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Verfahren und Vorrichtung zum Kochen von animalischem Rohmaterial
, insbesondere Fisch oder Fischmasse Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Kochen von animalischem Rohmaterial, insbesondere Fisch oder Fischmasse.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Bei der Herstellung von Fischöl und Fischmehl wird der Fischrohstoff
gekocht, gepreßt und getrocknet, und die ausgeschiedene Flüßigkeit zur Abscheidung
von öl geschleudert. Bisher bekannte, zum Kochen benutzte Kocher, bestehen im allgemein
aus einem horizontal angeordneten Mantel mit zylindrischer Innenform, in dessen
Inneren eine Förderschranke eingebaut ist, die ununterbrochen die Masse vom Einlaßende
zum Ausgabeende fördert. Die Erwärmung erfolgt in erster Linie durch indirekten
Dampfzufuhr, d.h. Zufuhr von Dampf zu einem Dampfmantel am Kochermantel und zur
Förderschranke.
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Durch die NO-PS 128 799 ist ein kontinuierlicher Kocher bekannt,
der aus einer geraden Anzahl senkrecht neben einander angeordneter und in Reihe
mit einander verbundener Kochersektionen besteht, die mit je einem Rotor versehen
sind.
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Bei solchen, für ununterbrochenen Dauerbetrieb vorgesehenen Kochern
mit Beheizung der zum Kochen bestimmten Masse mit Hilfe des erhitzten Rotors, wird
die Oberflächentemperatur
des Rotors verhältnismäßig hoch sein,
z.B. etwa 160-1700C. Dadurch wird bei Kochern dieser Art ein relativ ungleichmäßiges
Kochen des animalischen Materials erhalten, wobei gleichzeitig Heizflächen dazu
neigen durch festgebrannte Ablagerungen vom Rohstoff zugedeckt zu werden. Ein solches
Festbrennen in Verbindung mit dem verhältnismäßig komplizierten Aufbau solcher Kocher
führt zu großen Problemen in Zusammenhang mit der Reinigung der Vorrichtung. Außerdem
wird der an den Heizflächen festgebrannte Belag zu einer wesentlichen Herabsetzung
der Wärmeübertragung führen.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Kochen von animalischem Rohmaterial zu schaffen, bei denen die obengenannten
Nachteile entfallen.
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Anders ausgedrückt, ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welchen ein gleichmäßiges Kochen des Materials
bei einer Timperatur erreicht wird, die unterhalb etwa 1000C liegt, jedoch zum Koagulieren
der im Rohstoff vorhandenen Proteinstoffe hinreichend ist. Gleichzeitig sollen die
meisten Nährstoffe und Vitalstoff im Material eine möglichst kleine Veränderung
erleiden. Außerdem ist es ein Zweck der Erfindung eine zur Durchführung des Kochvorganges
verwendbare Vorrichtung zu schaffen, die eine einfache und wenig aufwendige Herstellung
sowie auch einen hygienischen Betrieb und eine leichte Reinigung zuläßt.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
das animalische Material von einem Vorrat durch einen vorzugsweise senkrechten,
zylinderischen Reaktor gepumpt wird, in einem unteren Heizbereich des Reaktors durch
erwärmte Flüßigkeit beeinflußt wird um eine Temperatur zu erhalten, die zur Einleitung
des Koagulierens der im Material vorhandenen Proteine hinreichend hoch ist, und
in einem oberhalb des Heizbereiches liegenden Bereich des Reaktors weitergefördert
wird, und zwar mit gleichbleibender oder schwach fallender T'emperatur zum weiteren
vollständigen Auskoagulieren von Proteinen.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen vorzugsweise senkrechten, zylindrischen Reaktor
mit einem unteren
Heizbereich und einem darüberliegenden Auskoagulierbereich,
eine Pumpe zum Pumpen des Materials durch den Reaktor hinauf und im unteren Heizbereich
des Reaktors angeordnete Siebgürtel aufweist, die zur Zufuhr und zum Ablaßen angewärmter
Flüßigkeit dienen, die dem Material eine zur Einleitung des Koagulierens der Proteine
hinreichende Temperatur erteilen, wobei das erhitzte Material im oberen Reaktorbereich
zum weiteren und vollständigen Koagulieren der Proteine mit gleichmäßiger oder schwach
fallender Temperatur weitergefördert wird.
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In einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung
sind in den Zuleitungen zu den Siebgürteln Ventile angeordnet, die zur Steuerung
der Strömungsrichtung der abgewärmten Flüßigkeit durch die Siebgürtel dienen, wobei
die Flüßigkeit in einem Teil des Heizbereiches in Mitstrom und in einem anderen
Teil des Heizbereiches in Gegenstrom durch das Material hindurchfließt. Die Ventile
sind vorzugsweise durch Steuerorgane zur Umkehr der Strömungsrichtung durch die
Siebgürtel beeinflußbar.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die eine bevorzugte Ausführung der Vorrichtung
nach der Erfindung zeigt.
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Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem langgestreckten, rohrförmigen
senkrechten Reaktor 1 mit im wesentlichen glatter Innerfläche. Am unteren Ende des
Reaktors ist eine Förderpumpe 2 für die Zufuhr des zu kochenden animalischen Materials
angeordnet, das aus einem nicht dargestellten Behälter durch eine Zuleitung 3 der
Pumpe zugeführt wird.
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Die Forderpumpe 2 kann z.B. eine Verdrängungspumpe mit exzentrischem
Rotor und mit einer schwenkbaren Klappe zwischen Eintritt und Austritt sein, oder
sie kann eine Ausführung haben wie sie in der offengelegten norwegischen Patentanmeldung
Nir. 74 2174 beschrieben ist. Solche Pumpen geben der ungekochten Masse einen nahezu
stetigen Vorschub und sorgt somit für eine Förderung des Materials in der Form eines
Massenstranges mit sehr gleichmäßiger Geschwindigkeit durch den Reaktor hindurch.
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In der Zeichnung bezeichnet 4 einen Wärmeaustauscher.
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Durch ein Rohr 5 vom Wärmeaustauscher 4 strömt heiße Kochflüßigkeit
zu
einem Verteilerrohr 6, an den am oberen Ende ein Rohrstutzen 7, am mittleren Teil
ein Rohrstutzen 8 und am unteren Teil ein Rohrstutzen 9 angeschloßen ist. Die Rohre
7, 8 und 9 sind an je ein steuerbares Schieberorgan 1O, 11 bzw. 12 angeschloßen.
Jedes der Schieberorgane hat einen Hebel 10a, 11a bzw. 12a, der in eine mit voll
ausgezogenen Linien gezeichnete erste Position B und in eine mit gestrichelten Linien
gezeichnete zweite Position A eingestellt werden kann. Das obere Schieberorgan 10
ist über einen Rohrstutzen 13 mit einem oberen ersten Siebgürtel 14 verbunden, der
einen oberen Teil des Reaktors umschließt. Ähnlich ist das mittlere Schieberorgan
11 über einen Rohrstutzen 15 an einen breiteren Siebgürtel 16 am mittleren Teil
des Reaktors 1, und das untere Schieberorgan 12 über einen Rohrstutzen 17 an einen
unteren Siebgürtel 18 angeschloßen.
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In der Zeichnung ist auch ein Sammelrohr 18' gezeigt, das durch ein
kurzes Rohrstück 19 mit dem oberen Schieberorgan 10, durch ein zweites Rohrstück
20 mit dem mittleren Schieberorgan 11 und durch ein drittes Rohrstück 21 mit dem
unteren Schieberorgan 12 verbunden ist.
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Die Kochflüßigkeit wird im Wärmeaustauscher 4 auf beispielsweise
90-95°C geheizt. Die Erhitzung erfolgt mittels eines durch eine Leitung 22 zugeführte
Dampfes, dessen Kondensat durch eine Leitung 23 am unteren Teil des Wärmeaustauschers
4 abgezapft wird. Die erhitzte Kochflüßigkeit vom Värmeaustauscher 4 wird mit Hilfe
einer unten am Wärmeaustauscher 4 angeordneten Förderpumpe 24 in das Verteilerrohr
6 gepumpt. Durch die Schieberorgane 10, 11 und 12 wird die Kochflüßigkeit vom Verteilerrohr
6 in einer von zwei verschiedenen Weisen dem Reaktor 1 zugeführt bzw. davon abgeführt.
Wenn die Schieberhebel 1Oa, 11a und 12a der jeweiligen Schieberorgane in der in
der Zeichnung mit voll ausgezogenen Linien gezeigten Position B eingestellt ist,
wird die Kochflüßigkeit dem Reaktor 1 durch das obere Schieberorgan 10 und den oberen
Siebgürtel 14 sowie durch das untere Schieberorgan 12 und den unteren Siebgürtel
18 zugeführt. Die Kochflüßigkeit strömt vom oberen Siebgürtel i bzw. vom unteren
Siebgürtel 18 zum mittleren, breiteren SnebgieirteR 16, w0 sie den Reaktor 1 durch
das Schebeorgan 11 -rläßt und durch das Rohrstück 59 in das saRmel rohr 13' geleitet
Tz7ird.
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In der zweiten Position A der Schieberhebel 10a, 11a und 12a wird
die Kochflüßigkeit durch das Verteilerrohr 6 über das Rohrstück 8, das Schieberorgan
11 und den breiteren Siebgürtel 16 dem Reaktor 1 zugeführt. Im Bereich des Siebgürtels
16 wird ein Teil der Kochflüßigkeit in Mitstrom mit dem sich dauernd vorschiebenden
Massenstrang zum Bereich des Siebgürtels 14 fließen, von wo aus dieser Teil der
Kochflüßigkeit über den Rohrstutzen 13, das Schieberorgan 10 und das Rohrstück 19
aus dem Reaktor 1 abgeführt und dem Sammelrohr 18' zugeführt wird. Die restliche
Kochflüßigkeit im Bereich des breiten Siebgürtels 16 fließt in Gegenstrom zum vorgeschobenen
Massenstrang im Reaktor 1 und wird im Bereich des unteren Siebgürtels 17 über den
Rohrstutzen 16, das Schieberorgan 12 und das Rohrstück 21 aus dem Reaktor 1 abgeführt
und dem Sammelrohr 18' zugeführt. In beiden Positionen A und B der Schieberhebel
10a, 11a und 12a wird Kochflüßigkeit in einem Bereich des Reaktors 1 in Gegenstrom
zum Massenstrang und in einem anderen Bereich in Mitstrom mit dem Strang fließen.
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Bei Umlenkung des Flüßigkeitsstromes durch die Siebgürtel löst sich
der auf den Siebplatten der Siebgürtel beim Kochvorgang gebildete Belag ab um mit
dem Massenstrang zusammen durch den Reaktor 1 weitergefördert zu werden.
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Die Häufigkeit des Wechsels der Flüßigkeitsströmung kann der Neigung
des Rohstoffes zum Verstopfen der Siebplatten angepaßt werden. Die Steuerung der
Schieberorgane kann aber auch automatisch mit Hilfe von Regelorganen vorgenommen
werden, die den Druck der zuströmenden Waschflüßigkeit im Siebgürtelbereich oder
den Druckunterschied über die Siebplatten abtasten, dem druckempfindliche-Organe
zugeordnet sind, die einen Impuls zum Regeln bzw. Umsteuern der Schieberorgane abgeben,
wenn der Druck einen im Voraus festgelegten maximalen Grenzwert übersteigt.
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Zweckmäßig kann man die Schieber so anordnen, daß sie umgesteuert
werden, wenn der festgelegte Überdruck bei einem oder mehreren der druckempfindlichen
Organe vorhanden sind.
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Am Reaktor 1 sind auch zwei ringförmige Einspritzdüsen 25 und 26
vorgesehen. Diese sind an eine gemeinsame Zufuhrleitung 27 angeschloßen. Durch diese
Leitung 27 wird vorgewärmtes,
vom Vorratsbehälter des animalischen
Materials abgeschiedenes Abwasser dem Reaktor 1 zugeführt. Das Abwasser, oder falls
das Material Fisch oder Fischrohstoff ist, das Blutwasser wird bis zu einer Temperatur
vorgevärmt, die nicht so hoch sein darf, daß der Koagulierungsvorgang eingeleitet
wird. Wenn das Blutwasser in den Reaktor 1 hineinkommt, werden die in dem Blutwasser
vorhandenen koagulierbaren Stoffen koagulieren, sich auf den sich im Vorschub befindlichen
Massenstrang niederschlagen, und mit diesem durch den Reaktor 1 befördern laßen.
Ein angemessenes Verhältnis zwischen der dem Reaktor 1 durch das Rohr 3 und die
Pumpe 2 zugeführten Menge Fisch oder Fischmasse einerseits, und der durch das Zuleitungsrohr
27 und die Düsen 25 und 26 zugeführten Menge Blutwasser andererseits, dürfte etwa
80% Fischmasse und 20% Blutwasser sein. Dieses Verhältnis mag natürlich varieren,
und zwar abhängig von der Konsistenz der Masse und der im Vorrat vorhandenen Materialmenge.
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Überschüßiges Blutwasser, d.h. Blutwasser, das nach dem Kochen keine
koagulierbaren Stoffe beinhaltet, wird zusammen mit der durch die Siebgürtel 14
und 17, bzw. den breiteren Siebgürtel 16 zugeführten und während des Kochvorganges
mit dem Blutwasser vermischten Kochflüßigkeit dem Reaktor 1 entnommen und zum Sammelrohr
18' geleitet. Vom Sammelrohr 18' wird ein Teil der gebrauchten Kochflüßigkeit zu
einem Zentrifugalreiniger 28 geleitet, wo die feinen, durch die Siebe durchgegangenen
Partikelchen entfernt werden. Vom Zentrifugalreiniger 28 wird die Kohcflüßigkeit
durch die Umlaufpumpe 24 zum Värmeaustauscher 4 zurückgefördert, um nochmals erwärmt
und an den Reaktor 1 zurückgefördert zu werden. Der überschüßige Teil der Kochflüßigkeit
wird über eine am unteren Teil des Sammelrohres 18' angeschloßene Rohrleitung 29
zu einer nicht gezeigten Kläranlage geleitet, um dort einer vom beschriebenen Verfahren
getrennten Bearbeitung unterzog-en zu werden.
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An den Värmeaustauscher 4 sind ein unteres Zuführungsrohr 30 und
ein oberes Rohr 31 angeschloßen, die der Zufuhr bzw.
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dem Abfluß von Reinigungsflüßigkeit zur Reinigung des Wärmeaustauschers
4 dienen.
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In der Zeichnung ist noch ein Rohrstück 32 am unteren
Ende
des Verteilerrohres 6 für die Verbindung des Verteilerrohres 6 mit dem Sammelrohr
18' gezeigt. Im Rohrstück 32 kann zweckmäßig ein in Abhängigkeit der jeweils eingenommenen
Positionen der Schieberhebel 1Oa, 11a und 12a sich öffendes und schließendes Drosselventil
angeordnet werden. Wenn die Schieberhebel die Position A einnimmt und die Kochflüßigkeit
dem Reaktor 1 nur durch den breiteren Siebgürtel 16 zugeführt wird, ist es zweckmäßig,
einen kleinen Umlauf von Kochflüßigkeit im Verteilerrohr 6 unterhalb des Bereiches
des Rohrstückes 8 vorzusehen, so daß, wenn die Schieberhebel in die Position B zurückgestellt
werden, immer noch Kochflüßigkeit bei genügend hoher Temperatur im Bereich des Rohrstückes
32 vorhanden sein wird, um ein ungestörtes Kochen der Masse im Reaktor, insbesondere
im Bereich des Siebgürtels 18, zu gewährleisten.
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Der erwünschte pH-Jert der Kochflüßigkeit kann durch geeignete Instrumente
und Dosierungsgeräte eingestellt werden.
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Der Einfachheitshalber sind diese Vorrichtungen in der Zeichnung nicht
gezeigt. Im oberen Teil des Reaktors 1 kann zweckmäßig ein zusätzlicher Siebgürtel
33 angeordnet sein, dessen Siebwirkung nach Bedarf eingestellt werden kann. Der
Zweck des Siebgürtels 33 ist, falls die gekochte Masse, die aus der Kochzone des
Reaktors 1 herausgeführt wird, eine verhältnismäßig weiche Konsistenz hat, die überschüßige
Flüßigkeit aufzufangen und abzuleiten, gegebenenfalls an eine Kläranlage oder zum
nochmaligen Umlauf zusammen mit der übrigen Kochflüßigkeit.
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Der Kocher nach der Erfindung kann selbstverständlich in zahlreichen
anderen Weisen als die oben beschriebene ausgeführt werden, ohne daß dadurch der
Rahmen der Erfindung überschritten wird. Z.B. kann die Anzahl der Siebgürtel unter
Beibehaltung des Hauptprinzipes des Kochers geändert werden, d.h.
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so, daß die Masse teils in Gegenstrom, teils in Mitstrom zu einer
durch einen dampferhitzten Wärmeaustauscher in einem äußeren Kreislauf geheizten
Kochflüßigkeit durch den senkrecht angeordneten Reaktor hindurchgepumpt wird. Selbstverständlich
kann auch die Menge der zugeführten Kochflüßigkeit durch Änderungen der Beaufschlagung
der Schieberorgane reguliert werden.
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Im Reaktor 1 strömt die Kochflüßigkeit hauptsächlich
durch
die Heizzone, die den größten Teil der Länge des Reaktors 1 beansprucht. Durch den
restlichen Teil des Reaktors, d.h. im Bereich oberhalb des oberen Siebgürtels 14,
wird die Masse mit nahezu gleichmäßiger oder schwach abfallender Temperatur zum
vollständigen Koagulieren der flüßigen Proteinstoffe gefördert.
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Dem oberen Ende des Reaktors 1 ist ein Förderrohr 34 angemessener
Größe nachgeschaltet, durch welches die Masse aus dem Reaktor 1 herausgefördert
wird.
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Das dem Rohmaterial oder dem Fisch während der Lagerung durch Absieben
entnommene Abwasser oder Blutwasser kann, wie oben erwähnt, als Kochflüßigkeit verwendet
werden, jedoch kann bei Inbetriebenahme der Anlage oder bei besonders trockener
Fischmasse, der Kochflüßigkeit Leimwasser, z.B. aus anderen Vorgängen, oder auch
frisches Wasser beigefügt werden.
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Die Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung
können wie folgt Punktweise zusammengefaßt werden: 1. Das System ergibt einen einfachen
und leicht regelbaren Kocher für Masse für den Dauerbetrieb im Durchlaufverfahren
mit definierten Prosessparameteren, wie Geschwindigkeit, Menge, Temperatur u.s.w.
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2. Das Kochervolumen wird voll ausgenützt.
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3. Der Masse wird eine gleichmäßige Erwärmung bei verhältnismäßig
mäßiger Temperatur erteilt, was minimale Entwertung der Nahrungsmittel im Rohstoff
durch die Värmebehandlung bedeutet.
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4. Keine direkte Berührung von Masse mit heißen Flächen sehr hoher
Temperatur, und somit kein Festbrennen von Rohstoff an den verschiedenen Stellen
der Vorrichtung.
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5. Der Aufbau der Vorrichtung ist einfach und wirtschaftlich, da
der Reaktor keine beweglichen Teile aufweist.
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6. Wegen der guten Ausnützung des Kochervolumens und der senkrechten
Aufstellung des Reaktor, ist der Platzbedarf der Vorrichtung bescheiden.
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7. Die Vorrichtung ermöglicht eine einfache und zuverläßige Regelung
des pH-Wertes der Kochflüßigkeit um dadurch ein effektives Koagulieren und günstige
Voraussetzungen für die später erfolgende Entfernung von Fett, öl und Wasser zu
verwirklichen.
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8. Wegen der einfachen geometrischen Form der Teile der Vorrichtung
ist diese einfach zu reinigen.
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9. Die Vorrichtung ist ein Teil eines von der Umwelt abgeschloßenen
Systems, was eine minimale Verbreitung von Geruchstoffen verursacht.
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Obwohl in der Beschreibung die in Fachkreisen gewöhnlichen Ausdrücke
"Kochen" und "Kocher" benutzt sind, werden beim "Kochen" nach der Erfindung verhältnismäßig
niedrige Temperaturen bis zu etwa 400C hinunter benutzt, und eine solche Värmebehandlung
ist selbstverständlich im Ausdruck "Kochen" inbegriffen.