DE3447544A1

DE3447544A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen pasteurisierung von verpackten lebensmitteln

Info

Publication number: DE3447544A1
Application number: DE19843447544
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. 3014 Laatzen Koch; Gerd Dr.-Ing. Dr. Naumann; Rolf Ing.(grad.) 3012 Langenhagen Skubich; Gerhard Dr. 3006 Großburgwedel Syrbius
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE3447544C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuier-
lichen Pasteurisierung von verpackten Lebensmitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Pasteurisierung von Lebensmitteln der Gattung, wie beschrieben im Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine für die Durchführung des Verfahrens besonders gut geeignete Vorrichtung der Gattung, wie beschrieben im Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Ein Mikrowellendurchlaufgerät mit einem endlosen Transportband zum Erwärmen von Lebensmitteln ist bekannt aus der US-PS 4,246,462.
Beispielsweise wird in Scheiben geschnittenes und verpacktes Brot in einem Umpack- bzw. Transportkorb gepackt und dann ei nem Pasteurisiervorgang unterworfen, um die Keime, die die Brotscheiben beim Schneid- und Verpackvorgang kontaminieren, ganz oder teilweise abzutöten. Durch diese Maßnahme wird die Haltbarkeit der verpackten Brotscheiben, ohne dem Brotteig zu7uset7ende chemische Konservierungsmittel, erheblich verlänqert.
m verpackt.e Lebensmittel wirtschaftlich pasteurisieren zu können, ist es von ausschlaggebender Bedeutung, diese, wenn es sich um weiche Materialien (wie beispielsweise in Polyäthylenbeuteln verpackte Brotscheiben) handelt, die nach dem Durchlauf durch die Pasteurisieranlage sehr instabil sind, sehr schonend zu handhaben, um Beschädigungen zu vermeiden.
Aber auch sehr kleine Lebensmittelpackungen können nur in ei ner unwirtschaftlichen Weise als Einzelpackungen in einer Mikrowellenkammer pasteurisiert werden.
Auf der anderen Seite verursachen die Transportkörbe beim Durchlauf durch die Mikrowellenkammer Probleme, weil z.T. er hebliche Überhitzungen der verpackten Lebensmittel in den Körben jeweils an den quer zur Transportrichtung verlaufenden Stirnseiten auftreten.
Die sich in den Umpackbehältern befindenden Lebensmittel absorbieren eine bestimmte Menge Mikrowellenenergie während de Durchlaufs durch die Kammer. Die mittels Magnetrons erzeugte Energie wird durch mehrere stationäre Einspeiseöffnungen in die Mikrowellenkammer eingespeist. Beim Durchlauf des Transportbandes mit den darauf angeordneten Transportkörben durch die Kammer, wird von der Last, d.h. dem zu pasteurisierenden Gut, eine bestimmte Menge Mikrowellenenergie absorbiert. Da jedoch zwischen den einzelnen Transport- bzw. Umpackbehältern in der jeweiligen Trennfuge keine energieabsorbierende Last vorhanden ist, erhöht sich in diesen Bereichen die Temperatur erheblich, wodurch ohne entsprechende Gegenmaßnahmen starke Überhitzungen in der Mikrowellenkammer entstehen.
Hervorgehoben werden muß, daß die mit durch die Anlage laufenden Transportkörbe aus Kunststoff oder aus Pappe bzw.
allgemein aus einem mikrowellenenergiedurchlässigen Material sein müssen, weil sonst eine gleichmäßige Erwärmung der sich darin befindenden Lebensmittel nicht möglich ist. Die stirnseitigen Korbwände bilden für die Mikrowellen keinerlei Widerstand. Der Kunststoffkorb wird während des Durchlaufs durch die Anlage fast nicht erwärmt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren zum Pasteurisieren von Lebensmitteln, die sich in einem Umpack- bzw. Transportkorb befinden, mittels Mikrowellen vorzuschlagen, wobei die Lebensmittel während des Pasteurisiervorganges in dem Umpackkorb verbleiben können.
Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Mikrowellenpasteurisiervorgang zu ermöglichen, ohne schädliche thermische Überbelastungen der in Umpack- bzw. Transportbehältern sich befindenden Lebensmittel.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Verfahrensanspruchs 1 niedergelegten Merkmale gelöst.
Für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtungen werden in den Vorrichtungsansprüchen beansprucht.
Im Längsmittelbereich der Transportkörbe wird die Temperatur im zu pasteurisierenden Gut gemessen, wodurch Rückschlüsse über die absorbierte Mikrowellenenergiemenge gewonnen werden.
Die Energieabsorption des zu pasteurisierenden Gutes an den Stirnseiten im Korb ist wesentlich größer als im Mittelbereich, weil hier eine größere Oberfläche (die Stirnseite) für die Energieabsorption zur Verfügung steht. Wenn nunmehr die im mittleren Korbbereich absorbierte Energiemenge, die jeweils in Abhängigkeit vom zu pasteurisierenden Gut unterschiedlich ist, gemessen wird und dann entsprechend der gewonr1enen Werte die Energiedichte der Mikrowelleneinstrah-1 und für die Stirnseiten redu7iert wird auf den Energiedichtewert des Mittelbereichs, wird wirkungsvoll jegliche punktuelle Temperaturüberbelastung der Stirnseiten eliminiert Durch eine derartige Maßnahme wird wirkungsvoll vermieden, daß die Temperatur in dem Zwischenraum zwischen den Umpackbehältern, aber auch dort, wo sich die stirnseitigen Kunststoffbehälterwandungen befinden, höher ansteigt als an den anderen Stellen, z.B. in der Mitte der Umpackbehälter.
Die Mikrowellenabsorption wird fast gleichbleibend gehalten, wodurch auch die Temperaturverlaufskurve fast gleichmäßig ist.
Es wird somit ermöglicht, Lebensmittel kontinuierlich zu pasteurisieren, die bereits in die Behälter eingepackt sind die auch für den späteren Transport eingesetzt werden.
Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung, d.h. für die Erzeugung einer kontinuierlichen Mikrowellenabsorption, weist Merkmale, wie beansprucht in den Vorrichtungsansprüchen 2 und 3 , auf.
Durch die waagerechte Anordnung flächiger Metallteile oberhalb und unterhalb der Trennfuge zwischen zwei Umpackbehältern, die mindestens soweit die jeweiligen Stirnseiten der Behälterwandung überlappen, daß die Dicke der Behälterwandungen abgedeckt ist, wird erreicht, daß die Stirnseiten des Korbinhaltes annähernd die Temperatur des Mittelbereiches des Korbinhaltes erreicht, weil durch die Metallteile weniger Mikrowellenenergie in diese Bereiche eindringen kann. Die Energiedichte wird somit reduziert.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, daß die Metallteile etwa eine Breite aufweisen müssen, die die mittlere Trennfuge zwischen den Körben und die angrenzenden b i den stirnseitiyen Behaiterwandungen überlappt.
Wenn diese Breite der Teile eingehalten wurde, zeigten die in den Körben stirnseitig lagernden Lebensmittel etwa die Temperatur der Mittelbereiche.
In die Mikrowellenkammer wird mittels mehrerer Magnetrons über systematisch gegeneinander versetzten Einspeiseöffnungen eine relativ gleichmäßige Energiedichte aufgebaut.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird in Anspruch 3 beschrieben.
Durch die Anordnung jeweils eines unteren und oberen Transportbandes mit in dessen Außenflächen integrierten Metalltei len oder -geweben, die jeweils synchron unten und oben in die Mikrowellenkammer einlaufen und dem Korbanfang und -ende zugeordnet werden,; wird in den Stirnbereichen eine Reduzierung der Energiedichte erreicht.
Die Trennfuge zwischen zwei Körben muß jeweils mittig auf die oberen und unteren Metallteile angeordnet werden.
Um zu erreichen, daß jeweils die Korbanfänge und -enden in der Mitte positioniert werden, wird gemäß Anspruch 4 eine Automatisierung dieses Vorganges vorgeschlagen.
Die auf das Transportband aufgesetzten Körbe werden so lange von einer Sperrklinke gehalten, bis der Korbanfang auf die Quermittellinie der oberen und unteren Metallteile positioniert ist. Dann erfolgt beispielsweise die Freigabe des Korbes und der nachfolgende Korb wird bündig an den ersten Korb positioniert usw.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Transportkörbe jeweils exakt auf die Mitte der in dem oberen und unteren Irnspnrtband integrierten Metallteile angeordnet.
werden. Somit erfolgt eine entsprechende Reduzierung der Mikrowellenenergiedichte in Abhängigkeit von der absorbierten Energiemenge der Mittelbereiche des Korbinhaltes.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, jeweil im Mikrowellenkanal im Abstand zueinander angeordnete Energieeinspeiseöffnungen vorzusehen, wobei die Abstände jeweils entsprechend einer Korblänge bemessen werden.
Weist beispielsweise der Mikrowellenkanal die Länge von 4 Körben auf, so werden fünf quer zum Transportband ausgebildete Einspeiseöffnungen vorgesehen.
Jeweils wenn ein Korbanfang urid ein'Korbende unter einen Mikrowelleneinspeisekanal hindurchlaufen, wird die eingespeiste Mikrowellenenergie reduziert, d.h. die Energiedichte wird verringert.
Die Reduzierung wird jeweils in Abhängigkeit der im Mittelbereich des Korbinhaltes absorbierten Energiemenge vorgenommen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die eine wesentlich größere Oberfläche aufweisenden Stirnseiten des Korbinhaltes annähernd die gleiche Mikrowellenenergiemenge absorbieren wie die mittleren Bereiche des Korbinhaltes, wodurch schädliche Temperaturspitzen an den Stirnseiten wirkungsvoll vermieten werden.
In den Zeichnungen werden verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Einrichtungen, die für die Durchführung des Verfahrens geeignet sind, gezeigt.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematisiert dargestellte Linrichtung mit aufgelegten Metallteilen im Längsquerschnitt.
Fig. 2 eine ähnliche Einrichtung wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch mit in Transportbändern integrierten Metallteilen bzw. -g.eweben.
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit hinsichtlich ihrer Energieabgabe gezielt steuerbaren Magnetrons.
Fig. 4 einen schematisiert dargestellten Inhalt eines Transportkorbes und dessen Temperaturverteilung gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 4a eine Temperaturverlaufskurve zu Fig. 4.
Fig. 5 den Inhalt eines schematisiert dargestellten Transportkorbes gemäß der Erfindung.
Fig. 5a eine Temperaturverlaufskurve in Abhängigkeit der Überlappungslänge der flächigen Metallteile.
In Fig. 1 wird eine Pasteurisieranlage gezeigt, die aus einer Kammer 1, einem durch die Kammer 1 laufenden endlosen Transportband 2 und Magnetron 3 und 4 für die Einspeisung der Mikrowellenenergie in Kammer 1 besteht.
Auf dem Transportband 2 sind Kunststoffkörbe 5 angeordnet, die jeweils ohne freie Zwischenräume mit in Polyäthylenbeuteln verpackten Brotscheiben gefüllt sind.
Auf dem Iransportband 2 werden Metallteile 6 gelegt, und zwar derart, daß jeweils die Stirnseiten 5a und 5b der Kör- be 5 darauf angeordnet sind.
Auf den Trennfugen zwischen den Stirnseiten 5a und 5b werden Metallteile 7 gelegt, die die Korbwände überlappen, so daß iin den Trennfugen zwischen den Stirnseiten weniger Mikrowellenenergie eindringen kann.
Je nach der im mittleren Bereich des Korbinhaltes vorhandenen Energieabsorption wird die Überlappungsbreite der Metallteile 6 und 7 bestimmt.
In Fig. 2 wird eine weitere Ausführungsform der Einrichtung gezeigt, jedoch mit zwei endlosen Bändern 8 und 9, in die di Metallteile 6 und 7 integriert sind, so daß sie mit den Bänderoberflächen bündig abschließen.
Durch Sperrklinke 10 wird sichergestellt, daß die jeweiligen Stirnseiten 5a und 5b der Körbe 5 exakt zwischen zwei Metall flächen 6 und 7 in der quer zur Transportrichtung verlaufenden Mitte der Metallflächen 6 und 7 positioniert werden beim Durchlauf durch die Anlage.
In Fig. 3 wird eine andere Ausführungsform für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei der, anstelle der flächigen Metallteile 6 und 7 für die Reduzierung der Energiedichte an den Stirnseiten der Körbe in Abhängigkeit der absorbierten Energiemenge in den Mittelbereichen der Körbe, eine gezielte Verminderung der Energieeinspeisung erfolgt.
r is werden eine Vielzahl kleiner Magnetrons 11 vorgeschen, dir jeweils an einselne Linspeiseöffnungen 12 der Kammer 13 .111(1(1!iOll e ii '; i Ei .
Die Regelgeräte der Magnetrons 11 sind an einen Regler 14 an geschlossen.
Durch beispielsweise eine Fotozelle oder eine andere beliebige Einrichtung, die ebenfalls an Rechner 14 angeschlossen ist, wird dem Rechner ein Signal dann übermittelt, wenn die Stirnseiten 5a und 5b der Körbe 5 unter die Einspeiseöffnungen 12 der Magnetrons 11 hindurchlaufen.
Aufgrund des in diesem Augenblick an den Rechner übermittelten Signals wird die Leistung der Magnetrons 11 reduziert, so daß die Stirnseiten der Korbinhalte einer geringeren Ener giedichte ausgesetzt werden. Die Reduzierung der Magnetronleistung erfolgt in Abhängigkeit der absorbierten Energiemenge im mittleren Korbbereich derart, daß die Energieabsorp tion der stirnseitigen Korbbereiche in etwa gleich der Korbmittelbereiche ist, wodurch im gesamten Bereich eine nahezu gleichmäßige Erwärmung erfolgt.
In Fig. 4 und 4a wird die Temperaturverteilung des Korbinhaltes gezeigt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht an gewandt wird. Durch die Temperaturerhöhung in den Randbereichen wird in den Brotpackungen Dampf erzeugt, so daß die Ver packungen sehr viel Kondenzwasser enthalten oder sogar platzen können.
In Fig. 5 wird schematisiert der Temperaturverlauf im Korb aufgewieen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird. Es wird ersichtlich durch die angegebenen Zahlen, daß nur geringe Temperaturdifferenzen vorhanden sind.
in Fig. 5a werden zwei Temperaturverlaufskurven 20 und 21 ge zeigt. Beim Einsatz eines sehr schmalen flächigen Metalltei-1 es 6 oder 7, welches die Korbwandungen nur teilweise berklappt, wird die Temperaturverlaufskurve 20 erhalten, die zeigt, daß an den stirnseitigen Korbbereichen ansteigende Temperaturwerte vorhanden sind.
Durch Kurve 21 werden die Meßergebnisse beim Einsatz eines breiteren flächiqen Metallteile 6 oder 7 dargestellt. In diesem Fall betrug die Überlappung der stirnseitigen Korbwän de 5a und 5b durch die Metallteile etwa jeweils 4 cm.
Die Temperaturverlaufskurve 21 zeigt, daß in einem solchen Fall sogar eine erhebliche Senkung der stirnseitigen Temperaturen der Körbe erreicht werden kann.
Ein fast gleichmäßiger Temperaturverlauf wurde erreicht, wen die Metallteile die Korbwandungen um etwa 1 cm überlappten, wie dargestellt durch Temperaturverlaufskurve 22.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Pasteurisieren von mittels einer Verpackung umhüllten, in einem Transportkorb angeordneten Lebensmitteln durch Mikrowellenenergie, die durch eine kontinuierlich arbeitende Mikrowellenanlage geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das zu pasteurisierende Gut bezogene Energiedichte der Mikrowelleneinstrahlung im Bereich der Stirnseiten, der quer zur Transportrichtung gegeneinander angeordneten, nicht metallischen Transportkörbe auf die vom zu pasteurisierenden Gut im Mittelbereich der Transportkörbe absorbierte Energiemenge reduziert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum kontinuierlichen Pasteurisieren von verpackten Lebensmitteln durch Mi- krowellenenergie, die in einem Transportkorb durch die Mikrowellenanlage geführt werden, bestehend aus einer mit Mikrowellen beaufschlagten Kammer, durch die ein oder mehrere Transportbänder geführt werden, wobei auf dem. unteren Transportband die Umpackbehälter durch die Mikorwellenkammer geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils unterhalb und oberhalb der quer zur Transportrichtung verlaufenden Trennfugen zwischen den Stirnseiten der Umpackbehälter (5) flachige und beide Stirnseiten quer zur Transportrichtung überlappende, mit durch die Mikrowellenkammer (1) laufende Metallteile bzw -gewebe (6, 7) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Metallteile bzw -gewebe (6, 7) jeweils auf der Außenseite auf zwei endlosen, umlaufenden Transportbändern befestigt sind und bündig mit der Transportbandoberfläche abschliessen, und daB jeweils ein Metallteil (6, 7) des oberen und unferen,Transnort.bandes sich aeaenüberliegend in die Mikrowellenkammer einlaufen.
4. Vorrichtunq nach den Anspriichen 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (5a, 5b) der Umpackbehälter jeweils durch Freigabe einer Sperrkline (10) oder dergleichen auf die quer zur Transportrichtung uerlaufenden Mitte der oberen und unteren flächigen Metallteile bzw -gewebe (6, 7) positioniert werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Mikrowellenkanal (13) im Abstand zueinander angeordnete Energieeinspeisekanäle (12) vorgesehen werden, und daß die Abstände der Energieeinspeisekanäle zueinander entsprechend der Korblänge auf dem Transportband (2) gewählt werden.