckerkonzentration wird
dann zur Oberseite des Turms über ein Sprinklersystem gepumpt.
Die Konzentration des Imprägnierungsmittels in der Imprägnierungsmittellösung
hängt von der Endkonzentration ab, die für das betreffende Nahrungsmittel erforderlich ist.
Für Konservierungszwecke liegt sie normalerweise im Bereich
von 16 bis 26 Gew.-? (beispielsweise 20 bis 26 Gew.-?) für
Salz (26 Gew.-? ist die Sättigungskonzentration) oder im
Bereich von 55 bis 75 Gew.-? (beispielsweise 70 bis 75 Gew.-?)
für Zucker. Es können auch niedrigere Salz- oder Zuckerkonzentrationen geeignet sein, wenn die Imprägnierung nicht
nur zur Konservierung dienen soll, beispielsweise bei der Herstellung eines Fruchtsirups, der durch Eindosen konserviert
wird, oder wenn Salz als Geschmacksgebungsmittel verwendet
wird. Es ist auch möglich, Gemische von Imprägnierungsmitteln zu verwenden. Beispielsweise ist ein Gemisch aus
Salz und Zucker für die Imprägnierung von Gemüse brauchbar, das in Chutney-Gewürz und ähnlichen Präparaten verwendet
wird. Andere Imprägnierungsmittel, die anwesend sein können, sind Essig- und Benzoesäure. Solche Zugaben können den pH-Wert
der Lösung beeinflussen, was aber ansonsten nicht kritisch ist.
Das Nahrungsmittel fließt dann während der erforderlichen Zeit den Imprägnierungsweg entlang, so daß der Gehalt des
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Imprägnierungsmittels auf den gewünschten Wert gebracht wird. Diese Zeit hängt vom behandelten Nahrungsmittel,
vom Imprägnierungsmittelgehalt der Zulauf lösung, vom
Arbeitsvolumen des Turms, vom Packungsfaktor des Nahrungsmittels
und von den relativen Durchsatzgeschwindigkeiten von Lösung und Nahrungsmittel ab. Beispielsweise beträgt
bei Karotten, die in Würfel mit einer Kantenlänge von IO mm geschnitten sind,unter Verwendung einer Konzentration
des zulaufenden Salzwassers von 18/ί (G/G) in einem Turm
mit 46 cm Durchmesser und 91 cm Höhe sowie bei Verwendung
eines Salzwasser/Gei&üse-Strömungsgewichtsverhältnis von
20:1 die Zeit, die zum Erreichen eines Minimums von 18# (G/G) Salz in den Karotten erforderlich ist, ungefähr
2 1/2 st. Am Ende dieses Zeitraums ist das Nahrungsmittel zur Unterseite des Turms abgesackt, wobei sein spezifisches
Gewicht demjenigen der ablaufenden Lösung sehr ähnlich ist. Das Nahrungsmittel kann somit leicht aus dem Turm abgeführt
werden. Das Abführen aus dem Turm kann dadurch unterstützt werden, daß man die Unterseite der Nahrungsmittelmasse
im Turm durch mechanische Mittel oder vorzugsweise durch Strahlen aus verbrauchter Imprägnierungsmittellösung,
die in die Unterseite des Turms eingeführt werden, rührt. Die Abführung kann unter Verwendung von Nahrungsmittelpumpen
durchgeführt werden, wobei die verbrauchte Lösung als Trägermedium dient. Das Nahrungsmittel kann dann zu den Lagerbehältern
gepumpt werden.
Wie bereits angedeutet, sollte die Fließgeschwindigkeit der Imprägnierungsmittellösung größer sein als diejenige der
Nahrungsmittelstücke. Dies stellt sicher, daß eine verhältnismäßig
kleine Verringerung des spezifischen Gewichts der Lösung beim Erreichen der Abtrennzone erfolgt ist. Der
Fluß der Lösung an den Nahrungsmittelstüeken vorbei dient
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dazu, die Nahrungsmittelstücke mit geringem Auftrieb von den Stücken mit höherem Auftrieb abzutrennen und
nach unten zu führen. Im allgemeinen ist das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit der Lösung zur Strömungsgeschwindigkeit
der NahrungsmitteIstücke vorzugsweise mindestens 4:1. Dieses Verhältnis liegt insbesondere
im Bereich von 10:1 bis 40:1 und beträgt beispielsweise 20:1. Die Verwendung von Strahlen aus verbrauchter Lösung
an der Unterseite des Turms bewirkt nicht nur eine Rührung, welche die Abscheidung der Nahrungsmittelstücke ermöglicht,
sondern erhöht auch die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung in diesem Punkt, wodurch die Trennung weiter unterstützt
wird. Im allgemeinen liegt das Verhältnis des Anfangsvolumens der Imprägnierungsmittellösung, die zum Imprägnieren
der Nahrungsmittelstücke verwendet worden ist, zum Volumen, das für das Rühren gebraucht wird, im Bereich
von 2:1 bis 1:2, zweckmäßig bei ungefähr 1:1.
Wenn ein einziger Turm für die Imprägnierung und Trennung verwendet wird, dann wirkt das tote Gewicht des frisch
zugegebenen Nahrungsmittels, das sich während der ersten wenigen Minuten nach dem Einbringen außerhalb der Lösung
befindet, gegen den Auftriebseffekt des in die Lösung eingetauchten Nahrungsmittels, weshalb eine nach unten
gerichtete Bewegung durch den Turm sichergestellt wird. Während das Material durch den Turm nach unten geht, nimmt
es Imprägnierungsmittel auf und verliert Auftrieb. Nach einer gewissen Verweilzeit hat sich das spezifische Gewicht
des Materials demjenigen der abfließenden Imprägnierungsmittellösung
genähert, worauf es dann durch die Strömung der Imprägnierungsmittellösung aus dem Turm
abgeführt wird. Alle einzelnen NahrungsmitteIstücke, die
aus irgendeinem Grund keine ausreichende Imprägnierung
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erhalten haben, haben eine Tendenz, daß sie zur schwimmenden
Kasse zurückkehren und nicht entfernt werden. Das System garantiert somit einen vorbestimmten Imprägnierungsmittelgehalt
im austretenden Nahrungsmittel, der innerhalb sehr enger Grenzwerte liegt.
In einigen Fällen, insbesondere wenn hohe Imprägniermittelkonzentrationen,
wie z.B. bei der Sirupbehandlung zur Herstellung von kandierten Früchten, verwendet werden,
können osmotische Effekte eine unerwünschte Wirkung auf
die Zellenstruktur der Nahrungsmittelstücke ausüben. In solchen Fällen wird es bevorzugt, die Imprägnierung in
Stufen durchzuführen, wobei mit einer Lösung einer Konzentration begonnen wird, die keine unerwünschten csmotischen
Effekte ergibt, die teilweise imprägnierten Nahrune-sstücke
abgetrennt v/erden und diese dann durch das gleiche Verfahren mit einer Imprägnierungsmittellösung höherer
Konzentration imprägniert v/erden.
Gemäß der Erfindung wird außerdem eine Vorrichtung für die kontinuierliche Imprägnierung eines Nahrungsmittels
vorgeschlagen, die folgende Teile aufweist: eine Leitung,
durch welcne die zu imprägnierenden Nahrungsmittelstücke
zusammen mit Imprägnierungsmittellösung entlang eines Strömungswegs geführt werden, wobei diese Leitung mit
dem Einlaß eines Abtrennbehälters verbunden ist und wo
bei dieser Abtrennbehälter mit einem Auslaß für imprägnierte Nahrungsmittelstücke und Imprägnierungsmittellösung
versehen ist und dieser Auslaß beim Betrieb unterhalb des erwähnten Einlasses liegt, eine Einrichtung für die
überführung der imprägnierten Nahrungsmittelstücke und der Lösung aus dem Auslaß zu einer Flüssig-Fest-Trennvorrichtung,
eine Einrichtung für die überführung der Flüssigkeit von der erwähnten Trennvorrichtung zu einer
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Einrichtung für den Zusatz weiteren Imprägnierungsmittels zur Lösung, um die darin herrschende Konzentration zu
erhöhen, und eine Einrichtung für die überführung der Lösung mit erhöhter Konzentration zum Eintritt der erwähnten
Leitung.
Wie bereits festgestellt, bestehen die Leitung und der Trennbehälter vorzugsweise aus einem einzigen Turm,
der vorzugsweise mit einer Rühreinrichtung in der Nähe des Austritts versehen ist, die vorzugsweise aus Düsen
für das Einspritzen von Imprägnierungsmittellösung besteht, wie dies oben näher beschrieben ist.
In der beigefügten Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für die Durchführung des
erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahrens zu sehen.
Nahrungsmittel fällt von einer Hebeeinrichtung oder einer Entwässerungsrinne 1 in einen Turm 2. Imprägnierungsmittellösung
wird von einer Herstellungsanlage 3 über eine Pumpe 7 durch Sprinkler in den Turm 2 gepumpt. Das
Nahrungsmittel und die Lösung bewegen sich im Turm 2 nach unten, wobei sich die Lösung mit einer größeren Geschwindigkeit
als das Nahrungsmittel beilegt, bis sie die trichterförmige Unterseite des Turms 2 erreichen. An
der Unterseite befindet sich ein Mischsystem, in diesem Fall ein Ring aus um den Turm angeordneter Düsen. Eine
Pumpe 4 nimmt das Nahrungsmittel und die Lösung auf und führt sie zu einer Trennanlage 5. Imprägnierungsmittellösung
wird aus dieser Trennanlage 5 über eine Pumpe 8 entweder zur Herstellungsanlage 3 geführt, um die Konzentration
zu erhöhen, oder zu den Mischdüsen an der Unterseite des Turms geleitet. Das Nahrungsmittel wird
in einen Lagerbehälter 6 überführt, der aus einem Faß
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oder einem Lagertank besteht.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Der folgende Versuch wurde in einer ähnlichen Vorrichtung, wie sie in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, durchgeführt.
163,3 kg gewürfelte Zwiebel (13 mm χ 10 mm χ 10 mm) wurden
auf der Oberseite des Turms 2, der einen Durchmesser von 46 cm und eine Höhe von 91 cm aufwies, während eines
Zeitraums von 405 min (0,403 kg/min) über die Schüttelrinne
1 aufgegeben. Nach den l63f3 kg Zwiebeln wurden
167,8 kg gewürfelte gelbe Kohlrüben (10 mm χ 10 mm χ 10 mm) während eines Zeitraums von 3^5 min (0,486 kg/min) eingebracht.
Gleichzeitig wurde während 750 min (12 1/2 st) Salzlösung mit einer Konzentration zwischen 23,7# (G/G) und 25,2$ (G/G)
aus der Solebereituiigsanlage 3 über ein Sprinklersystem mit einer Geschwindigkeit von 9 l/-nin zur Oberseite des
Turms gepumpt. An der trichterförmigen Unterseite des
Turms wurde das aufgegebene Gemüse durch eine Reihe von Salzwasserstrahlen gerührt. Das Gemüse und das verbrauchte
Salzwasser wurden mit ungefähr l8 l/min unter Verwendung der Pumpe 4 in ein über dem Tank 5 liegendes Siebsystem
gepumpt. Das Salzwasser von 5 wurde entweder zurück zur Solebereitungs anlage 3 oder zu den Strahlrührern an der
Unterseite des Turms gepumpt. Diese Strahlen wurden mit
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einer Geschwindigkeit von ungefähr 9 l/min beschickt. Das Füllen des Turms dauerte ungefähr I65 min. Nach
dieser Zeit strömte Gemüse aus dem Turm mit einer Geschwindigkeit von 0,318 kg/min (Zwiebel) bzw. 0,373 kg/min
(gelbe Kohlrüben) aus. Diese Geschwindigkeiten entsprachen
etwa den Zuführgeschwindigkeiten, wobei jedoch der normale
Gewichtsverlust des Cemüses während der Salzwasserbehandlung berücksichtigt wurde. Der Salzgehalt in den fertigen
salzwasserbehandelten Zwiebeln lag zwischen 20,5 und 21,8$
(G/G) und der Salzgehalt der fertigen salzwasserbehandelten
gelben Kohlrüben variierte zwischen 20,0 und 21,8$. Die Konzentration des verbrauchten Salzwassers lag zwischen
22,7?» (G/G) und 24,6$ (G/G).
Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung, wobei jedoch der Turm eine Hohe von 2,44 m
aufwies, wurden 352,9 kg Ananasstücke (I3 mm χ 19 mm χ 25 mm)
auf die Oberseite des Turms 2 über die Schüttelrinne 1 während eines Zeitraums von 1200 min (0,294 kg/min) aufgegeben.
Während der gleichen Zeit wurde Zuckerlösung der Zusammensetzung 48,6$ (G/C) Saccharose und 20,9$ Glucosesirup
(5 3Dt)1UXe eine Temperatur von 50°C aufwies, von
der Sirupbereitungsanlage 3 durch ein Sprinklersystem mit einer Geschwindigkeit von 9 l/min zur Oberseite des
Turms gepumpt. Die Ananasstücke wanderten den Turm zum trichterförmigen Boden hinunter, wo sie durch eine Reihe
von Sirupstrahlen bewegt wurden, die mit 9 l/min eingeführt und aus dem Tank 5 für verbrauchten Sirup gespeist
wurden. Das Fruchtgut und der Sirup wurden dann von der Unterseite des Turms mit einer Geschwindigkeit von 18 l/min
unter Verwendung der Pumpe 4 abgeführt. Das Fruchtgut und
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der Sirup wurden über einen Tank 5 zu einem Siebsystem
gepurrpt. Das Füllen des Turms dauerte ungefähr 660 min.
Nach dieser Zeit traten die Ananasstücke mit etwa der gleichen Geschwindigkeit aus, mit der sie eingeführt
wurden. Der lösliche Zuckergehalt der fertigen kandierten Ananasstücke lag zwischen 46,5* und hj,8% Saccharose
und zv.'ischen 20,9/ί und 21,3/» Glucose, ausgedrückt als
53-DE-Sirup. Die Konzentration des verbrauchten Sirups lag zwischen '4J ,6% und 48, 2£ Saccharose und zwischen
2ü,5 /ä und 21,2$ Glucose (ausgedrückt als Glucosesirup-53~DE)·
Die Fruchtstücke besaßen ein brauchbares Aussehen,
zeigten aber Anzeichen von Schrumpfung. Der Grund hierfür lag sicherlich in einem zu großen osmctischen
Druckgradienten, der auftrat, als die Fruchtstücke in den J0% gelöste Feststoffe enthaltenden Zuckersirup
eingetaucht wurden.
Drei Türme mit einer Höhe von 91 cm, 152 cm bzw. 244 cm, die alle einen Durchmesser von 46 cm aufwiesen, wurden
hintereinander angeordnet, wobei der Ausgang des ersten Turms über eine Sirupablaufrinne mit der Oberseite des
zweiten Turms und der Ausgang des zweiten Turms über eine weitere Sirupablaufrinne mit der Oberseite des
dritten Turms verbunden war. Jeder Turm besaß eine eigene Sirupaufbereitungsanlage. Der verbrauchte Sirup
aus den Sirupablaufrinnen, die zum zweiten und zum dritten
Turm führten, wurde zur Bereitungsanlage zurückgeführt
oder für die Rührstrahlen des ersten bzw. zweiten Turms verwendet. 362,9 kg Ananasstücke (I3 mm χ 19 mm χ 25 mm)
wurden auf der Oberseite des ersten Turms über eine Schüttelrinne innerhalb eines Zeitraums von 1215 min (0,298
kg/min) aufgegeben. Während des gleichen Zeitraums wurde
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Zuckersirup der Zusammensetzung 25,0^(G/G) Saccharose
und 11,4$ (G/G) Glucosesirup-53~DE, dessen Temperatur
50 C betrug, von der ersten Sirupbereitungsanlage durch
ein Sprinklersystem mit einer Geschwindigkeit von 9 l/min zur Oberseite des ersten Turms gepumpt. Die Ananasstücke
wanderten den Turm hinab zum trichterförmigen Boden, wo sie durch eine Reihe von Sirupstrahlen gerührt wurden,
die mit einer Geschwindigkeit von 9 l/min mit dem Sirup
gespeist wurden, der von der Sirupablaufrinne über den
zweiten Turm ablief. Das Fruchtgut und der Sirup wurden
von der Unterseite des Turms mit einer Geschwindigkeit
von 18 l/min abgelassen und zur Sirup ab lauf rinne über
dem zweiten Turm gepumpt. Die Verweilzeit eines jeden Fruchtstücks im ersten Turm war ungefähr 200 min. Nach
dieser Zeit traten die Ananasstücke mit einer ähnlichen Geschwindigkeit aus, als sie zugeführt wurden. Der lösliche
Zuckergehalt der austretenden gezuckerten Ananasstücke variierte zwischen 24,0$ und 24,8$ Saccharose
und zwischen 11,1* und 11,8$ Glucose, ausgedrückt als
53-DE-Sirup. Die Konzentration des verbrauchten Sirups
variierte zwischen 21,2Ji und 23,1$ Saccharose und zwischen
12,0Ji und 12,6# Glucose, ausgedrückt als 53-DE-Sirup.
Die teilweise kandierten Ananasstücke, die von der Sirupablaufrinne
über dem zweiten Turm zurückgehalten wurden, wurden direkt in diesen Turm fallengelassen. Die Aufgabegeschwindigkeit
des zweiten Turms betrug deshalb immer noch 0,29δ kg/min. Während eines Zeitraums von 1215 min
wurde Sirup mit einer Zusammensetzung von 38,3$ (G/G)
Saccharose und 17,0$ (G/G) Glucose-Sirup-53 DE, dessen
Temperatur 5O°C betrug, von der zweiten Sirupbereitungs-
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^ι,
anlage über ein Sprinklersystem mit einer GeschinindigkeIt
von 9 1/min zur Oberseite des Turms gepumpt. Während
eines Zeitraums von 330 min wanderten die Ananasstücke
zur Unterseite des Turms. Dort wurden sie mit einer Reihe von Sirupstrahlen gerührt, die mit einer Geschwindigkeit
von 9 l/min eingeführt wurden, wobei der verbrauchte Sirup verwendet wurde, der von der Sirupab laufrinne über
dem dritten Turm erhalten wurde. Das Fruchtgut und der Sirup wurden dann von der Unterseite des zweiten Turms
mit einer Geschwindigkeit von ΐδ l/min abgeführt und zur
Sirupablaufrinne über dem dritten Turm gepumpt. Die Austrittsgeschwindigkeit
der Fruehtstücke aus dem zweiten Turm war 0,317 kg/min, was anzeigt, daß eine leichte
Gewichtszunahme in diesem Turm stattgefunden hatte. Der lösliche Zuckergehalt der austretenden gezuckerten Ananasstücke
variierte zwischen 36»1% und 37,8* Saccharose und
zwischen lotl% und 18,22 Glucose als 53-DE-Sirup. Die
Konzentration des verbrauchten Sirups variierte zwischen 36,92 und 37,5% Saccharose und zwischen 16,8% und
18,32 Glucose, ausgedrückt als 53-DE-Sirup.
Die teilweise kandierten Ananasstücke wurden direkt von der Sirupablaufrinne über dem dritten Turm in diesen
Turm fallengelassen, wobei die Aufgabegeschwindigkeit
zum dritten Turm also 0,317 kg/min betrug, Während der Aufgabezeit von 215 niin vrarde Sirup einer Zusammensetzung
49,9£ (G/G) Saccharose und 21, l£ (G/G) Glucose-Sirup-53-DE,
der eine Temperatur von 500C aufwies, von
der dritten Sirupaufbereitungsanlage durch ein Sprinklersystem mit einer Geschwindigkeit von 9 l/min zur Oberseite
des Turms gepumpt. Während eines Zeitraums von 56Ο min wanderten die Ananasstücke zur Unterseite des
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Turms. Dort wurden sie durch eine Reihe von Sirupstrahlen gerührt, die mit einer Geschwindigkeit von
9 l/mxn eingeleitet wurden und vom dritten Tank für
verbrauchten Sirup gespeist wurden. Das Fruchtgut und der Sirup wurden dann aus dem Turm mit einer Geschwindigkeit
von 18 l/min abgeführt und zu einem Siebsystem über dem Tank für verbrauchten Sirup geführt.
Die Ab laufgeschwindigkeit der Fruchtstücke aus dem dritten
Turm war 0,343 kg/min, was anzeigt, daß eine weitere
Gewichtszunahme im dritten Turm stattgefunden hatte. Der lösliche Zuckergehalt der austretenden kandierten Ananasstücke
variierte zwischen 44,2% und 46,3% Saccharose
und zwischen 27,9% und 21,9% Glucose, ausgedrückt als
5 3-DE-Sirup. Die Konzentration des verbrauchten Sirups lag zwischen 48,0/! und 49,1% Saccharose und zwischen
20,9% und 22,1% Glucose, ausgedrückt als 53-DE-Sirup. Die Fruchtstücke besaßen ein gutes Aussehen und zeigten
keinerlei Anzeichen einer Schrumpfung.
Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 wurden 163,3 kg gewürfelte Zwiebel (13 mm χ
10 mm χ 10 mm) auf die Oberseite des Turms 2 während
eines Zeitraums von 345 min (0,474 kg/min) über die
Schüttelrinne 1 aufgegeben. Anschließend wurden 149,7 kg gewürfelte gelbe Kohlrüben (13 mm χ 10 mm χ 10 mm)
während eines Zeitraums von 365 min (0,405 kg/min)
aufgegeben. Während des gleichen Zeitraums von 710 min
(11 st und 50 min) wurde eine Salzwasserlösung mit einer
Konzentration zwischen 18,7% und 22,0% (G/G) während des Einbringens der Zwiebel und mit einer Konzentration
zwischen Ιό,6% und 17,9% (G/G) während des Einbringens
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der gelben Kohlrüben von der Solebereitungsanlage 3 durch ein Sprinklersystem mit einer Geschwindigkeit
von 9 l/min zur Oberseite des Turms gepumpt. Nach dem Absinken zum trichterförmigen Boden des Turms wurde
das Gemüse durch eine Reihe von Salzwasserstrahlen gerührt. Das Salzwasser wurde mit einer Geschwindigkeit
von 9 l/min aus dem Tank 5 für verbrauchtes Salzwasser eingeführt. Das Gemüse und das Salzwasser
wurden vom Turm unter Verwendung einer Pumpe 4 abgeführt und zu einem Siebsystem über einem Tank 5 gepumpt.
Es dauerte 180 min bis der Turm voll war. Anschließend trat das Gemüse vom Turm mit einer Geschwindigkeit
von 0,412 kg/min (Zwiebel) bzw. 0,431 kg/min (gelbe Kohlrüben) aus. Diese Geschwindigkeiten waren die
gleichen wie die Zuführgeschwindigkeiten, wenn der normale Gewichtsverlust des Gemüses während der
Salzwasserbehandlung berücksichtigt wurde. Der Salzgehalt der fertigen behandelten Zwiebeln variierte zwischen
14,4? und 18,6?. Der Salzgehalt der behandelten gelben Kohlrüben lag zwischen 14,4$ und 15,0?. Die Konzentration
des verbrauchten Salzwassers lag während der Zwiebelbehandlung zwischen 17,7? und 21,5? und während der Behandlung
der gelben Kohlrüben zwischen 15*4? und 16,9?. Die
Fluktuationen in der Salzkonzentration der abfließenden Salzlösung und des Gemüses wurden durch Fluktuationen
in der Konzentration der zulaufenden Salzlösung verursacht.
Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung wurden 210 kg gewürfelte Karotten (10 mm χ 10 mm χ
10 mm), die vorher mit Salzwasser auf einen Salzgehalt von
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ungefähr 21,5? (G/G) gebracht und dann 7-8 min in siedendem
Wasser gekocht worden waren, wobei ein Salzgehalt von ungefähr 8,2? (G/G) entstand, aus einer Schüttelrinne
zur Oberseite des Turms 2 während eines Zeitraums von 375 min (0,56 kg/min) geführt. Während des gleichen
Zeitraums wurde eine Zucker/Salz-Lösung, die zwischen 6,6? (G/G) und 8,3? (G/G) Salz und zwischen 37,2? (G/G)
und 39,6? (G/G) Zucker enthielt, von einer Sirupbereitungsanlage 3 zur Oberseite des Turms mit einer Geschwindigkeit
von 9»5 l/min gepumpt, wobei ihre Temperatur 760C betrug. Die Karottenwürfel wanderten den Turm
hinab zum trichterförmigen Boden. Am Boden des Turms wurde das Gemüse durch eine Reihe von Strahlen aus verbrauchter
Zucker/Salz-Lösung.gerührt, die mit einer Geschwindigkeit
von ungefähr 9,5 l/min aus dem Tank 5 für verbrauchte Lösung hergeführt wurde. Das Gemüse und die
Zucker/Salz-Lösung wurden dann von der Unterseite des Turms mit einer Geschwindigkeit von 19 l/min unter Verwendung
der Pumpe 4 abgeführt. Die Karottenwürfel und die Zucker/Salz-Lösung wurden über den Tank 5 zu einem
Siebsystem gepumpt. Das Füllen des Turms dauerte 120 min. Nach dieser Zeit traten Karotten aus dem Turm mit einer
Geschwindigkeit von 0,45 kg/min aus. Diese Geschwindigkeit war in etwa die gleiche wie die Zuführgeschwindigkeit,
wenn der normale Gewichtsverlust während des heißen Sirupbehandlungsverfahrens in Betracht gezogen wurde. Der Salzgehalt
der fertigen Karotten lag zwischen 6,6% (G/G) und 7,8? (G/G), während ihr Zuckergehalt zwischen 3513? und
37,8? variierte. Der Salzgehalt der verbrauchten Lösung variierte zwischen 6,5? und 8,2? (G/G) und ihr Zuckergehalt
variierte zwischen 34,6? und 39,4? (G/G).
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Leerseite
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur kontinuierlichen Imprägnierung eines Nahrungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die zu imprägnierenden Nahrungsmittelstücke in eine konzentrierte Lösung eines Imprägnierungsmittels eingetaucht werden, wobei diese Stücke zunächst in der Lösung schwimmen und, während sie sich in der Lösung befinden, entlang eines Strörr.ungswegs zu einer Abtrennzcne geführt werden, wo die Imprägnierungsmittellösung mit einer größeren Geschwindigkeit nach unten fließt als die Fließgeschwindigkeit des Nail rungs mit te Is, wodurch solche Stücke des Nahrungsmittels, die durch Absorption der gewünschten Menge Imprägnierungsmittel ausreichend von ihrem Auftrieb in der umgebenden Imprägnierungsmittellösung verloren haben, kontinuierlich von NahrungsmitteIstücken getrennt werden, die weniger als die gewünschte Henge Imprägnierungsmittel absorbiert haben.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung in einem Turm durchgeführt wird, der an der Oberseite mit den Nahrungsmittelstücken und mit der Imprägnierungsmittellösung beschickt wird, während Nahrungsmittelstücke mit geringerem Auftrieb und Imprägnierungsmittellösung kontinuierlich von der Unterseite des Turms abgeführt werden.3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittelstücke und die Imprägnierungsmitte!lösung gesondert zur Oberseite des Turms ge-709831/0597262194führt werden und daß soviohl die Imprägnierung der iiahrungsmittelstücke als auch die Abtrennung der ilahrungsmittelstücke mit niedrigerem Auftrieb von denjenigen mit höherem Auftrieb in diesem Turm bewirkt wird.4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit der Iiahrungsmittelstücke zur Strömungsgeschwindigkeit der Imprägnierungsmittellösung im Bereich von 10:1 bis 40:1 liegt.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bewegen des Nahrungsmittels auf oder in der Nähe des Bodens des Turms verwendet wird.ο. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung Strahlen aus verbrauchter Imprägnierungsmittellösung abgeben.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis von Impragnierungsmittellösung, die an der Oberseite des Turms eingeführt wird, zum Volumen der Imprägnierungsmittellösung, die zum Bewegen verwendet wird, im Bereich von 2:1 bis 1:2 liegt.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte Nahrungsmittel zusammen mit Impragnierungsmittellösung durch eine Nahrungsmittelpumpe aus dem Turm abgeführt wird.703831/05979. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis δ, dadurch gekennzeichnet, dai? das imprägnierte Nahrungsmittel von der Imprägnierungsmittellösung abgetrennt wird und letztere mit Imprägnierungsmittel angereichert und wieder für die Imprägnierung verwendet wird.10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnierungsmittellösung Salzwasser verwendet wird.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß aie Konzentration an Natriumchlorid in der Imprägnierungsmittellösung 13 bis 26 Gew.-/a beträgt.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß aie Konzentration an natriumchlorid in der Imprügnierungsmittellösung zwischen 22 und 26 Gew.-3 beträgt.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel aus einen. Gemüse besteht.1*·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, caf*· die Imprägnierungsmittellüsung aus einen. Girup besteht.15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Irrprägnierungsitittellüsurig aus einem Saccharose sirup besteht.Iu. Verfahren nach einem der Ansprüche lh oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Iiriprägnierungs«709831 /0597mittels im Sirup 55 bis 75 Gew.-% beträgt.17· Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel aus Früchten besteht.18. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: eine Leitung, durch welche die zu imprägnierenden Nahrungsmittelstücke zusammen mit Imprägnierungsmittellösung entlang eines Strömungswegs geführt werden, wobei diese Leitung mit dem Einlaß eines Abtrennbehälters verbunden ist und wo bei dieser Abtrennbehälter mit einem Auslaß für imprägnierte NahrungsmitteIstücke und Imprägnierungsmittellösung versehen ist und dieser Auslaß beim Betrieb unterhalb des erwähnten Einlasses liegt, eine Einrichtung für die Überführung der imprägnierten Nahrungsmittelstücke und der Lösung aus dem Auslaß zu einer Flüssig-Fest-Trennvorrichtung, eine Einrichtung für die Überführung der Flüssigkeit von der erwähnten Trennvorrichtung zu einer Einrichtung für den Zusatz weiteren Imprägnierungsmittels zur Lösung, um die darin herrschende Konzentration zu erhöhen, und eine Einrichtung für die Überführung der Lösung mit erhöhter Konzentration zum Eintritt der erwähnten Leitung.19. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung und der Abtrennbehälter aus einem einzigen Turm bestehen.709831/059720. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm mit einer Einrichtung zum Rühren der Nahrungsmittelstücke und der Lösung in der Nachbarschaft des Austritts der Abtrennzone ausgerüstet ist.21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühreinrichtung aus Düsen besteht, die in der Nachbarschaft des Austritts angeordnet sind und durch welche Imprägnierungsmittellösung in den Abtrennbehälter eingespritzt werden kann.709831/0597
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