DE2817454A1 - Verfahren zum schnellen gefrieren von lebensmitteln und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum schnellen gefrieren von lebensmitteln und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2817454A1 DE19782817454 DE2817454A DE2817454A1 DE 2817454 A1 DE2817454 A1 DE 2817454A1 DE 19782817454 DE19782817454 DE 19782817454 DE 2817454 A DE2817454 A DE 2817454A DE 2817454 A1 DE2817454 A1 DE 2817454A1
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Description

Verfahren zum schnellen Gefrieren von Lebensmitteln und Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das schnelle Gefrieren von flüssigen oder pasteusen Lebensmitteln für den industriellen Gebrauch und für die Herstellung von Produkten, die für den Haushaltsverbrauch bestimmt sind, und betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Stand der Technik werden die dickflüssigen oder viskosen Lebensmittelprodukte oder -flüssigkeiten in Behältern unterschiedlichen Volumens gefroren, und zwar von 250 ml beispielsweise für konzentrierte Fruchtsäfte bis 10 oder 20 1 für Eigelb in Behältern aus Kunststoff oder anderen Materialien und sogar bis 30 oder 50 1 für in Plastikbeuteln verpackten Orangensaft.
Das Gefrieren in Flocken oder Platten durch gekühlte Zylinder oder durch eine Maschine zum Verfestigen und Zerteilen einer Schmelze in Schuppen ist nicht auf die in Rede stehenden Produkte angepaßt, es eignet sich nur für Flüssigkeiten geringer Viskosität, wie z.B. Wasser. Die Lebensmittelprodukte und -flüssigkeiten, die viskos sind, werden also gemäß der Technik für das Gefrieren in Blöcken behandelt.
Das Gefrieren in Blöcken von viskosen Lebensmittelprodukten und -flüssigkeiten nach der derzeitigen, industriellen Praxis bietet mehrere Nachteile. In allen Fällen wird das der Gefrierbehandlung unterzogene Produkt in einer Verpackung verpackt. Jede Verpackung ist teuer und dies umso mehr, je kleiner das einzelne Volumen ist.
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Andererseits erfolgt das Gefrieren oder Auftauen langsam. Somit verlangt das Gefrieren von Orangensaftbeuteln im Block von 30 bis 50 1 einen Aufenthalt in einer Kühlkammer von 24 bis 48 Stunden und das für Eier in einem Behälter von ungefähr 48 Stunden. Während dieser langen Gefrierzeiten unterliegen die Lebensmittel dem Risiko, daß sie sich im Verlaufe dieser Betriebsdauer verändern. Beim Auftauen kann die Erhöhung der Auftaugeschwindigkeit Überhitzungen mit sich bringen und eine Beeinträchtigung der Qualität des Produktes hervorrufen, wenn es sich z.B. um das Auftauen eines Suppenblockes mit Hilfe der üblichen Küchenmittel handelt.
Außerdem ist es notwendig, einen ganzen Block aufzutauen; denn es ist schwierig, diesen aufzuteilen, wodurch eine praktische Benutzung kleiner Produktmengen verhindert wird. Aus demselben Grund sind Mischungen von Produkten in gefrorenem, festem Zustand nicht möglich, während diese Technik verwendet werden müßte, um unterschiedliche Dosierungen von Endprodukten oder zu überführenden Produkten durchzuführen.
Es ist ein Verfahren gefunden worden, mit welchem die Möglichkeit gegeben ist, diese Nachteile des Gefrierens in Blöcken abzustellen. Dieses neue Verfahren, welches zur Erlangung von fast sofort in Granalien gefrorener Produkte führt, ist für industrielle Anwendungen und für Fabrikationen für den Haushaltsgebrauch anwendbar.
Das schnelle Gefrieren unter gleichmäßigen und hervorragenden Kühlbedingungen bedeutet eine Garantie für den Verbraucher. Die Darbietung in Form von gefrorenen Lebensmittelproduktteilchen gibt dem Endverbraucher die Möglichkeit, nur die für die
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unmittelbareVerwendung bestimmten Mengen herauszunehmen,und stellt ebenso ein schnelles Auftauen sicher, wodurch jegliche Qualitätsveränderung ausgeschaltet ist. Somit kann der Benutzer die für die Aufbereitung eines Glases Fruchtsaft notwendigen Mengen an gefrorenem Orangensaft herausnehmen, und sobald dieser mit Wasser verdünnt ist, kann er das Getränk für die Benutzung verbrauchen. Im Falle des Gefrierens einer Orangensaftdose im Block muß der Verbraucher ungefähr 2 Stunden warten, bis der Saft flüssig ist, die normale Dauer des Auftauens des Inhaltes einer Dose. Ebenso werden die Nachteile des Auftauens von Suppen in Blöcken ausgeschaltet.
Die neue Technik erlaubt das Vermischen unterschiedlicher Bestandteile in gewünschten Verhältnissen. Man kann die Fruchtsaftgemische und die Konzentrate und Pürees zahlreicher Früchte und Gemüse ebenso verwirklichen wie die Herstellung von Suppen auf der Basis verschiedener Beigaben.
Gemäß dem Verfahren zum schnellen Gefrieren von Lebensmitteln durch Vermishen mit Kohlensäureschnee vermischt man das Lebensmittel mit dem Kohlensäureschnee im Überschuß. Gemäß einem Merkmal der Erfindung bildet man in situ ein Kohlenstoffdioxidschneebett, welches durch Umrühren zerteilt wird, und dann bringt man das Lebensmittel in flüssigem oder pasteusem Zustand mit diesem Bett aus Kohlendioxidteilchen zusammen, wobei das Gemisch in Berührung mit dem Kohlendioxidschnee bis zur Bildung von Granalien dieses Lebensmittelsproduktes zerteilt wird.
Entsprechend der Viskosität kann das zu gefrierende Lebensmittel in großer Menge eingeführt v/erden, und sein Zerteilen erfolgt in Berührung mit dem Kohlendioxidschneebett durch die
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Kontaktwirkung. Ebenso kann es über dem Kohlensäureschneebett zerteilt werden.
Der Kohlendioxidschnee und das Lebensmittel werden kontinuierlich eingeführt, wobei gleichzeitig und ebenfalls kontinuierlich das gefrorene Produkt und das gasförmige Kohlendioxid abgezogen wird, welches aus der Sublimation des Kohlendioxidschnees stammt.
Die Sublimation des festen Kohlensäureschnees in Berührung mit dem viskosen flüssigen Produkt ist sehr wichtig. Das Gefrieren des Lebensmittels erfolgt äußerst schnell, und die Lebensmittelflüssigkeit speist die schon gefrorenen Teilchen, die sich in der Umrührzone befinden. Das Produkt schafft die Möglichkeit, daß man in Granalien veränderlicher Abmaße separierte Teilchen erhält, wobeijder Durchmesser der Granalien zwischen 5 und 15 mm beträgt.
Das gasförmige Kohlendioxid, welches von der Sublimation des Kohlendioxidschnees stammt, kann nach Kompression und Verflüssigung durch Unterkühlung und dann Entspannung rezykliert werden.
Die Berührungszeit des mit dem Schnee des Kohlendioxids zu überfrierenden Produktes und die Umrührgeschwindigkeit sind von der für die Teilchen gesuchten Größe abhängig. Es ist also möglich, den Durchmesser der Granalien dadurch zu verändern, daß man auf die Zeit der Berührung oder auf die Misch- bzw. Durcharbeitungsgeschwindigkeit einwirkt: Die Teilchen sind größer, wenn die Kontaktzeit wächst, und sie sind feiner, wenn das Umrühren schneller geht und umgekehrt. In vorteilhafter
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Weise beträgt die Kontaktzeit in der Größenordnung von einigen Minuten, vorzugsweise zwischen 1 und 10 Minuten. Eine Steigerung der Mischgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1 auf 2 hat eine empfindliche Rückwirkung auf den Durchmesser der Granalien. Mit einer linearen Geschwindigkeit der Umrührorgane von 0,80 m/Sek. erhält man Teilchen von 10 bis 15 mm, und mit einer doppelten Geschwindigkeit von 1,60 m/Sek. kommt man zu Teilchen, die kleiner als 5 bis 10 mm sind. Man wählt eine Geschwindigkeit zwischen 0,3 und 2 m/Sek. aus.
Die Abmaße der Granalien sind auch von der Viskosität des zu gefrierenden Produktes abhängig. Die Granalien sind groß und unregelmäßig, wenn das Produkt eine erhöhte Viskosität hat. Diese Abmessungen sind auch abhängig von der Fähigkeit des Produktes zu gefrieren. Die Körner sind klein, wenn das Produkt schwierig zu gefrieren ist. Das Verfahren ist anwendbar auf einen ausgedehnten Viskositätsbereich von den wäßrigen Produkten mit schwacher Viskosität bis zu den Produkten mit erhöhter Viskosität, die 60 Poise erreichen kann. Wenn die viskose Flüssigkeit gefroren ist, reduziert sich der Wärmeaustausch mit dem Kohlensäureschnee auf einen Austausch zwischen Feststoffen, und es ist möglich, eine große Temperaturdifferenz zwischen dem Kohlensäureschnee und den Körnern des gefrorenen Produktes zu erhalten. Obgleich die Sublimationstemperatur des Kohlendioxids -78,9° C ist, können die Körner des gefrorenen Lebensmittels nach der Stabilisation der Tempertur bei Temperaturen von -70 bis -18° C beispielsweise abgezogen werden, welches den gewöhnlichen Konservierungstemperaturen beim Gefrieren entspricht.
Der Durchsatz des zu gefrierenden Produktes ist wichtig und variiert in Abhängigkeit von der Viskosität der zu gefrierenden
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Flüssigkeit, wobei sich der Durchsatz vermindert, wenn sich die Viskosität erhöht. Mit wäßrigen Produkten ist es möglich, 10 1 pro Stunde pro Liter Kapazität der Mischapparatur zu gefrieren, beispielsweise 250 1/Std. für eine Mischvorrichtung mit einer Kapazität von 25 1. Der große Durchsatz bringt es mit sich, daß die Abnutzung oder der Abrieb des gefrorenen Produktes während des Betriebes schwach ist.
Der in dem Verfahren verwendete Kohlensäureschnee kann durch Entspannen von flüssigem Kohlendioxid erzeugt werden. Die Entspannung liefert gasförmiges Kohlendioxid und Kohlensäureschnee.
Man kann die Verwendung von gasförmigem Kohlendioxid im geschlossenen Kreislauf mit Hilfe einer Verflüssigungsanlage in Aussicht nehmen. Diese Wiederverflüssigung erfolgt in klassischer Weise durch Kompression in zwei Stufen, z.B. bis auf 20 bar, dann Kühlung auf -20° C durch eine klassische Kühlanlage mit einem Kühlfließmittel, wie z.B. Ammoniak oder fluoridierter Kohlenwasserstoff.
Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann man mit einer ergänzenden, regulierten Anlieferung von zu gefrierendem Produkt arbeiten. Diese Produktzufuhr ist dazu bestimmt, den Kohlendioxidschnee im Überschuß zu sublimieren und die Temperatur der Granalien des gefrorenen Produktes vor ihrer Extraktion zu erwärmen. Die Zufuhr wird durch die ausgewählte Extraktionstemperatur reguliert. Diese Zufuhr von zu gefrierender Flüssigkeit kann durch Pulverisierung oder Zerstäubung erfolgen, wenn es die Viskosität des Produktes erlaubt, sei es die Zerstäubung der Flüssigkeit allein oder der durch das Kohlenstoffgas unter Druck zerteilten Flüssigkeit.
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Das Gefrierverfahren durch Umrühren des zu gefrierenden, viskosen Produktes wird in mindestens einer Zone durchgeführt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Umrühren des Produktes in drei Zonen.
In der ersten Zone, der Gefrierzone, stellt man durch Umrühren das Gefrieren des viskosen Lebensmittelflüssigkeit in Kontakt mit Kohlensäureschnee sicher. Der ankommende Durchsatz des Kohlensäureschnees in dieser ersten Zone wird durch die Temperatur der zweiten Zone reguliert. Der Kohlensäureschnee ist dabei in der Gefrierzone immer im Überschuß vorhanden.
Die zweite Zone ist für die Separation gefrorener Granalien passender Größe von dem feinen Schnee und den gefrorenen feinen Teilchen bestimmt. Die feinen Teilchen, die schon abgetrennt sind, werden wieder in die Gefrierzone zurückgeschickt.
In einer dritten Zone, wo das Umrühren geringer als in der Gefrierzone ist, gewinnt man das Kohlendioxid durch Sublimation des Überschusses des Kohlenstoffschnees zurück und stabilisiert die Temperatur des gefrorenen Produktes durch eine ergänzende Anlieferung des zu gefrierenden Produktes, welche durch die für die gefrorenen Granalien ausgewählte Extraktionstemperatur reguliert wird.
Es ist wichtig, eine Zirkulation im Gegenlauf zwischen den kleinen und großen Granalien des gefrorenen Produktes zu schaffen, wobei die kleinen Granalien zur Gefrierzone zurückgeschickt werden und die großen Granalien mit passender Größe zu der Zone der Temperaturstabilisierung des gefrorenen Produktes geführt v/erden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung in einfacher und preiswerter Ausführung erlaubt das Einfrieren von flüssigen oder pasteusen Produkten zu Granalien mit höherem, stündlichem Durchsatz. Es ist insbesondere anwendbar beim Gefrieren aller Frucht- und Gemüsesäfte, Pulpen und Fruchtnektar, wie z.B. Pfirsich-, Johannisbeer-, Aprikosen-, Stachelbeer-, Erbeer- und Himbeernektar, und zwar im Hinblick auf die Aufbereitung von Eis und Softeis. Das Verfahren ist besonders geeignet für die Aufbereitung von Kraftbrühe und Tomatenkonzentrat, Püree von verschiedenen Gemüsen, wie z.B. Karotten, deren Pektin und Farbe intakt bleiben, und Spinat, Zwiebeln, Knoblauch. Das Verfahren bringt hervorragende Ergebnisse bei dem Konservieren von Soßen, Cremen und Suppen, ebenso wie beim Eigelb für die Bäckerei. Das Verfahren ist auch sehr vorteilhaft beim Konservieren und Verarbeiten von Lebensmitteln zu Konfitüre, um die augenblicklichen Überproduktionen in der Erntezeit der Gemüse zu absorbieren, wie z.B. der Tomaten und Früchte.
Die Vorrichtungen, welche die Benutzung des Verfahrens erlauben, können einfach oder verfeinert sein.
Die einfachste Vorrichtung ist im vertikalen Querschnitt in der Fig. 1 und im axialen Schnitt in Fig. 2 gezeigt. Der Mischer weist einen horizontalen, halbzylindrischen Behälter 1 auf, der längs mit einem Rotor 2 ausgerüstet ist, welcher mit nicht ausgerichteten Armen 3 versehen ist, die in Schaufeln 4 enden. Dieser Drehaufbau ist dazu bestimmt, das Durchmischen, Kneten oder Durcharbeiten des flüssigen oder pasteusen Lebensmittels durchzuführen. Der Behälter ist außen durch eine klassische Isolierung 5 wärmeisoliert, wie z.B. ein gespritztes Polyurethan .
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Die Vorrichtung ist durch den Deckel 6 geschlossen, in welchem bei 7 das Einführrohr für das Lebensmittel und bei 8 die Zufuhrbüchse für Kohlensäureschnee ankommen. Ein Magnetventil 9 steuert die Ankunft des flüssigen CO2, das in der Leitung 10 befördert wird, die in die Büchse mündet. Der Abzug 11 ist für die Entleerung des gasförmigen CO ~ vorgesehen. Eine Öffnung 12 ist in der vertikalen Wand des Ausganges für die Extraktion des gefrorenen Produktes und des Kohlensäureschnees im Überschuß angeordnet. Am Ausgang der Vorrichtung ist ein Sieb vorgesehen für die Wiederaufbereitung der feinsten Produkte und des Kohlensäureschnees im Überschuß, und zwar im Hinblick auf die Rezyklierung oder Umwälzung in der Mischvorrichtung (diese Vorrichtung ist in den Figuren nicht gezeigt). Im unteren Teil des Behälters befindet sich die Entleerung 13 für das Entleeren des am Betriebsende in der Vorrichtung verbleibenden Produktes.
Die Fig. 3 zeigt als Axialschnitt eine verbesserte Vorrichtung, in welcher der horizontale, halbzylindrische Mischer verlängert und geteilt bzw. getrennt ist, und zwar mehr oder weniger klar in Zonen entsprechend einer Verfahrensvariante in drei Stufen: Gefrieren, Trennen der gefrorenen Teilchen passender Größe und des feinen Kohlensäureschnees und des gefrorenen Produktes, sowie Sublimation des überschüssigen Kohlensäureschnees und Stabilisieren der Temperatur des gefrorenen Produktes.
Die Vorrichtung weist einen geschlossenen und wärmeisolierten, parallelepipedischen Kessel 14 mit zylindrischem Boden auf.
Auf der ganzen Länge ist die Vorrichtung mit einem Rotor 15 ausgestattet, der mit Armen 16 versehen ist, die in Schaufeln 17 enden, welche derart angeordnet sind, daß die Bewegung des
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Produktes in der Eintrittszone eine schwache axiale Ausrichtung hat. Im mittleren Teil der Vorrichtung tragen die Arme des Rotors eine doppelte Paletten- oder Schaufelreihe, und zwar an ihrem Ende eine erste Reihe von Umfangsschaufeln 18, die derart ausgerichtet sind, daß die kleinen Teilchen des gefrorenen Produktes zu der vorhergehenden Zone dirigiert werden, und näher zur Mitte eine zweite Schaufelreihe 19, die derart ausgerichtet ist, daß die großen Teilchen des gefrorenen Produktes in die entgegengesetzte Richtung zum Endteil der Vorrichtung dirigiert werden. In dieser letzteren Zone ist die Anzahl der Arme des Rotors im Vergleich zur Eintrittszone vermindert, und diese tragen nur eine Schaufelreihe.
Die mittleren und Endteile der Vorrichtung sind teilweise durch eine Trennwand 20 getrennt und stehen durch einen Gang 21 in Verbindung, der in der Trennwand angebracht ist.
In der Eingangszone ist der obere Teil der Vorrichtung mit Einführrohren 22 für das Lebensmittel ausgestattet, die um die Büchse 23 für den Kohlensäureschnee gleichmäßig herum angeordnet sind. Das Magnetventil 24 steuert die Zufuhr an flüssigem CO2/ welches in der Leitung 25 umläuft. Der obere Endteil ist mit einem Zerstäuber 26 ausgestattet für die Zufuhr von zu gefrierender Flüssigkeit, und das gasförmige Kohlendioxid unter Druck wird durch 27 eingeführt. Der obere Mittelteil ist mit einer Rekuperations- oder Wiederaufbereitungsvorrichtung 28 für das Kohlendioxid zu einer in den Figuren nicht dargestellten Anlage versehen, welche für die Kompression und die Verflüssigung durch Kühlen und dann Entspannen vorgesehen ist, und zwar im Hinblick auf die Rezkylierung des Kohlendioxids.
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In der vertikalen Endwand hat man ein Haarsieb bzw. eine Schleusenkammer 29 für die Extraktion vorgesehen, wobei die ümfangsschaufeln der Mittelzone die feinen Teilchen zu der Eintritts zone hin richten und durch geeignete Torsionswindungen ersetzt werden können.
In vorteilhafter Weise kann man die Mischvorrichtung dadurch neigen, daß man die Eintritts zone bezüglich des Ausgangs anhebt, um das Abfließen der großen Teilchen des gefrorenen Produktes im Neigungssinn der Mischvorrichtung sicherzustellen, wobei die feinen Teilchen durch die Ümfangsschaufeln zur Eintrittszone hin zurückgebracht werden.
Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, mehrere Mischvorrichtungen mit Doppelrotor oder Vierfachrotor zu verwenden. Die unterschiedlichen Rotoren befinden sich auf derselben Horizontalebene, wodurch die Produktionskapazität erhöht werden kann.
Im Falle der Verwendung von verlorenem Gas müssen die Vorrichtungen geschlossen sein, und das Kohlendioxid muß durch einen Abzug nach außen ausgeworfen werden. Es ist aber möglich, in der Vorrichtung einen überdruck aufrechtzuerhalten derart, daß der Lufteintritt vollständig vermieden werden kann, was für die Verflüssigung des Kohlenstoffgases vorteilhaft ist.
Nachstehend werden Beispiele gegeben, welche die Erfindung erläutern, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1
In einer Mischvorrichtung gemäß Fig. 3, in welcher die Kapazität der ersten Zone 25 1 beträgt, gefriert man konzentrierten
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Tomatensaft mit 14% Trockensubstanz und einer Viskosität von 3 Poise bei 24 C gemäß dem folgenden Verfahren. Man gießt Kohlensäureschnee ein, der durch Entspannung erzeugt ist, und man rührt ihn bis zur Bildung eines Kohlensäureschneebettes um. Der Kohlensäureschnee wird mit einem Verhältnis von 0,8 kg Schnee pro Kilogramm Tomatenkonzentrat eingeführt. Dann gießt man den Saft des Tomatenkonzentrates mit einem Durchsatz oder einer Menge von 200 1/Std. auf das Schneebett, wobei sich das Konzentrat in Berührung mit dem Kohlensäureschneebett zerteilt.
Die lineare Geschwindigkeit der Arme der Mischvorrichtung beträgt 1,30 m/Sek. Das Gefrieren erfolgt augenblicklich, und die Aufenthaltszeit in der Gefrier zone beträgt in der Größenordnung von 6 Minuten. Die Granalien von 10 bis 25 mm, die Feinteile des Schnees und das Produkt werden zur Trennzone geführt, wo die Temperatur in der Größenordnung von -50 C beträgt. Die äußeren Schaufeln schicken die Teilchen, die kleiner als 10 mm sind, zu der Gefrierzone zurück, und die mittleren Schaufeln führen die Granalien mit passender Größe von 10 bis 25 mm zum Verbindungsgang mit der Temperaturetabilisierungszone. Man betreibt das Verfahren mit einer zusätzlichen Einspritzung aus der Pulverisier- dder Zerstäubungsvorrichtung mi.t einem Durchsatz von 1O 1/Std. Die Temperatur der Körner stabilisiert sich auf -20 C, und man zieht das gefrorene Produkt ab. Das gasförmige Kohlendioxid wird nach Kompression und Verflüssigung rezykliert.
Beispiel 2
In einer Mischvorrichtung des Typs 1 mit einer Kapazität von 25 1 gefriert man Spinatpüree mit einer Viskosisät von 40 Poise
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bei 15 C unter den folgenden Bedingungen: Man gießt Kohlensäureschnee in die Mischvorrichtung und rührt bis zur Bildung eines Kohlensäureschneebettes. Der Kohlensäureschnee wird in einem Verhältnis von 0,8 kg Schnee pro Kilogramm Spinatpüree eingeführt. Dann gießt man das Spinatpüree bei 15 C mit einem Durchsatz von 150 kg/Std. auf das Schneebett. Das Püree teilt sich bzw. zerteilt sich bei Berührung mit dem Schneebett.
Die lineare Geschwindigkeit der Arme der Mischvorrichtung beträgt 1,90 m/Sek. Das Gefrieren erfolgt augenblicklich, und die Aufenthaltszeit in der Gefrierzone beträgt in der Größenordnung von 8 Minuten. Der Kohlensäureschnee, der aus der Mischvorrichtung mit dem gefrorenen Spinatpüree extrahiert wird, hat eine kleinere Größe und ist bröckeliger derart, daß man durch Siebung der gefrorenen Spinatgranalien von 6 bis 10 mm eine Separierung durchführt und den feinen Schnee und die kleinen Spinatkörner in die Mischvorrichtung wieder zurückführt. Der Schnee wird wieder verwendet, und die kleinen Körner vergrößern sich durch Zuführung von Spinatpüree, welches an der Oberfläche der Körner gefriert. Wie zuvor arbeitet man in geschlossenem Kreislauf, und das Kohlendioxid wird wiedergewonnen und nach Verflüssigung rezkyliert.
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Claims (15)

  1. Dr. Hans-Heinrich Willrath t
    Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert
    PATENTANWÄLTE
    D —62 WIESBADEN 18. April 1978 Postfach 6145
    Sf/Wh
    Gustav-Freytag-Strafie 25 @ (0 6121) 3727 20 Ttleerammaiiresse: WILLPATENT Telex: 4-186247
    Code-Nr. 210
    Serie 229 8
    L"Air Liquide, Societe Anonyme pour 1'Etude et I1Exploitation des Procedes Georges Claude, 75, Quai d'Orsay, F-75OO7 Paris
    Verfahren zum schnellen Gefrieren von
    Lebensmitteln und Vorrichtung zur
    Durchführung des Verfahrens
    Priorität; Französische Patentanmeldung Nr. 77 12.339 vom 25. April 19 77
    Patentansprüche
    Verfahren zum schnellen Gefrieren von Lebensmitteln durch Vermischen mit Kohlendioxidschnee/ dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlendioxidschnee im Überschuß mit dem flüssigen oder pasteusen Lebensmittel vermischt wird.
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    ORIGINAL INSPECTED
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung eines Kohlendioxidschneebettes in situ, welches durch Umrühren zerteilt wird, das Lebensmittel in flüssigem oder pasteusem Zustand mit diesem Bett aus Kohlendioxidteilchen zusammengebracht wird und daß das Lebensmittel in Berührung mit dem Kohlendioxidschnee bis zur Bildung von Granlien des Lebensmittels zerteilt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lebensmittel in großen Mengen eingeführt wird und daß das Zerteilen in dem Kohlendioxidschneebett durch Umrühren erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lebensmittel über dem Kohlensäureschneebett zerteilt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlendioxidschnee und das Lebensmittel gleichzeitig und kontinuierlich eingeführt werden, während das zu Granalien gefrorene Produkt und das von der Sublimation des Kohlendioxidschnees stammende gasförmige Kohlendioxid kontinuierlich abgezogen werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxidgas nach Kompression und Verflüssigung durch Kühlen und nachfolgendes Entspannen rezykliert wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefrorenen Granalien nach der Stabilisierung der Temperatur auf Temperaturen zwischen -70 und -18° C abgezogen werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei ergänzender, regulierter Anlieferung von zu gefrierendem Produkt im Überschuß verfährt, welches dazu bestimmt ist, den Koh-
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    *- 3 —
    lendioxidschnee zu sublimieren, und daß die Temperatur der Granalien des Produktes, welches bei der Extraktionstemperatur gefroren ist, wiedererwärmt wird und daß die Anlieferung durch die ausgewählte Extraktionstemperatur reguliert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ergänzende Anlieferung durch Zerstäuben des flüssigen Lebensmittels erfolgt.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ergänzende Anlieferung durch Zerstäuben der Lebensmittelflüssigkeit erfolgt, welche unter Druck durch gasförmiges Kohlendioxid zerteilt wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Geschwindigkeit der Umrührteile zwischen 0,3 und 2 m/Sek. beträgt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umrühren des Lebensmittels in drei Zonen erfolgt, nämlich in einer ersten Gefrierzone, wo das zu gefrierende Produkt mit dem Kohlendioxidschnee umgerührt wird, dann in einer zweiten Trennzone für gefrorene Granalien passender Größe, des feinen Schnees und der Feinteile des gefrorenen Produktes, und in einer dritten Zone für die Sublimation im Überschuß des Schnees und der Stabilisation der Temperatur des gefrorenen Produktes durch ergänzende Anlieferung des zu gefrierenden Produktes, welche durch die für die gefrorenen Granalien ausgesuchte Extraktionstemperatur reguliert wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der ankommende Durchsatz des Kohlendioxidschnees in der ersten
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    Zone durch die Temperatur der zweiten Zone reguliert wird und daß eine gegenläufige Zirkulation geschaffen wird zwischen den kleinen und großen Granalien des gefrorenen Produktes, wobei die kleinen Granalien zur Gefrierzone und die großen Granalien passender Größe zur Zone der Stabilisation der Temperatur des gefrorenen Produktes zurückgeschickt werden.
  14. 14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeisolierter Mischer (2, 3, 4) halbzylindrischer Form und horizontal in Längsrichtung mit einem Rotor (2) versehen ist, der mit nicht ausgerichteten Armen (3) ausgestattet ist, die in Schaufeln (4) enden, und der durch einen Deckel (6) geschlossen ist, in welchen die Einführung (7) des zu gefrierenden Produktes mündet, daß eine Büchse (8) für die Zufuhr von Kohlensäureschnee und ein Abzug (11) für Kohlendioxidgas für den Abzug desselben vorgesehen sind und daß die Vorrichtung mit einer Austritts- und Entleerungsöffnung (12) versehenist.
  15. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein großer, wärmeisolierter, parallelpipedischer, abgedeckter Kessel (14) vorgesehen ist, der in drei Zonen aufgeteilt ist und in seiner ganzen Länge mit einem Rotor (15) ausgestattet ist, der mit Armen (16) versehen ist, die derart angeordnet sind, daß die Bewegung des Produktes in der Eintrittszone eine geringe axiale Ausrichtung hat, daß die Arme (16) des Rotors in der Mittelzone der Vorrichtung eine Doppelschaufelreihe (18, 19) tragen, die derart ausgerichtet sind, daß sie eine gegenläufige Zirkulation schaffen zwischen den kleinen und den großen Teilchen des gefrorenen Produktes,
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    und daß die Anzahl der Arme (16) des Rotors (15) in dem Endteil geringer ist, daß die mittlere und die Endzone des Kessels (14) teilweise durch eine Trennwand (20) getrennt und durch einen Durchgang (21), der in dieser Trennwand (20) angeordnet ist, verbunden sind, und daß der obere Teil des Kessels (14) in der Eintrittszone mit Rohren (22) für die Einführung des Lebensmittels versehenist, die um die Büchse für den Kohlensäureschnee herum regelmäßig verteilt sind, in der mittleren Zone mit einer Rekuperations- bzw. Rückgewinnungsvorrichtung für gasförmiges Kohlendioxid und in der Endzone mit einer Pulverisiervorrichtung (26) für den Zusatz von zu gefrierender Flüssigkeit versehen ist.
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