DE3518239A1 - Verfahren und vorrichtung zur nahrungsmittelverarbeitung - Google Patents

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR NAHRUNGSMITTELVERARBEITUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Nahrungsmittelverarbeitung, insbesondere den Röstvorgang von Imbißwaren in schwimmendem Fett.

Die üblicherweise in der Industrie zum Rösten von Nahrungsmitteln, insbesondere Imbißwaren, wie z.B. Kartoffel chips,
Bananenchips und dergleichen, verwendeten Verfahren schließen die chargenweise sowie die kontinuierliche Verarbeitung ein. Ein Chargenbetrieb, z.B. zur Herstellung von Kartoffelchips, umfaßt das Kochen einer Charge von entweder gewaschenen oder ungewaschenen Kartoffelscheiben in einem Kochgerät, das ein
Kochmedium, wie z.B. heißes Öl, enthält sowie die Entnahme der gesamten Charge aus dem Öl zur weiteren Verarbeitung, wie z. B. zum Entölen, Würzen usw. Das Kochmedium kann aus Öl,

Schweinefett oder anderen üblichen Materialien bestehen. Aus Bequemlichkeit wird nachfolgend das Kochmedium als Öl bezeichnet, jedoch ist es verständlich, daß auch irgendein übliches Kochmaterial Verwendung finden kann.

Die kontinuierliche Verarbeitung von beispielsweise Kartoffelchips umfaßt üblicherweise die Förderung der ungekochten Kartoffelscheiben durch ein heißes Öl enthaltendes Kochgerät in der Weise, daß die Zeitdauer, während der sich die Kartoffelscheiben im Öl befinden, sowie die Öltemperatur für die gewünschten Kartoffelchips geeignet sind. Es gibt verschiedene Kochgerätebauarten, wobei die gebräuchlichste lineare Förderer verwendet. Bei einem derartigen Kochgerät werden die
Kartoffelscheiben kontinuierlich an einem Ende des Kochgeräts ins Öl gesetzt und unter Steuerung durch das Kochgerät
befördert und am anderen Ende des Kochgeräts Kartoffel chips
kontinuierlich entnommen. Bei der chargenweisen Verarbeitung oder der kontinuierlichen Verarbeitung kann die Erhitzung

des Öls mit Hilfe direkt ins'Öl getauchter Heizeinrichtungen oder durch Zirkulation des Öls zu einer externen Heizeinrichtung und Rückführung des erhitzten Öls in das Kochgerät erföl gen.

Übliche Kartoffelchips können durch Bezugnahme auf standardisierte Farbskalen, den Ölgehalt, den Wassergehalt, die Anzahl der Falten, Klumpen, Blasen und dergleichen charakterisiert werden. Die Tauglichkeit einer bestimmten Kartoff elsorce zum Erzielen gewünschter Chipsqualitäten ist definiert durch ihre Schneid- bzw. Schnitzelqualität. In der Regel weisen die üblichen Chips einen Fettgehalt im Bereich von etwa 32 bis 40 Gewichtsprozent auf und können entweder chargenweise oder kontinuierlich gekocht werden. Die gewöhnlichen Kochvoraussetzungen für übliche Kartoffelchips bei einem kontinuierliehen Prozeß bestehen in einer externen Heizeinrichtung sowie einer kontinuierlichen Ölzirkulation. Die Chips werden zu Beginn in heißes Öl mit einer Temperatur von etwa 182° bis 199°C (360° bis 390⁰F) eingetaucht und derart durch das Kochgerät befördert, daß ein Temperaturabfall des Öls entlang des Kochweges auftritt. Die gekochten Chips werden dem Öl bei einer Temperatur von etwa 160° bis 177⁰C (320° bis 350°F) entnommen. In der Regel tritt während des kontinuierlichen Kochens von üblichen Kartoffelchips ein Temperaturabfal 1 von 16,6° bis 25°C (30° bis 45°F) auf. In einigen Fällen werden Mehrzonen-Kochgeräte verwendet, bei denen längs des Kochweges in einer Zone die Temperatur abfällt und dann beim Eintreten in die nächste Zone ansteigt, wodurch sich ein "sägezahnförmiges" Temperaturprofil längs des Kochweges ergibt.

Andere kontinuierliche Kochsysteme für übliche Kartoffelchips umfassen direkt gefeuerte Kochgeräte sowie Tauchrohr-Kochgeräte. Das Zeit-Temperatur-Profil längs des Kochgeräts kann durch Modifizierung des Kochgeräteaufbaus geändert werden, wobei jedoch enge Grenzen durch die Tatsache auferlegt werden,

daß die Wärmeübertragungsfähigkeit durch die in dem Kochgerät verfügbare Wärmeübertragungsfläche beschränkt ist. Diese
Kochgerätearten sind bei äquivalenten Produktionsraten meist notwendigerweise größer als Kochgeräte mit externen Wärmeaustauschern und was noch wichtiger ist, sie enthalten unnötigerweise viel mehr Kochöl als zum Kochen des Nahrungsmittels erforderlich ist. Die Öl umsatzrate, d.h. die Zeit, in der das gesamte im System befindliche Kochölvolumen in die Chips absorbiert und durch frisches Öl ersetzt wird, ist

äußerst wichtig zur Beibehaltung von Kochöl mit geringer

freier Fettsäure. Eine andere auf die Kochölquälitat einwirkende Tatsache stellt die Filmtemperatur dar, der das Öl an den Wärmeübertragungsflächen ausgesetzt ist. Die Kochgeräte mit Innenheizung sind im Vergleich zu extern beheizten

Systemen nicht in der Lage, sowohl ein geringes Ölvolumen
als auch niedrige Ölfilmtemperaturen sicherzustellen.

Insbesondere auf dem Gebiet der Kartoffelchipsverarbeitung gibt es jedoch Arten von Kartoffel chips, die sich von dem, was man als übliche Kartoffelchips ansieht, hinsichtlich der Farbe, der Struktur, des Ölgehalts, der Anzahl an Falten, des Salzgehaltes und des NichtVorhandenseins von Fehlern unterscheiden. Diese Chipsarten werden von einigen Verbrauchern lobend anerkannt und bevorzugt. Diese Vorliebe für gewisse Chipsvarianten kann auf ethnischen oder regionalen Gewohnheiten, auf Liebhaberei oder auf dem Wunsch des Verbrauchers, die Fettaufnahme zu reduzieren, beruhen.

Eine dieser Chipsvariationen stellt die Chipsvariation mit geringem Fettgehalt dar, die mit Hilfe eines einen kontinuierlichen Kochvorgang ermöglichenden Systems bearbeitet wurde, wobei die Öltemperatur relativ konstant bleibt oder während der gesamten Kochperiode ansteigt, d.h. gewöhnlich in einem Temperaturbereich von etwa 135° bis 177⁰C (275° bis
350⁰F). Die fettarmen Kartoffel chips werden etwa zwei bis

drei Minuten gekocht, wobei die Kochzeit jedoch von der verwendeten Kartoffelsorte, der Scheibendicke und der Kochtemperatur abhängig sein wird. Der Fettgehalt von fettarmen Kartoffelchips sollte in einem Bereich von etwa 22 bis 24 Gewichtsprozent oder niedriger sein, und zwar im Vergleich zu den gewöhnlichen 32 bis 40 Gewichtprozenten von üblichen Kartoffelchips .

Ein Problem beim üblichen Kochen in schwimmendem Fett besteht darin, daß sobald die Kartoffel scheiben in Berührung mit dem Fett gelangen, die Temperatur des Fettes etwa 185°C (365°F) beträgt, welche dann während des Aufenthalts der Scheiben im Kochgerät abnehmen wird. Aufgrund der hohen Temperatur des Fettes findet im ersten Teil des Kochgeräts ein explosives Sieden statt, wodurch der Dampfdruck in den Kartoffelscheiben einige der Zellwände platzen läßt. Die zerrissenen Zellen werden sich zumindest teilweise mit Fett füllen, falls das in den Kartoffel scheiben enthaltene Wasser fast vollständig verschwunden ist. Aus diesem Grund enthalten übliche Kartoffelchips einen großen Anteil an Fett.

Beim Kochen von fettarmen Chips ermöglichen die niedrige Kochöltemperatur und die spezielle Zeit-Temperatur-Kurve, daß das Wasser aus den Kartoffelzellen mit einer geringeren Geschwindigkeit entfernt werden kann als bei üblichen Chips, was somit das Zerreißen der Zellen auf ein Minimum reduziert, während ein ausreichender Dampfdruck zur Verringerung des Öleintritts in die Zellen aufrechterhalten werden kann.

Es gibt zumindest zwei Arten von Kartoffelchips, die vom Verbraucher weder als fettarme Chips noch als übliche Kartoffelchips angesehen werden. Eine dieser Chipsarten wird gewöhnlich durch die beschreibenden Ausdrücke "home style"- oder "open kettle"-Chips gekennzeichnet. Anstatt im kontinuierlichen Betrieb gekocht zu werden, der im allgemeinen für übliche Kar-

toffel chips verwendet wird, werden die "home style"-Chips im Chargenbetrieb gekocht und sind in der Regel knuspriger und schwerer als übliche Kartoffelchips. Während übliche Chips gewöhnlich in Öl gekocht werden, werden "home style"-Chips auch manchmal in Schweinefett gekocht, das bei Raumtemperatur ein Festkörper ist. Da die "home style"-Chips chargenweise verarbeitet werden, erfordern diese nicht nur eine in hohem Maße arbeitsintensive Herstellung, sondern die Produktgleichförmigkeit ist auch schwierig zu steuern und die Energieausbeute des Prozesses ist geringer als die, die durch einen kontinuierlichen Prozeß erzielt werden kann. Ferner kann in begrenzten regionalen Märkten für den Verbraucher ein gewisser Grad von Ungleichmäßigkeit und Variation in bezug auf die Farbe, den Fett- und Feuchtigkeitsgehalt des Endprodukts akzeptabel sein, jedoch im großen nationalen Markt wird eine derartige Variation weniger leicht akzeptiert.

Eine andere Art von Spezialitäts-Chips, die vom Verbraucher lobend anerkannt wird, stellen die sogenannten "Maui-style"-Chips dar. Diese Chips können daran erkannt werden, daß sie im Vergleich zu den üblichen Chips in der Regel eine größere Dicke sowie eine größere Farbenvariation aufweisen und durch einen härteren Biß gekennzeichnet sind. Die "Maui-style"-Chips werden anders als übliche Chips verarbeitet, indem die ungekochten Kartoffel scheiben vor dem Eintauchen ins Öl gewöhnlich ungewaschen sind oder nur geringfügig gewaschen werden. Für übliche Chips werden die ungekochten Kartoffel scheiben vor dem Eintauchen ins Öl gewaschen, um die Oberflächenstärke zu entfernen. Ferner werden die "Maui-style"-Chips in der Regel im Chargenbetrieb hergestellt, obwohl kontinuierliche Betriebsweisen existieren. Das Zeit-Temperatur-Profil eines Chargenkochprozesses für "Maui-style"-Chips unterscheidet sich von dem üblicher Chips oder fettarmer Chips darin, daß die Öl temperatur während des Anfangsabschnitts der Kochperiode abnimmt und dann während des späteren Abschnitts der Kochperi-

ode zunimmt. Die Kochzeit für "Maui-style"-Chips ist länger als bei normalen Chips und liegt in der Regel im Bereich von 7,5 bis 9 Minuten. Wenn auch nicht beabsichtigt ist, an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu werden, glaubt man, daß das charakteristische Zeit-Temperatur-Profil, die verwendete bestimmte Kartoffelsorteund die Oberflächenstärke auf den Kartoffelscheiben wenigstens erforderlich sind, um "Maui-style"-Chips herstellen zu können. Zum Herstellen von "Maui-style"-Chips werden typischerweise die ungewaschenen oder nur leicht gewaschenen, ungekochten Kartoffelscheiben zuerst in heißes Öl mit einer Temperatur von etwa 143° bis 166°C (290° bis 330⁰F) eingetaucht. Über eine Zeitdauer von etwa 2 bis 4 Minuten fällt die Öltemperatur um etwa 16,6° C (30⁰F) ab, und zwar abhängig von der Größe des Kochgeräts, dem Ölvolumen, der Chargengröße und dem Oberflächenwasser. Nach dieser Zeitdauer wird mit dem Kochen fortgefahren, währenddessen sich allmählich ein Anstieg der Temperatur, in der Regel um etwa 11,1° bis 16,6°C (20° bis 30⁰F), ergibt. Teils infolge der Tatsache, daß "Maui-style"-Chips eine längere Kochzeit erfordern und auch infolge ihres ungewöhnlichen Zeit-Temperatur-Kochprofils werden die Chips üblicherweise im Chargenbetrieb hergestel11,da dieeinen kontinuierlichen Kochvorgang ermöglichenden konventionellen Kochgeräte lineare, sägezahnförmige oder langsam abnehmende Zeit-Temperatur-Kochprofile erzeugen, die zum Kochen von "Maui-style"-Chips nicht geeignet sind.

Es ist demzufolge wünschenswert, eine Vorrichtung vorzusehen, die zum kontinuierlichen Kochen von verschiedenen Arten Chips, einschließlich von Chips, die bis jetzt in erster Linie im Chargenbetrieb gekocht wurden, schnell angepaßt werden kann.

Es ist ebenso wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität von üblichen Kartoffelchips vorzusehen, wodurch Kartoffeln von geringerer Schnitzel- bzw. Schneidqualitat zur Herstellung kommerziell akzeptabler Chips

verwendet werden können. So sind z.B.dunkle oder verschieden gefärbte Chips die Folge der Existenz von reduzierendem Zucker, der infolge ungeeigneter Lagerbedingungen, Wachstumsbedingungen und der speziellen Vielfalt von Kartoffeln aus der Stärke umgewandelt wird. Es ist demzufolge von Vorteil, eine Vorrichtung vorzusehen, bei der die Kochbedingungen im Kochgerät schnell an die Kennwerte (wie z.B. den Zuckergehalt) eines speziellen Kartoffel-Vorrats angepaßt werden können, um eine konstante und helle Chips-Farbe zu produzieren.

Es ist ebenso wünschenswert, den Ölgehalt der Kartoffel chips variieren zu können. Zum Beispiel erfordern fettarme Kartoffelchips eine Spezi al verarbeitung, jedoch kann der Ölgehalt auch mit Hilfe der Öl temperatur variiert werden, die zum Teil durch die Zeit-Temperatur-Beziehung bestimmt wird. Es ist somit wünschenswert, das Kochöl-Temperatur-Profi1 in einer Kochvorrichtung schnell ändern zu können,falls die Kochzeit schnell geändert werden sollte.

Es ist demzufolge äußerst wünschenswert, eine Vorrichtung vorzusehen, die eingestellt oder programmiert werden kann, um alle Arten von Kartoffelchips kochen zu können und mit Variationen bezüglich der rohen Kartoffeln fertig zu werden.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von gekochten Nahrungsmitteln vorzuschlagen, die eine große Vielfalt von Zeit-Temperatur-Profilen vorsehen kann. Ferner soll die Vorrichtung ein einstellbares Zeit-Temperatur-Profil vorsehen, um sich an Änderungen bezüglich des Gehalts an Festbestandteilen, des Zucker-/ Stärkegehalts oder anderer Kennwerte von rohen Kartoffeln zur Erzielung eines gleichförmigen und/oder verbesserten Produkts anpassen zu können.

Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verarbeiten von Nahrungsmitteln vor, die gekennzeichnet ist

durch einen Behälter zur Aufnahme von heißem Öl, einer Fördereinrichtung zum gesteuerten Transport der Nahrungsmittel entlang eines im Behälter vorgesehenen, vorbestimmten Wegs, einer außerhalb des Behälters angeordnete Wärmeaustauschennrichtung, die den Wärmeaustausch mit dem Öl dient, das mit dem Behälter kommuniziert, Einrichtungen zum Entfernen von Öl mit hoher Feuchtigkeit aus dem Behälter, eine Verteilungseinrichtung zum Rückführen des aus dem Behälter entfernten Öls über eine Vielzahl von entlang des Weges angeordneten Einlaßeinrichtungen, wobei die Einlaßeinrichtungen ferner Einrichtungen zum Mischen des eine hohe Feuchtigkeit aufweisenden rückgeführten Öls mit dem in Verbindung mit der Wärmeaustauscheinrichtung stehenden Öls aufweisen, und Einrichtungen zum Proportionieren der relativen Mengen des eine hohe Feuchtigkeit aufweisenden Öls und des in Verbindung mit der Wärmeaustauscheinrichtung stehenden Öls, die in die Mischeinrichtung fließen, wobei diese Proportionierungseinrichtungen z.B. als Ventile ausgebildet sein können.

Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß sie mit dem Problem der hohen Feuchtigkeit, die das Öl aufweist, wirksam fertig wird. Kochöle können bei 135°C (275⁰F) oder höheren Temperaturen Wasser in Tröpfchenform aufweisen. Das Wasser gelangt sowohl von der Oberfläche des Nahrungsmittels ins Öl und wird auch aus dem Nahrungsmittel herausgetrieben. Der Mechanismus des Wassers, das im Öl mit einer Temperatur oberhalb seines Siedepunkts enthalten ist, ist die Folge verschiedener Phänomene. Ein Wassertröpfchen von kugelförmiger Gestalt hat einen kleinen Oberflächenbereich im Vergleich zu seinem Volumen. Sobald die Wärme vom heißen Öl auf das kältere Wasser übertragen wird, ändert die Oberfläche des Wassertröpfchens ihren Zustand von flüssig zu dampfförmig. Dazu ist eine große Wärmemenge erforderlich, typischerweise 2254 kO/kg Wasser (970 PTU/Pound of wather) bei atmosphärischem Druck. Sobald diese Zustandsänderung eintritt, wird die Oberfläche des Wassertröpfchens von Dampf eingehüllt, der im

Vergleich zu Wasser ein schlechter Wärmeleiter ist. Diese Dampfhülle verringert ferner die Wärmeübertragung vom Öl zum Wassertröpfchen. Wird das Öl jedoch in ausreichendem Maße in Bewegung versetzt, um somit die Dampfhülle vom Wassertröpfchen zu entfernen oder noch wichtiger, falls das Wassertröpfchen in kleinere Teilchen unterteilt wird, so wird dann die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit in hohem Maße gesteigert und eine rasche Zustandsänderung von Wasser zu Dampf tritt ein.

Es ist wesentlich, daß das meiste Wasser aus dem Öl entfernt wird, ehe es das Kochgerät verläßt und in die Ansaugseite einer Ölzirkulationspumpe eintritt, da der verringerte Druck und die Turbulenz, die an der Pumpenansaugseite auftreten, den Vorgang der Beseitigung des Dampfs vom Öl beschleunigen und ein Hohlsog an der Pumpe auftritt, was zu einer Beschädigung der Pumpe führt und da die meisten Pumpen auf volumetrischer Basis arbeiten, wird der Massen- bzw. Mengenstrom an Öl verringert, da eine große Menge des gepumpten Volumens durch Dampf ersetzt wird. Diese Situation hat zusätzlich schwerwiegende Auswirkungen auf das Wärmeaustauschsystem und zwar infolge der verringerten Öl Strömgeschwindigkeiten und der lokalen heißen Stellen auf der Wärmeübertragungsfläche infolge der Gegenwart von Dampf anstelle von Öl. Der Hohlsog bzw. die Kavitation kann gelegentlich so stark werden, daß die Ölzirkulation vollständig aufhört.

Da ein System mit minimalem Ölvolumen von primärer Wichtigkeit zur Beibehaltung eines geringen Gehalts an freier Fettsäure im Öl ist, sind Systeme, die das Wasser vom Öl entfernen, jedoch ein großes Kochölvolumen benötigen, nicht praktikabel .

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kochvorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. IA die Mischvorrichtung 31A und 31B in Fig. 1 in detaillierter Ansicht,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kochvorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2A die Mischvorrichtung 56A und 56B in Fig. 2 in detaillierter Ansicht und

Fig. 3 ein Diagramm mit einer typischen Zeit-Temperatur-Krfve sowie Zeit-Energie-Kurve für das Kochen von "Mauistyle"-Kartoffelchips.

Die erfindungsgemäße Kochvorrichtung kann als kontinuierliche Kochkomponente in einem Nahrungsmittel Verarbeitungssystem verwendet werden. So kann die erfindungsgemäße Kochvorrichtung in Verbindung mit einer Schnitzelmaschine oder in Kombination mit einer Schnitzelmaschine und einer Reinigungseinrichtung benutzt werden, die stromaufwärts von der Kochvorrichtung angeordnet sind. Die Schnitzelmaschine sollte stromaufwärts vom Kochgerät angeordnet werden, wobei die geschnittenen,rohen Nahrungsmittel durch geeignete Einrichtungen befördert und in das eingangsseitige Ende des Kochgeräts abgesetzt werden. Alternativ kann die Schnitzelmaschine oberhalb des eingangsseitigen Endes des Kochgeräts angeordnet sein, wodurch die rohen Nahrungsmittel scheiben direkt ins heiße Öl fallen. Vorzugsweise paßt die Schnitzelmaschine mit einer fakultativ verwendbaren Reinigungseinrichtung zusammen, um in vielseitiger Weise gewaschene, rohe Kartoffel scheiben für übliche Kartoffelchips oder ungewaschene, rohe Kartoffelscheiben für "Mauistyle"-Chips kochen zu können. Reinigungseinrichtungen sind im Handel verfügbar, wobei ein Reinigungsschritt verwendet oder weggelassen werden kann, ohne dabei die Ausrüstung ändern zu müssen.

Stromabwärts vom Kochgerät kann eine Entfettungseinrichtung Anwendung finden (vgl. SE-PS 833 714 oder US-PS 3 627 535), wodurch dann mit dem Kochsystem fettarme Kartoffel chips hergestellt werden können. Ebenso stromabwärts vom Kochgerät können übliche Würz- und Verpackungseinrichtungen vorgesehen werden.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels einer Kochvorrichtung dargestellt. In einem Behälter 10 ist heißes Kochöl untergebracht. Das rohe Nahrungsmittel wird in den mit dem Pfeil 11 gekennzeichneten Bereich des Behälters 10 eingeführt. Während die Nahrungsmittel gekocht werden, schwimmen diese gewöhnlich und gelangen schließlich in Berührung mit einem Förderer 12, der mit der Ölgeschwindigkeit in der Zone A die Verweilzeit steuert. Der Förderer 12 transportiert die Chips auch in die Zone B, in der eine Vielzahl von sich drehenden Schaufeln bzw. Paddeln 13 die Chips eintauchen, trennen, aufrühren und die Förderung der Chips steuern. Die Vorwärtsgeschwindigkeit des Kochöls ist in der Regel höher als die Schaufel geschwindigkeit, so daß die Schaufeln die Chips zurückhalten, um eine gleiche Kochzeit vorzusehen. Nachdem die Chips die in heftige Bewegung versetzte Zone B durchlaufen haben, gelangen sie mit einem Förderer 14 in Berührung, der sie in die Endzone C transportiert. In der Zone C werden die Chips mit Hilfe eines mit Leitflächen versehenen Untertauch-Förderbands 15 durch das heiße Öl befördert. Das Untertauch-Förderband 15 hält die Chips unter der Öl oberfläche, während es die Vorwärtsbewegung durch das Kochgerät steuert. Die gekochten Chips werden dann mit Hilfe eines Entnahme-Förderers 15A aus dem Kochgerät entnommen, während gleichzeitig überschüssiges Oberflächenöl vom Produkt beseitigt wird. Man kann ersehen, daß die gesamte Kochzeit durch die Zeitdauer bestimmt wird, die eine bestimmte Kartoffel scheibe benötigt, um die Länge des Behälters 10 zu durchqueren und daß das Temperaturprofi1 in dem Behälter durch den Temperaturgra-

dienten, falls vorhanden, entlang des Kochweges im Behälter 10 bestimmt, wird.

Auf der Innenseite der Förderer 12 und 14 ist jeweils ein einstellbarer Höhenüberlauf 12A bzw. 14A vorgesehen, der den Ölpegel in der Zone A bzw. B steuert. Da das in eine Zone eintretende Öl gleich der Ölmenge sein muß, die die gleiche Zone verläßt, hält dieser Überlauf den Ölpegel in der Zone aufrecht, wobei das überschüssige Ölvolumen von der Zone A zur Zone B und von der Zone B zur Zone C fließen kann. Diese Maßnahme ermöglicht eine viel größere Flexibilität bei der Einstellung der Ölzirkulationsgeschwindigkeiten in jeder Zone, um das gewünschte Temperaturprofil zu erzielen.

Während des Kartoffelchips-Kochvorganges wird in der Anfangszone des Kochgeräts ein hoher Wasserpegel im Öl erzeugt, und zwar als Folge des während des Kochvorgangs von der Oberfläche des rohen Produkts entfernten Wassers. Die Reaktion des Wassers mit dem Öl (Hydrolyse) verkürzt die Ver wendungsdauer des Öls, so daß das Wasser so schnell wie möglich aus dem Öl entfernt werden sollte.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist mit Einrichtungen zum Variieren der örtlichen Kochöltemperatur an verschiedenen Stellen entlang des Kochweges ausgestattet, so daß das Zeit-Temperatur-Profil längs des Kochweges derart eingestellt werden kann, daß es im wesentlichen mit einer vorbestimmten Zeit-Temperatur-Kurve übereinstimmt, und insbesondere mit einer Zeit-Temperatur-Kurve, die zumindest eine Steigungsänderung aufweist. Eine Steigungsänderung einer Kurve bedeutet, daß zumindest ein Punkt in dem Zeit-Temperatur-Profil vorliegt, bei dem die Temperatur von einem Abfall zu einem Anstieg oder von einem Anstieg zu einem Abfall wechselt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Behälter 10 mit Öl abfuhr! eitungen 17A, 17B und 17C ausgestattet. Das Öl, das

über die Leitung 17A während des Kochvorganges abgeführt wird, wird eine beträchtliche Menge an Wasser enthalten, während in dem durch die Leitung 17B abgeführten Öl etwas weniger Wasser vorhanden sein wird. Das über die Leitung 17C abgeführte Öl wird in der Regel eine relativ geringe Wassermenge enthalten, falls überhaupt, da die gekochten Chips am Ende des Kochvorganges wenig Wasser enthalten. Das durch die Leitung 17C fließende Öl wird über eine Pumpe 18 in einen Wärmeaustauscher 19 gepumpt, wo das Öl für eine Rückführung in den Behälter wieder erhitzt wird. Der Wärmeaustauscher 19 kann ein feuerbeheizter Brenner sein oder irgendein anderes im Stand der Technik bekanntes Wärmeübertragungsmittel verwenden. Das wiedererhitzte Öl, das über eine Leitung 20 aus dem Wärmeaustauscher 19 austritt, wird dann über ein Netzwerk von Leitungen 21, 22, 23 und 24 verteilt und zum Behälter 10 gefördert. Vor dem Eintritt in den Behälter 10 wird das in den Leitungen 22 und 23 vorhandene, rückgeführte heiße Öl zuerst mit dem eine hohe Wassermenge aufweisenden Öl aus den Leitungen 17B bzw. 17A gemischt. Die Mischungsproportionierung des Öls von den Leitungen 22 und 17B wird entsprechend über Ventile 25 und 26 sowie die Proportionierung des Öls von den Leitungen 23 und 17A entsprechend über Ventile 27 und 28 gesteuert. Ferner sind geeignete Pumpen 29 und wahlweise ein Filter 30 vorgesehen. Die Einrichtung zum Mischen des einen hohen Gehalt an Wasser aufweisenden Öls mit dem heißen Öl schließt die Komponenten 31A, 31B, 32A und 32B ein.

Die Details der Komponenten 31A, 31B, 32A und 32B sind in Fig. IA dargestellt. Das einen hohen Wassergehalt aufweisende Öl wird durch einen Verteiler und mehrere Düsen 32A getrieben. Das vom Wärmeaustauscher 19 stammende heiße Öl wird ebenso durch einen Verteiler und mehrere Düsen 32B getrieben, die im Durchmesser größer und konzentrisch zu den Düsen 32A angeordnet sind. Der schnelle Kontakt und die intensive Vermischung des einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisenden Öls mit dem heißen Öl bewirkt, daß die dispergierten

Wassertröpfchen verdampfen und vom Öl absprühen. Auf diese Weise wird der Feuchtigkeitsgehalt des Öls beim Wiedereintritt in den Behälter 10 verringert. Wie gezeigt, können die Düsen 32A und 32B in einem Winkel^ezüglich des Ölflusses im Behälter 10 angeordnet werden. Alternativ kann das einen hohen Wassergehalt aufweisende Öl durch die Düsen 32B und das vom Wärmeaustauscher 19 stammende Öl durch die Düsen 32A getrieben werden, wodurch die Funktionen der Düsen vertauscht werden.

Die relativen Fließgeschwindigkeiten des durch die Düse 32B getriebenen heißen Öls und des durch die Düse 32A getriebenen, kühleren Öls steuern die Durchschnittstemperatur des Öls in der Nähe jedes Einlaßkanals 32B in dem Behälter 10. Wird somit eine Vielzahl von Einlaßkanälen 32B entlang des Kochweges im Behälter 10 angeordnet, so kann das Zeit-Temperatur-Profil entlang des Kochweges so gesteuert werden, daß es im wesentlichen mit irgendeiner vorbestimmten Kurve übereinstimmt. Verschiedene Temperaturüberwachungseinrichtungen, wie z.B. Thermoelemente, können an günstigen Stellen angeordnet werden, um die Temperaturkennwerte des Öls zu überwachen. In Fig. 1 sind exemplarisch Temperaturüberwachungseinheiten 33 dargestellt.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Ein Unterschied besteht bei diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel darin, daß zwei in entgegengesetzte Richtungen fließende Ölströme vorgesehen sind, die beide in einen im Behälter vorgesehenen Sumpf 40 abfließen.

Der Behälter besteht somit aus zwei Abschnitten 41A und 41B. Die in Scheiben geschnittenen, rohen Nahrungsmittel werden von einem Förderband 43 abgegeben und fallen in das heiße Öl im Behälterabschnitt 41A. Die Chips werden durch eine Kombination von Vorwärtsölgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des untergetauchten Förderers 43 durch die Kochzone A befördert. Der Förderer 43 dient auch dazu, die Chips von

dem Öl abzutrennen, das durch die Ölauslaßkanäle 46 und über den Sumpf 40 austritt. Diese positive Einrichtung zum Abtrennen der Chips von dem aus dem Kochgerät austretenden Öl sorgt für eine größere Flexibilität bei der Einstellung des Öldurchsatzes durch dazwischenliegende Einlaß- und Auslaßkanäle 56A, 56B und 46, die, wie notwendig, die gewünschte Zeit-Temperatur-Kurve vorsehen. Sobald die Chips die Zone A verlassen, gelangen sie in Eingriff mit dem Anfangsteil des Förderers 44, der mit Hilfe einer Vielzahl von aufgehängten Leitflügeln 44A die Chips sowohl durch die Zone B als auch durch die Zone C zwangsläufig befördert. Da die Chips in der Zone B noch eine ausreichende Feuchtigkeit aufweisen können, so daß der Einschluß in einem begrenzten Bereich in der Ausbildung von Chips-Klumpen resultieren würde, die zusammengekocht wurden, wird der Bandteil des Förderers 44 über dem Ölniveau gehalten, wobei lediglich die Leitflügel bzw. -schaufeln zur Steuerung der Bewegung der Chips verwendet werden. Erreichen die Chips die Zone C, so wird das Förderband 44 nach unten abgesetzt, um den Produktabstand zu verringern, wodurch das Förderband 44 dann die Chips unter die Öloberfläche taucht, wo der Kochvorgang abgeschlossen wird.

Die Leitflügel 44A dienen auch als Abschaber, um die Absetzung von Stärke oder Produktabrieb auf den Behälterboden zu verhindern. Die Anwendung der Leitflügel 44A ist ähnlich der in der US-PS 3 472 155. Um eine ähnlich*Abschabwirkung in der Zone A vorzusehen, können an dem Förderband 43 ebenso Leitflügel befestigt werden.

Die gekochten Chips werden an einen Entnahme-Förderer befördert und aus dem Kochgerät entladen. Das Öl im Behälterabschnitt 41B fließt nach links unten in den Sumpf 40, wohingegen das Öl im Behälterabschnitt 41A entsprechend Fig.2 nach rechts unten in den Sumpf 40 abfließt. Das in der Zone A befindliche Öl mit hohem Wassergehalt wird im wesentlichen auf den Behälterabschnitt 41A begrenzt und über ein Netzwerk

von Leitungen 46 abgelassen und mit Hilfe einer Pumpe 47 zur Rückführung in die Behälterabschnitte 41A und 41B über die Leitungen 48 und 49 gepumpt. Das im wesentlichen feuchtigkeitsfreie Öl der Zone B und C, das vom Behälterabschnitt 41B in den Sumpf 40 fließt, wird durch eine im Sumpf 40 vorgesehene Zwischen- bzw. Trennwand 50 von dem Öl, das von dem Behälterabschnitt 41A in den Sumpf 40 abfließt, abgetrennt. Das im wesentlichen feuchtigkeitsfreie Öl wird mit Hilfe einer Pumpe 52 über eine Leitung 51 in einen Wärmeaustauscher 53 zurückgezogen, wo das Öl wieder auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird. Das wiedererhitzte Öl wird dann über das Netzwerk von Leitungen 54 in den Behälterabschnitt 41A und über die Leitung 55 in den Behälterabschnitt 41B zurückgeführt. Das heiße Öl in den Leitungen 54 wird mit dem einen hohen Wassergehalt aufweisenden Öl von den Leitungen 48 und das heiße Öl von der Leitung 55 mit dem einen hohen Wassergehalt aufweisenden Öl von der Leitung 49 mit Hilfe einer Mischeinrichtung 56A und 56B gemischt, die im Detail in Fig. 2A dargestellt ist.

Wie aus Fig. 2A ersichtlich, wird das heiße Öl vom Wärmeaustauscher durch einen Verteiler und Düsen 57B hindurchgeleitet. Das einen hohen Wassergehalt aufweisende, kühlere Öl wird durch den Verteiler und Düsen 57A hindurchgeleitet, wobei die Düsen 57A konzentrisch zu den Düsen 57B verlaufen. Die schnelle Berührung zwischen dem heißen Öl und dem einen hohen Wassergehalt aufweisenden, kühleren Öl ruft eine intensive Vermischung und eine schlagartige Expansion der Wassertröpfchen sowie ein Absprühen des Wasserdampfes hervor. Wie aus Fig. 2A ersichtlich, ist die Einlaßdüse 57B senkrecht zur Fließrichtung des Öls in den Behälterabschnitten 41A und 41B angeordnet.

Die örtliche Temperatur längs der Segmente des Behälterab-Schnitts 41B kann dadurch gesteuert werden, daß man längs des Kochweges im Behälterabschnitt 41B Einlaßdüsen 58 an-

ordnet, die wiedererhitztes Öl vom Wärmeaustauscher 53 führen und die im Öl befindliche Feuchtigkeit absprühen, ehe diese den Sumpf 40 und die Pumpe 52 erreicht. Verschiedene Temperatursteuereinrichtungen, wie z.B. Thermoelemente, können, obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, längs verschiedener Leitungen und Stellen des Behälters festgelegt werden, um die örtliche Temperatur in jedem Behälterabschnitt 41A und 41B steuern zu können. Der relative Fluß des heißen und kalten Öls durch die verschiedenen Leitungen kann mit Hilfe verschiedener Ventile 60 gesteuert werden.

Sowohl die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wie auch die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung können bei einem kontinuierlichen Kochprozeß Anwendung finden, wobei der Kochweg durch das Öl durch ein Zeit-Temperatur-Profil gekennzeichnet ist, das so gesteuert werden kann, daß es im wesentlichen mit einer vorbestimmten Zeit-Temperatur-Kurve übereinstimmt. Außerdem entfernen die Vorrichtungen entsprechend den Fig. 1 und 2 die dispergierten Wassertröpfchen aus dem Öl, ohne daß ein übermäßiges Ölvolumen dem System hinzugefügt werden muß.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen ermöglichen insbesondere einen kontinuierlichen Kochvorgang zum Kochen eines Nahrungsmittels, das ein Zeit-Temperatur-Profil erfordert, das einen Temperaturabfal 1 gefolgt von einem Temperaturanstieg aufweist. In Fig. 3 ist beispielsweise ein Diagramm mit einem typischen Zeit-Temperatur-Profil und einem typis chen Zeit-Energie-Profil für das Kochen von "Maui-style"-Kartoffelchips dargestellt. Obwohl diese Kurven anhand eines Kochgeräts mit Chargenbetrieb bestimmt wurden, können diese Zeit-Temperatur-Profile im wesentlichen auch bei Verwendung eines kontinuierlichen Kochgeräts, wie in Fig. 1 oder 2 gezeigt, wiedergegeben werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, zeigt das Zeit-Temperatur-Profil für das Kochen von "Maui-style"-Chips eine anfängliche Kochtemperatur von etwa 166°C (330⁰F), die allmählich in etwa 3 bis 3 1/2 Minuten bis auf etwa 151°C (304⁰F)

fällt. Nach 3 bis 3 1/2 Minuten steigt die Temperatur dann an und zwar allmählich in den nächsten 4 1/2 Minuten bis auf eine Endtemperatur von 162 ⁰C (324° F). Zu diesem Zeitpunkt werden die Chips aus dem Öl entnommen und die Öltemperatur kann bis auf 166°C (330° F) ansteigen, ehe die nächste Charge gestartet wird.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann eine Entfettungseinrichtung stromabwärts von der in Fig. 1 oder 2 dargestellten Kochvorrichtung vorgesehen werden, um ein Nahrungsmittel mit einem wesentlich herabgesetzten Fettgehalt zu erzeugen.

Claims (6)

ν. FüNER - ^BB1N β H- A US FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 60, D-BOOO MÖNCHEN 95 HEAT AND CONTROL, INC. DEAC-32805.2 21. Mai 1985 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR NAHRUNGSMITTELVERARBEITUNG Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kochen von Nahrungsmitteln, gekennzeichnet durch

- einen Behälter (10, 41A, 41B) zur Aufnahme von heißem Öl,

- Fördereinrichtungen (12, 13, 14, 15; 43,44) zum Transport der Nahrungsmittel entlang eines im Behälter(10; 41A, 41B) vorgesehenen, vorbestimmten Wegs,

- eine außerhalb des Behälters (10, 41A, 41B) angeordnete Wärmeaustauscheinrichtung (19; 53), die dem Wärmeaustausch mit dem Öl dient, das mit dem Behälter in Verbindung steht,

- Einrichtungen (17A, 17B, 17C; 40) zum Entfernen von Öl mit hoher Feuchtigkeit aus dem Behälter

- eine Verteilungseinrichtung (21 bis 24; 54,55) zum Rückführen des aus dem Behälter entfernten Öls über eine Vielzahl von entlang des Weges angeordneten Einlaßeinrichtungen, wobei die Einlaßeinrichtungen ferner Einrichtungen (31A₉ 31B, 32A, 32B; 56A, 56B, 57A, 57B) zum Mischen des eine hohe Feuchtigkeit aufweisenden Öls mit dem in Verbindung mit der Wärmeaustauscheinrichtung (19) stehenden Öls aufweisen, und

- Einrichtungen (27, 28; 60) zum Proportionieren der relativen Mengen des eine hohe Feuchtigkeit aufweisenden Öls und des in Verbindung mit der Wärmeaustauscheinrichtung (19; 53) stehenden Öls, die in die Mischeinrichtung fließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung zwei konzentrische Düsen (32A, 32B; 57A, 57B) aufweist, von denen eine den Strom des eine hohe Feuchtigkeit aufweisenden Öls und die andere den Strom des mit der Wärmeaustauscheinrichtung (19; 53) in Verbindung stehenden Öls aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

ζ e i c" h η e t , daß der Ölstrom in dem Behälter (10; 41A, 41B) parallel zur Längsrichtung des Weges verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (41A, 41B) zwei separate Ölströme aufnimmt, deren Strömungsrichtungen entgegengesetzt zueinander gerichtet sind und die beide parallel zur Längsrichtung des Weges verlaufen.

5. Verfahren zum kontinuierlichen Kochen von Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man

- das ungekochte Nahrungsmittel an einem Ende einer heißes Öl enthaltenden Kochzone kontinuierlich einführt,

- das Nahrungsmittel entlang eines Weges durch das heiße Öl kontinuierlich befördert und

- das gekochte Nahrungsmittel nach Durchlauf des Weges aus dem Öl kontinuierlich entnimmt,

- wobei der Weg durch das Öl durch ein Zeit-Temperatur-

Profil gekennzeichnet ist, das im wesentlichen mit einer vorbestimmten Kurve übereinstimmt, die wenigstens eine
Änderung bezüglich des Vorzeichens der Steigung aufweist

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das Nahrungsmittel aus Kartoffel chips besteht.