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Teilgebacktes Broterzeugnis großer Haltbarkeit
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Die Erfindung betrifft eine Broterzeugnis und ein Verfahren zu dessen
Herstellung.
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Broterzeugnisse, insbesondere sogenannte Französische Brote, sind
dafür bekannt, daß sie schnell schal und altbacken werden. Bei Tätigung eines zu
großen Einkaufs muß es entweder altbacken gegessen oder weggeworfen werden. Es kann
möglicherweise vor dem Essen in dem Ofen nochmals aufgewärmt werden, aber dann trocknet
es ein, ist überbackt und kaum schmackhaft. Demzufolge ist man also bestrebt, nur
die Menge Brot zu kaufen, die am Tage auch verbraucht wird, um Vergeudung zu vermeiden;
jedoch ist manchmal nicht genug Brot vorrätig, wenn man sich im Verbrauch verschätzt
hat. Diese Situation kömmt öfters in der Speisewirtschaft vor, da hier nicht genau
vorausgesagt werden kann, wieviel Brotwaren von den Gaststättenbesuchern verzehrt
werden, weshalb entweder zu viel oder zu wenig Brot eingekauft wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung diese Situation zu beheben und ein Broterzeugnis
zu schaffen, das gut haltbar ist, das im voraus für den zukünftigen Verzehr eingekauft
werden kann und dem durch einen einfachen Arbeitsgang zum Zeitpunkt des Verzehrs
oder kurz davor das Aussehen, die Konsistenz und der Geschmack eines frischen Broterzeugnisses
gegeben werden kann. Hierbei ersetzt dieses Broterzeugnis nach der Erfindung entweder
das frische
Brot oder dient als Ergänzung und Ersatz. Somit ist
es möglich, die mindestmenge Frischbrot zu kaufen, die dem geschätzten Verzehr entspricht,
um eine Vergeudung zu vermeiden, da nämlich bei tatsächlich höherem Verzehr das
Broterzeugnis nach der Erfindung schnell zubereitet werden kann.
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Die US-PS 2 549 595, die Japanische Patentschrift 6554/63 oder die
Schweizer Patentschrift 569-410 offenbaren beispielshalber ein Verfahren der Brotzubereitung
aus einem herkömmlichen Teig, der nach dem Gehenlassen einem Teilbackvorgang ausgesetzt
wird, der nach der Strukturierung angehalten wird, ohne daß es jedoch zur Färbung
oder zur abachließenden Ausbildung einer braunen Kruste kommt.
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Somit wird eine Art vorgebacktes Brot geschaffen, das in diesem Zustand
einige Zeit aufbewahrt werden kann, bis es dem abschließenden Backvorgang ausgesetzt
wird, bei dem es zur Herausbildung der braunen Kruste kommt.
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Diese Art vorgebacktes Brot kann jedoch nur einige Tage lang aufbewahrt
oder in einem Kühlschrank gelagert werden.
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Nach einigen wenigen Tagen wird diese Art Brot durch bei Umgebungstemperatur
schnell von außen aggressiv einwirkenden Verursachern, insbesondere von Mikroorganismen
schnell angegriffen.
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Eine derartige Empfindsamkeit des vorgebackten Brotes gegenüber Schimmelbefall
ist verständlich, wenn man bedenkt, daß das vorgebackte Brot nach dessen Entfernen
aus; dem Ofen vor dem vollständigen Durchbacken mehr Wasser zurückbehalten hat,
als dies bei vollständig durchbacktem Brot der Fall ist. Hinzu kommt, daß die Kruste,
die
aus karamelisierter Stärke gebildet ist und eine Schutzschicht gegen das Eindringen
der Mikroorganismen darstellt, keine hinreichende Barriere ergibt, und dies um so
mehr als das vorgebackene Brot sehr feucht ist und somit die trockene Kruste nach
Verlassen des Ofens von der im Innern des Brotes vorhandenen Feutigkeit schnell
durchdrungen wird, weshalb auch diese feuchte Kruste keine geeignete Barriere gegenüber
Keimen und Schimmel von außerhalb darstellen kann.
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Hieraus ergibt sich, daß das vorgebackte Brot angesicht seiner kurzen
Haltbarkeit - es sei denn es gelten Sonderbedingungen (Lagerung im Eühl- oder Gefrierfach)
-nur auf begrenztes Interesse gestoßen ist und in der Praxis nicht weiterentwickelt
wurde.
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Es sind Verfahren zur Konseiwierung von Nahrungsmittelerzeugnissen
über lange Zeiträume von einigen Wochen oder einigen Monaten bekannt.
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In der Praxis können Nahrungsmittelerzeugnisse hermetisch in Vakuum
verpackt oder in eine Verpackung gegeben werden, in der Edelgas eingefüllt worden
ist, wie dies in der US-PS 3 419 400 offenbart ist.
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Nach diesem Verfahren wird dem Nahrungsmittelerzeugnis der atmosphärische
Sauerstoff entzogen, der in zahlreichen Fällen die Angriffs quelle durch Oxidieren
des Erzeugnisses darstellt, was zu schalem oder ranzigem Geschmack führt. Dieses
Verfahren ist jedoch nicht für den Fall von vorgebacktem Brot geeignet. In der Tat
leidet Brot unter der Kontaminierung durch Keime, Schimmel
oder
dgl.. Hierbei bildet das auf dem vorgebacktem Brot bestehende feuchte Medium auf
Stärkebasis einen Träger, der die Weiterverbreitung der Mikroorganismen besonders
begünstigt, un zwar mehr als seitens der oxidierenden Umluft.
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Während der Konservierungszeit ist es in der Tat notwendig, jeglichen
Kontakt zwischen vorgebacktem Brot und der Kontaminationsquelle zu meiden, durch
die Schimmel oder Keime auf das vorgebackene Brot gelangen können.
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Andererseits wurde bereits vorgeschlagen, Broterzeugnisse in Hüllen
oder Folien zu verpacken, die gegenüber dem äußeren Medium im wesentlichen hermetisch
dicht sind, wobei die Packung Selbst durch Hitze sterilisiert wird, so daß die auf
dem Brot und in der Luft innerhalb der Packung vorhandenen Leime zerstört werden.
Ein derart in einem sterilen Medium verpacktes Brot kann mehrere Wochen oder Monate
aufbewahrt werden.
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Die US-PS 3 193 389 und 3 542 568 beschreiben ein Verfahren zum Verpacken
von Broterzeugnissen, die einer Sterilisierung ausgesetzt werden ; jedoch betreffen
diese Patentschriften ein Verpacken und Sterilisieren von herkömmlich gearbeitetem
Brot, das vollkommen durchbacken ist.
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Nun hat die Erfahrung gelehrt, daß diese Verfahren, obgleich sie für
ein Verpacken gebackten Brotes in einer sterilen Atmosphäre geeignet sind, ungeeignet
sind zur Konservierung von vorgebacktem Brot.
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Das normal-gebackte Brot weist eine harte Kruste auf, die durch die
Karamelisierung der äußeren Stärkelage gebildet ist, wobei diese harte Lage dem
Brot seine endgültige Struktur sowie seine mechanische Festigkeit verleiht. Darüber
hinaus weist, wie bereits erwähnt, das vorgebackte Brot weit mehr Wasser als herkömmlich
völlig gebacktes Brot auf.
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Aufgrund dieser Umstände kann das vorgebackte Brot die Bearbeitungsbedingungen
des Sterilisierens und Konservierens nach den US-PSn 3 193 389 und 3 543 568 nicht
durchstehen.
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Nach der US-PS 3 193 389 wird das in einen im wesentlichen luftleeren
Sack gepackte Brot 15 Minuten bis zu einer Stunde einer Sterilisierung bei 90 bis
1000C ausgesetzt.
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Auch wenn dieser Vorgang von herkömmlich normal gebacktem Brot leicht
durchstanden wird, sind diese Bedingungen für Brot der vorgebackten Art unannehmbar.
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Zunächst würde die Dauer und die Temperatur der in der US-PS 3 193
389 beschriebenen Sterilisierungsbehandlung, deren Bedingungen zu Erzielung einer
Pasteurisierungstemperatur im Herzen oder Innern des Brotes notwendig sind, im Falle
des vorgebackten Brotes zu einem zweiten Backen des Brotes führen, wodurch das vorgebackte
Brot seine Eigenschaften als vorgebacktes Brot verlieren und die Möglichkeit einbüßen
würde, daß während des abschließenden Backens vor dem Verzehr frisches Brot rekonstituiert
wird.
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Vielmehr würde der Vorgang, das im wesentlichen 3/o Wasser enthaltende
vorgebackte Brot während einer Zeitdauer
von 15 Minuten bis zu
einer Stunde bei einer Temperatur von 1000C zu halten, dazu führen, daß eine große
Menge des im Brot enthaltenen Wassers verdampft wird und dieser derart entwickelte
Dampfdruck von keinem Beutel gehalten werden könnte.
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Hieraus ergibt sich, daß die Sterilisierungsbedingungen die für normal
gebacktes Brot geeignet sind, für vorgebacktes Brot nicht zufriedenstellend sind.
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Drittens würde unter der Voraussetzung, daß das vorgebackte Brot in
seiner Verpackung den harten Sterilisierungsbedingungen standhält, dieses Brot beim
verlassen des Sterilisators in der Verpackung eine Menge Wasserdampf aufweisen,
und zwar nur Wasserdampf (da die Luft vorher vom Beutel vor dem Sterilisieren entfernt
wurde.) Nach dem Abkühlen der Packung kondensiert der Wasserdampf, was zu einer
doppelt nachteiligen Wirkung für das vorgebackte Brot führt.
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Das Kondensieren des Wassers schafft eine feuchte Zwischenschicht
zwischen der Beutelfolie und der zerbrechlichen und leichten Kruste des vorgebackten
Brotes.
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Durch das feuchte Medium wird die leichte Kruste des vorgebackten
Brotes zersetzt, was zu einer klebrigen Pampe führt, wobei die Folie oder der Film
des Beutels am Brotkörper anhaftet. Beim Öffnen des Beutels bleibt die durchfeuchtete
Kruste an der Haut des Beutels hängen so daß sich das Erzeugnis wie eine Banane
abschält.
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Es sind dies also Bedingungen, die für ein Marketing des Erzeugnisses
unannehmbar sind.
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Wenn des weiteren die Kondensierung des Wassers die innere Atmosphäre
innerhalb der Packung beseitigt, wird
letztere dann dem äußeren
atmosphärischen Druck ausgesetzt, dem kein innerer Gegendruck ausgleichend entgegenwirkt.
Dies wäre für normal gebacktes Brot mit seiner eigenen Struktur und mechanischen
Festigkeit annehmbar, würde jedoch beim vorgebacktem Brot mit nur leichter einstweiliger
Struktur nicht zum Durchstehen dieser Bedingungen sondern zum Zusammenfall unter
dem atmosphärischen Druck fuhren, so daß das Brot jegliche Form verliert und sein
äußeres Aussehen einbüßt.
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Die in der Patentschrift 3 193 389 vorgeschlagene Lösung unter Anlegen
eines Teilvakuums (von 0,5 atm.) (Spalte 7, Zeilen 55 bis 68) würde für vorgebacktes
Brot nicht anwendbar sein. In der Tat würde der verbleibende Teildruck der Luft
zum Druck des Wasserdampfs hinzuaddiert werden, der während der langen Sterilisierungsbehandlung
abgegeben wird; was unausweichlich zum Bersten der Packung führen würde.
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Es ist aber auch nicht möglich die Sterilisierungsbedingungen nach
der US-PS 3 193 389 ohne Begrenzung der Wirkung der Sterilisierung einzuschränken.
Die erwähnte Zeitdauer ist tatsächlich erforderlich, wenn man in Betracht zieht,
daß die Abkühlung mindest 6 Stunden und bis zu 15 bis 20 Stunden dauert, der das
Brot zwischen Back - und Sterilisierungsvorgang ausgesetzt ist.
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In der US-PS 3 542 568 wird ein anderes Sterilisierungsverfahren des
in einer Packung befindlichen Brotes vorgeschlagen, nach dem das Brot auf lange
Zeit haltbar gemacht werden soll. Hierbei bilden eine Folge von Beuteln einen kontinuierlichen
Strang, der die Beutel miteinander in Verbindung stehen läßt, wenn sie durch die
Sterilisierkammer
geschickt werden, wodurch die während der Sterilisierung abgegebene Wärme zu den
stromauf gelegenen Beuteln abgeführt werden kann.
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Somit wird die Gefahr eines Berstens der Beutel während des Sterilisierungsvorganges
vermieden. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht für die Konservierung von vorgebacktem
Brot anwenden.
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In der Tat besteht die Innenatmosphäre in der nach der US-PS 3 542
568 geschaffenen Packung nach Verlassen der Sterilisierkammer und nach dem Verschließen
einzig und allein aus Wasserdampf.
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Da bei diesem System die Beutel miteinander in Verbindung stehen,
kann der während der Sterilisierung abgegebene Dampf stromauf abgehen und demzufolge
die in den stromauf gelegenen Beutel vorhandene Luft zurücktreiben, was zur Folge
hat, daß die in der Sterilisierphase ankommenden Beutel mit dem aus den vorhergehenden
Beutel herausgetriebenen Wasserdampf imprägniert werden, durch den die zu Beginn
vorhandere Luft herausgetrieben wurde.
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Unter diesen Umständen kann die Sterilisierphase sehr schnell durchgeführt
und auf eine Zeitdauer von etwa 8 Minuten beschränkt werden, was ausreicht, daß
sich die Temperatur im Herzen oder Innern des Brotes (das noch heiß ist, wenn es
der Sterilisierphase zugeführt wird) bis auf ein ausreichend hohes Niveau anhebt,
um eine durchgehende Sterilisierung zu erreichen, wobei diese Zeitdauer hinreichend
begrenzt bleibt, um zu verhindern, daß sich ein hoher Druck in den Packungen aufbaut,
der
die Gefahr eines Berstens dieser Packungen heraufbeschwören
könnte.
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Hinzu kommt, daß zum Zeitpunkt, zu dem das Brot in die Packung gegeben
wird, das immer noch heiße Brot eine bestimmte Menge Wasserdampf abgibt. Die Entgasungsphase
unmittelbar vor dem Verschließen und Abdichten der Packung eliminiert diesen Wasserdampf,
und zwar mit dem Ergebnis, daß während der Sterilisierphase abgegebene Wasserdampf
nur aus dem Herzen des Brotes kommt. Dieser Wasserdampf, der vom Körper des Brotes
bei seinem Vorschub zum Sterilisator abgegeben wird, wird dann vom Brot nach dem
Kühlen wieder adsorbiert. Das Wiedereinblasen einer bestimmten Menge Neutralgas
unter geringem Druck stellt innerhalb der Packung nach deren Abkühlung eine Gasgrenzfläche
dar, die eine Doppelfunktion erfüllt: Sie verhindert zunächst einen direkten Kontakt
der inneren feuchten Folie mit der Packung durch die Brotmasse, ohne dabei ein'lAnkleben"
des feuchten Films an der Kruste hervorzurufen.
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Des weiteren verhindert dieser geringe Residualdruck innerhalb der
Packung, daß das Brot unter der Wirkung des atmosphärischen Drucks nach dem totalen
Kondensieren des Wasserdampfes zusammensackt. Auch hat die Residualatmosphäre eines
neutralen Gases, abgesehen von den oben beschriebenen physikalischen Wirkungen,
den Vorteil, das Brot während der Konservierungsphase von einer übermäßig aggressiven
oxidierenden Atmosphäre zu isolieren.
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Die Temperatur und die Dauer der Sterilisierung kann umsomehr gekürzt
und begrenzt werden, so daß die Gefahr eines Berstens des Beutels aufgrund eines
auf den abgegebenen Wasserdampfe zurückgehenden übermäßigen Drucks
vermieden
wird, da das vorgebackte gleich nach Verlassen des Ofens verpackte und sterilisierte
Brot nur wenig Gefahr läuft, von außen her verseucht zu werden, und zwar einerseits
aufgrund der kurzen Zeit, in der das Brot in der Umgebungsluft gehalten wird und
andererseits weil das Brot während dieser kurzen Zeitspanne eine Temperatur beibehält,
die sehr wesentlich bei der Pasteurisierungstemperatur liegt. Hinzu kommt, daß während
der Zeit, die zwischen dem Ofenaustritt und dem Verpacken liegt, die Kruste des
vorgebackten Brotes, das weiterhin heiß und verhältnismäßig trocken (gegenüber dem
Herzen des Brotes, das sehr feucht ist) bleibt, weiterhin eine Barriere gegen den
Angriff und das Eindringen von außen kommender Keime darstellt. Es ist nur durch
Kühlen und Feuchtwerden der Kruste, daß das vorgebackte Brot tatsächlich empfänglich
wird für ein Absetzen und einen Angriff von Mikroorganismen von außerhalb.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgebackte Brot wird jedoch
nie dieser Eühlungs- und Wiederbefeuchtungsphase der Kruste ausgesetzt, so daß das
Brot seine Barriere und somit seine Immunität bis zur Sterilisierung beibehält.
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Unter diesen Umständen enthält der Beutel bei dessen Versiegelung
ausschließlich eine Wasserdampfatmosphäre.
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Die oben erwähnten Nachteile finden sich wieder, wenn nämlich der
Dampf beim Kondensieren die Kruste befeuchtet und eine haftende Grenzfläche zwischen
der Hülle und dem vorgebackten Brot erzeugt. Hinzu kommt, daß die Kondensation ein
inneres Vakuum schafft, wobei das vorgebackte Brot unter atmosphärischem Druck zusammensackt.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung diese Nachteile auszuräumen und
ein vorgebacktes Brot zu schaffen, das all die Eigenschaften dieser Art Brot aufweist
und das insbesondere dem Konsumenten die Möglichkeit bietet, die letzte Backphase
unmittelbar vor dem Verzehr zum Abschluß zu bringen und so ein frisches, knuspriges,
schmackhaftes Brot zu erhalten, wobei das vorgepackte Brot unter solchen Bedingungen
verpackt wird, daß es mehrere Wochen unter normaler Umgebungstemperatur aufbewahrt
werden kann, und keine Konservierungsstoffe enthält.
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Zu diesem Zwecke betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
eines Broterzeugnisses, das eine lange Haltbarkeit oder Lagerbeständigkeit besitzt.
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Nach der Erfindung folgt die Sterilisierphase unmittelbar auf die
Vorbackphase, ohne dabei das Brot unter einen Schwellenwert von etwa 500C abzukühlen.
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Nach der Erfindung wird das vxorgebackte Brot einem kontinuierlichen
Prozess vom Knetvorgang bis zum Verpacken in einer ununterbrochenen Kette ausgestzt,
ohne dabei das Brot einer toten Abkühlzeit zwischen der ersten Vorbackphase und
der zweiten Verpackungs- und Sterilisierungsphase nach den bekannten Verfahren zu
unterwerfen.
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Der abrupte Bruch in der Wärmekurve der Brotzubereitung wird im Gegensatz
zur bisherigen Praxis vermieden, was einen doppelten Vorteil bietet.
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Das verpackte Brot ist folglich in einer relativ kurzen Zeit sterilisiert,
was zur Folge hat, daß ein länger dauernder übermäßiger Druck, der auf den innerhalb
der
Packung abgegebenen Dampf zurückzuführen ist, vermieden wird
und er auch nicht Ursache für diesen in der Sterilisierungsphase sein kann.
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Zweitens behält das vorgebackte Brot seinen optimalen Feuchtigkeitsgehalt
tei, indem der beträchtliche Verlust an Feuchtigkeit vermieden wird, der eine längere
Trocknungs- und Ruhephase zwischen dem Vorbacken und Verpacken des Brotes begleiten
würde. Somit ermöglicht es der Feuchtigkeitsgehalt in der abschließenden Backphase
dem Konsumenten ein krustiges Brot mit frisch karamelisierter Oberfläche und einem
weichen nicht trockenem Innern zu gewinnen Die Erfindung wird anhand der nächstfolgenden
Beschreibung einer in den Zeichnungen bevorzugten Ausfuhrungsform näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fertigungs- und Verpackungsprogramms
nach der Erfindung; Figur 2 eine Darstellung der Thermalkurve des vorgebackten Brots
während des Durchlaufs des gesamten kontinuierlichen Verfahrens vom Einschub in
den Ofen bis zum Verlassen des Sterilisators; Figur 3 das Kurvendiagramm der natürlichen
Entwicklung des durchschnittlichen Wassergehalts des vorgebackten Brots in der normalen
Kühlphase bei Umgebungstemperatur am Ausgang des Vorbackofens, wobei diese Kurve
verglichen wird mit der Entwicklung des Wassergehalts des vorgebackten Brots im
erfindungsgemaßen Herstellungsverfahren;
Figur 4 eine schematische
Darstellung im vertikalen Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Verpackungsanordnung;
und Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines fertigen, teilweise
gebackten und verpackten Broterzeugnisses nach der Erfindung.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Teig zunächst
zubereitet und auf herkömmliche Art bearbeitet. Hiernach werden Brotklumpen oder
Brotstücke oder auch kleine Brote gebildet.
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Figur 1 zeigt, daß der Teig in einer Reihe von mechanischen Knetmaschinen
30, 30' und 30" vorbereitet und einer teilenden Wiegemaschine 35 zugeführt wird,
die Einheitsportionen an Teig ausgibt, welche den zum Bilden eines Laib Brotes oder
eines Brötchens entsprechen.
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Die Teigportionen warten in einer Ruhevorrichtung 40 einige Minuten
lang, bevor sie an ein Gerät 45 abgegeben werden, das die Brotstücken formt, die
hiernach einem Fermentationsschrank 50 zugeführt werden, in welchem sie den normalen
Fermentierungszyklus durchlaufen, wonach sie einem Tunnelofen 55 zum teilweisen
Backen zugeführt werden.
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Die Erfindung wird insbesondere zur Herstellung von sogenannten Französischen
Brot benutzt, dessen Teig ausschließlich aus Mehl, Wasser, Salz und Hefe unter Ausschluß
anderer Ingredenzien wie besondere Fette und Zucker besteht. Auch weist ein solches
Brot insbesondere keine konservierungsstoffe auf.
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Figur 2 zeigt die Temperatur des Brotes bei seinem Durchgang durch
den Ofen 55. Die durchgezogene Linie stellt die Oberflächentemperatur und die gebrochen
gezeichnete Linie die Temperatur dar, die im Herzen der Brotstücke bei ihrem Verschub
im Tunnelofen gemessen werden.
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Der Durchlauf im Ofen beläßt die Brot stücke im allgemeinen bei einer
unterhalb 1000C liegenden Temperatur, die zwischen 70 und 980C liegen kann. Unter
diesen Bedingungen dauert die Backzeit von etwa 10 bis zu 15 Minuten.
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Somit wird ein zum Teil gebacktes Brot stück nach Verlassen des ofens
gewonnen, das eine bleich, fast weiße Färbung hat. Dies entspricht der Teilstrukturierung
des Brotes, wobei die Stärke zum großen Teil geliert ist und die äußere Kruste jedoch
noch nicht die Karamelisierungsphase durchlaufen hat, die der Ausbildung einer starren
braunen Kruste entspricht.
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Vergleichsweise sei vermerkt, daß die normale Backzeit für ein vollständig
durchbacktes Brot unter den gleichen Umständen bei etwa 20 Minuten liegt.
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Das so gewonnene Brot kann in der Tat bereits verzehrt werden. Die
Struktur des Brotinnern ist bereits zum großen Teil geschaffen. Der Wassergehalt
liegt jedoch wesentlich über dem des vollständig gebackten Brotes.
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Deshalb hat auch das Brot bei nicht völlig ausgebildeter und karamelisierter
Kruste nicht das ansehnliche Aussehen und den Geschmack von vollständig gebacktem
Brot.
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Nur unmittelbar vor dem Verzehr wird das vogebackte Brot der abschließenden
Wärmebehßntlung ausqßetzt, bei der es zur Ausbildung der Kruste, zum abschließenden
Backen des Brotinnern und dem Erhalt vop völlig gebacktem Brot kommt, das im Aussehen
unt Geschmack mit dem herkömmlichen Brot, wie es den Ofen des Bäckrs verläßt, indentisch
ist.
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Nach Verlassen des Ofens 55 wird dqs vorgebackte Brot unmittelbar
zur-Verpackungs- und Sterilisierungsvorrichtung überführt.
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Die Verpackungs- und Sterilisierstation liegt unmittelbar stromab-von
der Backphase in Orten 55. Das vorgebackte Brot wird dabei auf einem Förderband
60 weitergeleitet, das es zur Verpackungsstation 65 bringt, Hierbei spielt das Förderband
60 die Rolle eines einfachen Puffers zwischen der Zuführungsrate des Ofens und der
Verpackungsstation.
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Beim Verpackungszyklus 65 werden die Brot stücke entweder einzeln
getrennt oder paarweise oder zu dritt in einen Beutel aus Synthetik gegeben der
sich zur Ver packung von Nahrungsmitteln eignet Es ist dies beispielshalber eine
Folie aus Polyprçpylen.
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Die vorgebackten Brotstücke werden dann dementsprechend in einer auf
den Austritt aus dem Ofen folgenden Zeitspanne von 9 bis 15 Minuten verpackt.
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Die auf diese Weise verpackten Brotstücke sind immer noch im heißen
Zustand, da sie nur eine minimale Abkühlzeit
seit dem Austritt
aus dem Ofen durchlaufen haben. Der Abkühlvorgang kann in Abhängigkeit von der Zuführungsrate
seitens des Ofens und der Bearbeitungsgeschwindigkeit der Verpackungsstation variiert
werden. idan trachtet jedoch erfindungsgemäß danach die Betriebsgänge der beiden
Stationen aufeinander abzustimmen, so weit dies möglich ist, so daß der Puffervorrat
zwischen Ofenausgang und Verpackung auf eine Mindestmenge beschränkt bleibt, um
die Wartezeit der Brotstücke zwischen Ofenausgang und Verpackungsphase niedrig zu
halten.
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Somit liegt die Temperatur im Herzen der Brot stücke nach dem Verpacken
bei etwa 70°C. Sie sollte im Prinzip nicht unter 50°C absinken.
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Unter diesen Bedingungen bleibt die Temperatur im Herzen der Brotstücke
in der Nähe der Pasteurisierungstemperatur.
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Dabei werden die Brot stücke nur geringfügig dem Angriff äußerer Medien,
insbesondere sich absetzender Mikroorganismen während der Zwischenzeit zwischen
Verlassen des Ofens und der Verpackungs- und Sterilisierphase ausgesetzt.
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Man kann das Brot am Ausgang des Ofens als sich im sterilen Zustand
befindlich betrachten. Hierbei liegt die Temperatur im Herzen der Brotstücke zwischen
90 und 980C.
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Da die endgültige Verpackungs- und Sterilisierphase sich unmittelbar
anschließt, ist ersichtlich, daß die abschließende Sterilisierung unter äußerst
kurzfristigen Bedingungen durchgeführt werden kann, da einerseits die Brotstücke
im Grunde genommen steril sind, wenn sie in die Sterilisierungsphase treten, und
andererseits die
Brot stücke bei einer bereits hohen Temperatur
gehalten werden, weshalb auch die abschließende Sterilisierung in den Packungen
in sehr kurzer Zeit durchgeführt werden kann.
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Nach der Erfindung werden die einzelnen Packungen, nachdem diese mit
den Brotstücken gefüllt sind, einer Entgasungsphase bei Neueintreibung eines Komplementärgases
ausgesetzt, so daß für eine perfekte Kontrolle der Atmosphäre innerhalb der Packung
Sorge getragen ist.
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In dieser Phase wird vor dem Versiegeln und Verschließen des Beutels
die Atmosphäre im Innern des Beutels im großen und ganzen vollständig abgezogen
und eine Atmosphäre unter einem Teildruck eines neutralen Gases, vorzugsweise ein
Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid neu eingetrieben.
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Der Sinn eines Abziehens der natürlichen Atmosphäre aus dem Beutel
besteht darin, aus der Packung atmosphärischen Sauerstoff, der eine Oxidation verursachen
könnte, und insbesondere Wasserdampf abzuziehen, der von dem immer noch heißem Brotstück
abgegeben wird. Gleichzeitig wird eine kontrollierte Atmosphäre eingetrieben, die
aus einem Gasgemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid besteht.
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Die eingefüllte Atmosphäre wird einerseits im Hinblick auf ihre Zusammensetzung
und andererseits im Hinblick auf den Druck gesteuert, wobei die Menge des eingespeisten
unter atmosphärischen Druck stehenden Gases nur etwa 1/5 bis 1/3 des freien Volumens
des Beutels um das Brot herum ausmacht. Somit nimmt das Gas, wenn der Beutel die
Sterilisierstation erreicht, ein gegenüber dem Endvolumen kleineres Volumen ein.
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Wenn unter diesen Umständen der Beutel die Sterilisierphase durchläuft,
kann eine beträchtliche Abgabe an Wasserdampf aus dem vorgebackten Brot, das einen
großen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, erfolgen, wobei der Wasserdampf in den Beutel
abwandern kann, ohne einen übermäßigen Druck auf die Wände auszuüben.
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Der während der Sterililierphase abgegebene Dampf kondensiert sich
jedoch in der Folge. Hierbei ist wichtig, daß er dann vom vorgebacktem Brot erneut
adsorbiert wird, das demgemäß einen konstanten und optimalen Feuchtigkeitsgehalt
beibehält. Eine Gasatmosphäre muß jedoch im Beutel verbleiben.
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Die zurückgehaltene Gasatmosphäre muß den äußeren atmosphärischen
Druck ausgleichen und dabei ein Zusammenfallen des vorgebackten Brotes verhindern.
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Bei der Durchführung von Tests hat sich gezeigt, daß das vorgebackte
Brot bei nicht vorhandener harter Kruste nur eine Druckbruchfestigkeit besitzt,
die nur einem Drittel der von normalem Brot entspricht.
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Bei nicht vorhandener Atmosphäre im Beutel wäre das vorgebackte Brot
dem atmosphärischen Druck unmittelbar ausgesetzt, was zu einem Zusammenfallen des
Brotes führen würde.
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Die vor der Sterilisierphase eingefüllte Atmosphäre ermöglicht auch
den Aufbau einer Grenzschicht zwischen den Wänden der Folie und den Wänden des vorgebackten
Brotes, das nur eine leichte nicht karamelisierte Kruste besitzt.
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Diese Grenzschicht, die Feuchtigkeit enthält, erlaubt die langsame
erneute Adsorption der Feuchtigkeit durch
das vorgebackte Brot,
wobei die feuchten Wände des Beutels ein Andrücken und Haften der äußeren Wände
des vorgebackten Brotes verhindern. Dieser Kontakt würde zu einer flüssigen Grenzschicht
führen, was eine Zersetzung der leichten Kruste des vorgebackten Brotes unter Einwirkung
von Wasser und Bildung einer teigigen, klebrigen Lage zur Folge hätte, die an den
Wänden haften würde, wenn man den Beutel öffnet, Dadurch würde das Erzeugnis unansehnlich
und für den Handel unannehmbar werden.
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Schließlich muß die Atmosphäre, die in den Beutel tor der Sterilisierphase
eingegeben wird, verhindern, das das vorgebackte Brot während der Wochen der Lagerung
angegriffen wird. Ein oxidierendes Medium wird vermieden und die Wirkung von Stickstoff
in Kombination mit Eohlendioxid angestrebt. Letzteres Gemisch ist ein feuchtes Medium,
das zur Bildung von Kohlensäure führt, die wegen ihrer fungiziden und bakteriostatischen
Wirkung bekannt ist.
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Die interne Atmosphäre im Beutel wird in der Tat während der Konservierungszeit
atmosphärischen Sauerstoff enthalten, der sich eigentlich während der Verpackungsphase
im Brot befindet. Dieser Sauerstoff wird vom durch das Brot konstituierten Medium
während der Sterilisierphase entgast und findet sich mit Stickstoff und Kohlendioxid
wieder in die zurückbleibende Atmosphäre des Beutels erneut eingefüllt, während
der Sterilisierphase entgaste Wasserdampf dann sehr weitgehend vom Brot während
der Sonservierungsphase bei Umgebungstemperatur adsorbiert wird.
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Die Kurve der Fig. 2 zeigt die Entwicklung der Temperatur innerhalb
des Brotes und des vorgebackten Brotes während
verschiedener Herstellungs-
und Zubereitungsphasen nach der Erfindung.
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Nach dem Erfindungsgedanken soll ein Abfallen der Temperatur im Durchschnitt
unter 700C und einem Minium von 500C beim Brot stück zwischen der Backphase und
der Sterilisierphase vermieden werden, denn hierdurch kommt es zu den eingehend
beschriebenen Vorteilen. Die Sterilisierzeit beträgt maximal 10 Minuten, wenn man
von einem vorgebackten Brot ausgeht, dessen Temperatur auf etwa 500C abgesunken
ist. Die Sterilisierzeit kann jedoch beträchtlich verkürzt werden, indem die Zufuhrungsrate
der Verpackungs- und Sterilisierstation zur Zuführungsrate- des Ofens geregelt wird,
um so die zwischen beiden Phasen lagernden mengen gering zu halten und demzufolge
die Sterilisierung näher zum Ausgang des Ofens zu bringen.
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Somit liegt die Sterilisierzeit, die man so gewinnt, gegenüber der
zum Sterilisieren von normalem Brot erforderlichen Sterilisierzeit beträchtlich
niedriger, d.h. um etwa die Hälfte kürzer. Falls jedoch vorgebacktes Brot auf Umgebungstemperatur
zurückkehren darf, wären Sterilisierzeiten bis zu einer Stunde aufgrund der Zerbrechlichkeit
nötig, die sich aus der nicht vorhandnen Struktur und dem hohen Reuchtigkeitsgehalt
ergibt.
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Nun wären derartige Sterilisierzeiten mit der physikalischen Festigkeit
des Verpackungsmaterials unverträglich und die Beutel würden aufgrund des übermäßigen
inneren Drucks des Wasserdampfes während der Sterilisierphase bersten.
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Die Kurvenzeichnung der Fig. 2 zeigt bei JL mit der gestrichelt gezogenen
Linie den Verlauf der Wärmekurve im Herzen der Brotstücke, falls diese eine zeitlang
abgekühlt werden. Bei B zeigt die benfalls gestrichelt gezogene Linie die Wärmekurve
des Temperaturanstiegs im Herzen der Brotstücke während der Sterilisierungsphase,
falls ein Brotstück bei Umgebungstemperatur genommen wurde. Hieraus ist ersichtlich,
daß die Dauer des Durchgangs der Packung in den Sterilisator sich bereits mehr als
verdoppelt haben würde, um die Temperatur im Herzen des Brotstücks auf Sterilisiertemperatur
zu bringen.
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In der Tat sollte die Dauer für den Fall mehr als das Doppelte betragen,
daß die Brotstücke im äußerlichen Medium bei Umgebungstemperatur geblieben wären,
denn sie wären dann bereits weitgehend dem Einwirken äußerer Mikroorganismen auge
setzt gewesen und würden deshalb einer weit längeren Sterilisierzeit unterzogen
werden müseen.
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Der Kurvenverlauf der Fig. 3 zeigt.die Entwicklung des durchschnittlichen
Wassergehalts in dem-vorgepacktem Brot in einer natürlichen Abkühlungsphase bei
Umgebungstemperatur und durchschnittlicher Feuchtigkeit (Kurve C) im Vergleich zur
Entwicklung des Wassergehalts des vorgebackten Brotes im Verfahren nach der Erfindung
(Kurve D).
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Die Kurve C zeigt, daß sich der Wassergehalt in vorgebacktem Brot,
das in normaler Abkühlungphase gelassen wird, nach einer Stunde auf natürliche Weise
von einem Wert nahe 38% bis auf einen Wert bei etwa 36% nach einer Stunde verringert.
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Dieser Verlust am Wassergehalt stellt eine Unterbrechung im Zyklus
dar, der einsetzt, wenn das Brot den Ausgang des Vorbackofens verläßt und zur Fertigbereitung
im Haushalt oder an eine andere Stelle weiterbefördert wird, wo es den abschließenden
Backvorgang durchläuft. Von grundlegender Bedeutung für die Erfindung ist der Gedanke,
daß der Konsument oder Fertigsteller dem Ofen ein gebackenes Brot entnimmt, das
im Grunde genommen mit dem eines Bäckerofens entnommenen normalen Brots identisch
ist und sämtliche Merkmale und Eigenschaften dieses normalen Brotes aufweist.
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Somit ist es Aufgabe der Erfindung die physikalischen Eigenschaften
des vorgebackten Brotes bei dessen Verlassen des Vorbackofens zu "kristalisieren"
und es in dem Istzustand solange zu erhalten, bis der Benutzer es in den eigenen
Ofen gibt und dadurch den ergänzenden Gesamtbackvorgang zum Abschluß bringt, wobei
er das Brot im wesentlichen in dem Zustand entgegennimmt, in dem es den Vorbackofen
verlassen hat, und wobei das Brot unter beständigen und umveränderten Bedingungen
zwischen dem Vorbackofen und dem Backofen im Haushalt konserviert wurde.
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Der Wassergehalt des vorgebackten Brots stellt eine der bedeutenden
Charakteristiken dieses Erzeugnisses dar.
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Falls nun tatsächlich der Wassergehalt beträchtlich verändert und
gesenkt wird, so ist leicht einzusehen, daß das beim abschließenden Backvorgang
gewonnene Brot beim Verbraucher beträchtlich trockener als das normale sein wird.
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Die in Fig. 4 dargestellte und zum Verpacken von zum Teil
gebackten
Broten oder Brot stücken dargestellte Vorrichtung weist einen Formgeber 1 auf, auf
dem eine kontinuierliche Folie 2 geführt wird, die aus einem heißverschweißbaren
synthetischen Werkstoff besteht, der von einer Spule 3 abgespult wird. Diese Folie
bildet nach Durchlaufen des Formgebers 1 eine röhrenförmige Hülle 4, die vom Formgeber
1 der Versiegelungsvorrichtung 5 kontinuierlich zugeführt wird. Die Kanten der Hülle
werden nach Passieren des Formgebers 1 im Durchgang auf einer mittleren und unteren
Verschweißschiene 6 bekannter Bauart zusammengeschweißt.
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Zwischen dem Formgeber 1 und der Verschweißvorrichtung 5 erstreckt
sich der Raum innerhalb der Hülle über eine gesamte Länge, die so bemessen ist,
daß ein ausreichend knapper Sitz erzielt wird, so daß die Brötchen an der quer verlaufenden
Verschließungsstelle und der Versiegelungsvorrichtung 5 unter Vakuum eingefügt werden.
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Die Brote oder Brötchen 7,8,9,10 werden in regelmäßigen Intervallen
auf einem Förderband 12 unter Durchlaufen der vom Eingang des Formgebers gebildeten
Mündung in die Hülle 4 eingeführt.
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Hierbei bewegen sich die Brötchen 7, 8, 9, 10 synchron mit der Hülle
von dem Formgeber her zur querliegenden Versiegelungsstelle 5 weiter.
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Im Innenraum der Hülle ist ein kleines Rohr 13 vorgesehen, das an
seinem Ende in ein vorzugsweise erweitertes und abgeflachtes Mundstück 14 ausläuft,
das innerhalb der Hülle in einer unmittelbar der Versiegelungsstelle 5 vorgelagerten
Zone angeordnet ist.
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Dabei verläßt das kleine Rohr 13 den inneren Raum der Hülle, durchläuft
die Mündung des Formgebers 1 und läuft in ein Dreiwegventil 16 aus, das einerseits
an einem Rohr 15 liegt, das zu einer Vakuumquelle führt, und das andererseits an
ein zweites Rohr 15' angeschlossen ist, das zu einer Quelle neutralen Gases wie
Stickstoff und C02 führt.
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Die quer angeordnete Versiegelungsstelle 5 besteht aus zwei oberen
und unteren Förderbändern 17 bzw. 18, die von Rollen 19, 19', 20, 20' gehalten und
angetrieben werden. Hierbei weisen die Förderer ein mit nicht haftendem Werkstoff
verkleidetes Band auf, das ein stondämpfendes Kissen beispielshalber aus synthetischen
Schaumstoff bildet. An jedem Förderer 17 und 18 sind quer verlaufende Heißschweißstäbe
21, 22 und 21', 22' vorgesehen. Diese Stäbe sind quer verlaufend sowie von einem
Förderer zum anderen symmetrisch angeordnet, so daß sie zum Rapport kommen, wie
Fig. 4 zeigt, und zwischen sich den quer verlaufenden Abschnitt der Hülle 4 zwischen
sich festhalten. Diese Stäbe sorgen im Hinblick auf die Heißverschweißung der Hüllenwand
für den Kontakt und die Aufwärmung. Die beiden Stäbe bilden die Heißverschweißbacken
und begleiten die Hülle während der einen halben Lauf entsprechenden Zeitspanne,
d.h. zum Vorwärtslauf des Förderers, wobei die Rückkehr der Stäbe von ihrer unterstromigen
Stellung zur oberstromigen Stellung durch den Außenteil des Förderers gewährleistet
wird.
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In diesem Zusammenhang kehren die Stäbe in regelmäßigen Abständen
zum Rapport am Eingang der Versiegelungsstelle
zurück und nähern
einander, bis sie den quer verlaufenden Abschnitt der Hüllenwand einfangen, wodurch
ein Verschließen der Hülle in regelmäßigen Intervallen erreicht wird und die einzelnen
ein oder mehrere Brötchen enthaltenden Beutel geformt werden.
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Das kleine Rohr 13 wird abwechselnd aufgrund der Betätigung des Dreiwegventils
16 über das Rohr 15 mit der Vakuumquelle und mit der Quelle für eutralgas wie Stickstoff
in Verbindung gesetzt. Der Betrieb des Dreiwegventils verläuft selbsttätig und wird
von einem elektrisch, pneumatischen oder ähnlichen Servosteuerrelais gesteuert,
so daß entsprechend den Bewegungen der Heißschweißstäbe, die die Beutelverschließvorrichtung
darstellen, das Dreiwegventil in regelmäßigen Zeitabständen betätigt wird.
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Somit wird während des größeren Teils eines der Bildung eines Beutels
entsprechenden Zyklus das Rohr 16 über das Dreiwegventil mit der Vakuumquelle verbunden.
Hierbei wird die unmittelbar stromauf von der Versiegelungsstelle gelegenen Hüllenzone,
d.h. der unterhalb von erweiterten Mundstück 14 gelegenen Zone, unter Teilvakuum
gesetzt.
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Die innerhalb der Hülle von der Versiegelungsstelle 5 zum Formgeber
1 wartenden Brötchen füllen im wesentlichen denQuerabschnitt der Hülle und bilden
somit hinreichende Versiegelungspuffer oder -schirme, die dem unmittelbaren Einströmen
von Außenluft entgegenwirken, die die Luft leermachung aufheben könnte. Somit wird
ein ausreichendes Teilvakuum zum Zwecke der Verpackung in dem Raum innerhalb der
Hülle unmittelbar vor der Verschlußzone erzeugt. In dieser Phase des Zyklus saugt
das Mundstück 14 einen großen Teil der Luft innerhalb der Hülle an, wodurch die
aus poröser Masse bestehenden Brötchen, die darin enthalten sind, entgast werden
und ein
großer Teil des atmosphärischen Sauerstoffs, der in den
Zellen der Brötchen vorhanden ist, eliminiert wird.
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In der darauffolgenden Phase, die dem Abschluß des Beutelbildungszyklus
entspricht, sind die von den Heißverschweißstäben 22, 22' gebildeten Backen dann
bereit, sich an die Wände der Hülle eng anzulegen, sich zu schließen und demzufolge
auch den gerade gebildeten Beutel zu verschließen. Hierbei setzt das Dreiwegventil
16 für eine begrenzte Zeitdauer das Innenrohr 17 mit der Stickstoffquelle 15' in
Verbindung, wobei Stickstoff in die Hülle in einer Zone eingeblasen wird, die dem
zu schließenden Beutel entspricht. In diesem Zusammenhang wird bei Aufeinandertreffen
der Backen oder Heißschweißstäbe 22, 22', wodurch der Beutel geschlossen und die
Brötchen eingeschlossen werden, vom Raum im Beutel eine große Menge atmosphärischer
Sauerstoff entfernt, wofür als Teilausgleich ein neutrales Gas wie Stickstoff eingeströmt
wird, sodaß eine Oxidation des Erzeugnisses während des Aufbewahrens vermieden wird.
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Hiernach werden (Fig.4) die einzelnen Beutel, die eine kontinuierliche
Kette bilden, zum Tunnelofen 25 weiterbefördert, in dem die abschließende Wärmebehandlung
zur Sterilisierung durchgeführt wird. Die verpackten, den Ofen verlassenden Brötchen
sind somit sterilisiert und in einer luftdichten Verpackung verschlossen, in der
wenig oder gar kein Sauerstoff vorhanden ist. Sie sind deshalb lagerfähig und behalten
dabei ihren wertvollen Geschmack bei.
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Ein Schlechtwerden der Brötchen durch Einwirken von Mikroorganismen
wird dadurch vermieden, dã die Brötchen in der Tat durch die versiegelte und luftdichte
Verpackung vor Mikroorganismen geschützt sind.
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Fig. 5 zeigt eine einzelne Verpackung 26, die dem Ofen entnommen worden
ist und die zwei Brötchen 27 und 28 enthält, die unter einer versiegelten Folie
Seite an Seite liegen. Dies besagt, daß hier die Brötchen paarweise auf dem Förderer
12 verschoben werden.
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Wird nun der Verzehr der Brötchen 27 und 28, die möglicherweise mehrere
Wochen oder Monate in der Verpackung 26 aufbewahrt wurden, ins Auge gefaßt, so werden
die Brötchen ihrer Verpackung 26 entnommen, in einen herkömmlichen Ofen gegeben
und bis auf etwa 250 0C während einer Zeitspanne von 10 Minuten erhitzt. Die Kruste
der Brötchen nimmt seine gewöhnliche Färbung an, der Backvorgang ist abgeschlossen
und das Brot, das man nach dem Herausnehmen aus dem Ofen in den Händen hat, weist
das gleiche genau so frische und krustige Aussehen auf, wie das beim Bäcker gekauft
Brot.
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Dies wird durch Vermeiden der Abkühlungsphase in der offenen Luft
sowie durch die sterile Verpackung des Brotes unmittelbar nach Verlassen des Vorbackofens
unter Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehaltes und des Wassergehaltes im vorgebackten
unter konstanten Bedingungen erreicht.
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Der Wasserverlust wird somit vermieden und das Brot in einem hermetischen
Medium eingeschlossen. Es wird ein Ausgleich zwischen dem Wassergehalt des Brotes
und der zurückbleibenden Atmosphäre des Beutels erreicht, durch den ein optimaler
Wassergehalt im vorgebackten Brot während der Aufbewahrung aufrechterhalten wird.
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