DE3518239C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kochen von Nahrungsmitteln der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 19 55 932 bekannt.

Die bekannte Vorrichtung zum Kochen bzw. Fritieren von Nahrungsmitteln, wie Kartoffelchips, weist einen Behälter mit einer Anzahl von Kammern auf, aus denen durch Rohre Öl abgezogen werden kann, das dann wieder, nachdem es aufge­ heizt worden ist, durch Öldüsen den Kammern zugeführt wird. Die genannten Rohre sind mit Ventilen versehen, die eine Steuerung der durch jedes Rohr abgezogenen Menge an Öl gestatten.

Bei dieser Fritier-Vorrichtung ist es nachteilig, daß die Temperatur des durch die Düsen den einzelnen Kammern zuge­ führten Öls immer gleich, das heißt nicht einstellbar ist. Eine Steuerung der Temperatur des Öls im Behälter ist nur insofern möglich, als den Kammern selektiv aufgeheiztes Öl zugeführt wird, während andere Kammern von der Zufuhr er­ wärmten Öls ausgeschlossen werden. Auf diese Weise läßt sich allenfalls eine sehr grobe, große Temperatursprünge zwischen den einzelnen Kammern des Behälters aufweisende Temperatur­ verteilung einstellen.

Andererseits ist es gerade bei Kartoffelchips jedoch er­ wünscht, beim Kochvorgang einen bestimmten Temperaturverlauf über die Zeit einzuhalten. Da bei den vorliegenden Vorrich­ tungen kontinuierlich Chips am einen Ende des Behälters roh zugeführt und am anderen Ende des Behälters fertig entnommen werden, entspricht dieser zeitliche Koch-Temperaturverlauf einer Temperaturverteilung über die Länge des Behälters.

Beispielsweise werden bei der Herstellung üblicher Chips diese zu Beginn des Fritierens in Öl einer Temperatur von etwa 180 bis 200°C getaucht. Während des Kochens tritt ein Temperaturabfall von 15 bis 25°C auf, und die Chips werden dem Öl bei einer Temperatur von etwa 160 bis 175°C ent­ nommen. Die Kochbedingungen hängen jedoch von den Eigen­ schaften der verwendeten Kartoffelsorte und den gewünschten Produkteigenschaften stark ab.

So werden Kartoffelchips mit geringem Ölgehalt bei relativ niedriger und konstanter Öltemperatur von etwa 135 bis 175°C zubereitet.

Das Zeit-Temperatur-Profil für eine weitere Art von Kartof­ felchips, die "Maui-style"-Chips genannt werden, unterschei­ det sich von dem anderer Arten darin, daß die Öltemperatur während des Anfangsabschnittes der Kochperiode abnimmt und später wieder zunimmt, wobei die Kochzeit mit insgesamt etwa 7,5 bis 9 Minuten länger als bei normalen Chips ist.

Typischerweise werden die rohen Kartoffelscheiben dabei zu­ erst in Öl mit etwa 140 bis 165°C eingetaucht. Über eine Zeitdauer von 2 bis 4 Minuten fällt die Öltemperatur dann um etwa 15°C ab und nimmt anschließend wieder um etwa 10 bis 15°C zu.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrich­ tung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ein nahezu beliebiges Zeit-Temperatur-Profil entlang des Weges des Nahrungsmittels durch das erhitzte Öl eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Diese Lösung erlaubt durch einfaches Einstellen der Ventile vor den Mischeinrichtungen, daß jeder Mischeinrichtung eine genau bestimmte Menge an frisch aufgeheiztem und an abge­ kühltem Öl zugeführt wird, wodurch das Öl an der gegebenen Stelle des Behälters genau die gewünschte Temperatur hat.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß in den Mischeinrichtungen das Wasser, das laufend eingetragen wird, durch Verdampfen weitgehend wieder aus dem Öl entfernt wird. Dadurch läßt sich eine hohe Ölqualität aufrechterhalten, was besonders bei Systemen mit relativ geringem Ölvolumen wichtig ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vor­ richtung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die Vorrichtung zum Kochen von Nahrungsmitteln wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kochvorrichtung;

Fig. 1A eine Mischeinrichtung für die Kochvorrichtung der Fig. 1;

Fig. 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kochvorrichtung;

Fig. 2A eine Mischeinrichtung für die Kochvorrichtung der Fig. 2; und

Fig. 3 eine Zeit-Temperatur-Kurve und eine Zeit-Energie- Kurve für das Kochen von "Maui-style"-Kartoffel­ chips.

Die Kochvorrichtung kann Teil eines Nahrungsmittelverarbeitungssystems sein. So kann die Kochvorrichtung in Verbindung mit einer Schnitzelmaschine oder in Kombination mit einer Schnitzelmaschine und einer Reinigungseinrichtung benutzt werden.

Nach dem Kochgerät kann eine Entfettungseinrichtung Anwendung finden, wodurch dann besonders fettarme Kartoffelchips hergestellt werden können. Ebenso können nach dem Kochge­ rät übliche Würz- und Verpackungseinrichtungen vor­ gesehen werden.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel 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 Nahrungsmit­ tel 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 13 die Chips eintauchen, trennen, aufrühren und die Förderung der Chips steuern. Die Vorwärtsgeschwindigkeit des Kochöls ist in der Regel höher als die Schaufelgeschwin­ digkeit, so daß die Schaufeln die Chips zurückhalten, um eine gleiche Kochzeit vorzusehen. Nachdem die Chips die in heftige Bewegung versetzte Zone B durchlaufen haben, gelan­ gen 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-Förder­ bands 15 durch das heiße Öl befördert. Das Untertauch-Förder­ band 15 hält die Chips unter der Öloberfläche, während es die Vorwärtsbewegung durch das Kochgerät steuert. Die ge­ kochten Chips werden dann mit Hilfe eines Entnahme-Förderers 15 A aus dem Kochgerät entnommen, während gleichzeitig über­ schüssiges Oberflächenöl vom Produkt beseitigt wird. Die gesamte Kochzeit wird somit durch die Zeitdauer bestimmt, die eine bestimmte Kartoffelscheibe benötigt, um den Behälter 10 zu durchqueren. Das Temperaturprofil in dem Behälter wird durch den Temperaturgra­ dienten, falls vorhanden, entlang des Kochweges im Behäl­ ter 10 bestimmt.

Auf der Innenseite der Förderer 12 und 14 ist jeweils ein einstellbarer Höhenüberlauf 12 A bzw. 14 A 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 größere Flexibilität bei der Einstellung der Ölzirkulationsgeschwindigkeiten in jeder Zone, um das gewünschte Temperaturprofil zu erzielen.

Während des Kochvorganges wird in der An­ fangszone des Kochgeräts ein hoher Wassergehalt im Öl er­ zeugt, 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 mög­ lich 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 Steigungs­ änderung aufweist. Eine Steigungsänderung einer Kurve bedeu­ tet, 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 Ölab­ führleitungen 17 A, 17 B und 17 C ausgestattet. Das Öl, das während des Kochvorganges über die Leitung 17 A abgeführt wird, enthält eine beträchtliche Menge an Wasser, während in dem durch die Leitung 17 B abgeführten Öl weniger Was­ ser vorhanden ist. Das über die Leitung 17 C abgeführte Öl wird in der Regel eine relativ geringe Wassermenge ent­ halten, falls überhaupt, da die Chips am Ende des Kochvorganges nur mehr wenig Wasser enthalten. Das durch die Leitung 17 C fließende Öl wird über eine Pumpe 18 in einen Wärmeaus­ tauscher 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 bekanntes Wärmeübertragungsmittel verwen­ den. Das wiedererhitzte Öl, das über eine Leitung 20 aus dem Wärmetauscher 19 austritt, wird dann über ein Netzwerk von Leitungen 21, 22, 23 und 24 verteilt und zum Behälter 10 ge­ fördert. Vor dem Eintritt in den Behälter 10 wird das in den Leitungen 22 und 23 vorhandene, rückgeführte heiße Öl zu­ erst mit dem eine hohe Wassermenge aufweisenden Öl aus den Leitungen 17 B bzw. 17 A gemischt. Die Proportionie­ rung des Öls von den Leitungen 22 und 17 B wird entsprechend über Ventile 25 und 26 sowie die Proportionierung des Öls von den Leitungen 23 und 17 A entsprechend über Ventile 27 und 28 gesteuert. Ferner sind geeignete Pumpen 29 und wahlweise ein Filter 30 vorgesehen. Die Mischeinrichtung schließt Komponenten 31 A, 31 B, 32 A und 32 B ein.

Die Details der Komponenten 31 A, 31 B, 32 A und 32 B sind in Fig. 1A dargestellt. Das einen hohen Wassergehalt aufweisen­ de Öl wird durch einen Verteiler und mehrere Düsen 32 A ge­ trieben. Das vom Wärmeaustauscher 19 stammende heiße Öl wird ebenso durch einen Verteiler und mehrere Düsen 32 B ge­ trieben, die im Durchmesser größer und konzentrisch zu den Düsen 32 A angeordnet sind. Der schnelle Kontakt und die in­ tensive Vermischung des einen hohen Feuchtigkeitsgehalt auf­ weisenden Öls mit dem heißen Öl bewirkt, daß die dispergierten Wassertröpfchen verdampfen und sich vom Öl trennen. Auf diese Weise wird der Feuchtigkeitsgehalt des Öls beim Wiederein­ tritt in den Behälter 10 verringert. Wie gezeigt, können die Düsen 32 A und 32 B in einem Winkel bezüglich des Ölflusses im Behälter 10 angeordnet werden. Alternativ kann das einen ho­ hen Wassergehalt aufweisende Öl durch die Düsen 32 B und das vom Wärmeaustauscher 19 stammende Öl durch die Düsen 32 A getrieben werden, wodurch die Funktionen der Düsen vertauscht werden.

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

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Ein Unter­ schied besteht bei diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel darin, daß zwei in entgegen­ gesetzte Richtungen fließende Ölströme vorgesehen sind, die beide in einen im Behälter vorgesehenen Sumpf 40 abfließen. Der Behälter besteht somit aus zwei Abschnitten 41 A und 41 B. Die in Scheiben geschnittenen, rohen Nahrungsmittel werden von einem Förderband 43 abgegeben und fallen in das heiße Öl im Behälterabschnitt 41 A. Die Chips werden durch eine Kom­ bination von Vorwärtsölgeschwindigkeit und der Geschwindig­ keit 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 Einrichtung zum Ab­ trennen der Chips von dem aus dem Kochgerät austretenden Öl sorgt für eine größere Flexibilität bei der Einstellung des Öldurchsatzes durch dazwischenliegende Einlaß- und Auslaß­ kanäle 56 A, 56 B und 46. Sobald die Chips die Zone A verlassen, gelangen sie in Eingriff mit dem Anfangsteil des Förderers 44, der mit Hilfe einer Vielzahl von Leitflügeln 44 A die Chips sowohl durch die Zone B als auch durch die Zone C befördert. Da die Chips in der Zone B noch eine größere Feuchtigkeit aufweisen können, so daß der Einschluß in einem begrenzten Bereich in der Aus­ bildung von Chips-Klumpen resultieren würde, die zusammen­ gekocht würden, 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 Förder­ band 44 nach unten abgesetzt, um den Produktabstand zu ver­ ringern, wodurch das Förderband 44 dann die Chips unter die Öloberfläche taucht, wo der Kochvorgang abgeschlossen wird.

Die Leitflügel 44 A dienen auch als Abschaber, um die Abset­ zung von Stärke oder Produktabrieb auf dem Behälterboden zu verhindern. Um eine ähnliche Abschabwirkung in der Zone A vorzusehen, können an dem Förderband 43 eben­ so Leitflügel befestigt werden.

Die gekochten Chips werden an einen Entnahme-Förderer be­ fördert und aus dem Kochgerät entladen. Das Öl im Behälter­ abschnitt 41 B fließt nach links unten in den Sumpf 40, wo­ hingegen das Öl im Behälterabschnitt 41 A 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 41 A begrenzt und über ein Netzwerk von Leitungen 46 abgelassen und mit Hilfe einer Pumpe 47 zur Rückführung in die Behälterabschnitte 41 A und 41 B über die Leitungen 48 und 49 gepumpt. Das im wesentlichen feuch­ tigkeitsfreie Öl der Zone B und C, das vom Behälterab­ schnitt 41 B in den Sumpf 40 fließt, wird durch eine im Sumpf 40 vorgesehene Zwischen- bzw. Trennwand 50 von dem Öl, das von dem Behälterabschnitt 41 A in den Sumpf 40 ab­ fließt, abgetrennt. Das im wesentlichen feuchtigkeitsfreie Öl wird mit Hilfe einer Pumpe 52 über eine Leitung 51 in einen Wärmeaustauscher 53 abgezogen, wo das Öl wieder auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird. Das wiederer­ hitzte Öl wird dann über das Netzwerk von Leitungen 54 in den Behälterabschnitt 41 A und über die Leitung 55 in den Behälterabschnitt 41 B zurückgeführt. Das heiße Öl in den Leitungen 54 wird mit dem einen hohen Wassergehalt aufwei­ senden Öl von den Leitungen 48 und das heiße Öl von der Lei­ tung 55 mit dem einen hohen Wassergehalt aufweisenden Öl von der Leitung 49 mit Hilfe einer Mischeinrichtung 56 A und 56 B gemischt, die im Detail in Fig. 2A dargestellt ist.

Wie aus Fig. 2A ersichtlich, wird das heiße Öl vom Wärmeaus­ tauscher durch einen Verteiler und Düsen 57 B hindurchgelei­ tet. Das einen hohen Wassergehalt aufweisende, kühlere Öl wird durch den Verteiler und Düsen 57 A hindurchgeleitet, wobei die Düsen 57 A konzentrisch zu den Düsen 57 B verlaufen. Die schnelle Berührung zwischen dem heißen Öl und dem einen hohen Wassergehalt aufweisenden, kühleren Öl ruft eine in­ tensive Vermischung und eine schlagartige Expansion der Wassertröpfchen sowie eine Abtrennung des Wasserdampfes her­ vor. Wie aus Fig. 2A ersichtlich, ist die Einlaßdüse 57 B senkrecht zur Fließrichtung des Öls in den Behälterabschnit­ ten 41 A und 41 B angeordnet.

Die örtliche Temperatur längs der Segmente des Behälterab­ schnitts 41 B kann dadurch gesteuert werden, daß man längs des Kochweges im Behälterabschnitt 41 B Einlaßdüsen 58 an­ ordnet, die wiedererhitztes Öl vom Wärmeaustauscher 53 füh­ ren und die im Öl befindliche Feuchtigkeit absprühen, ehe diese den Sumpf 40 und die Pumpe 52 erreicht. Verschiedene Temperatursteuereinrichtungen, wie z. B. Thermoelemente, kön­ nen längs verschiedener Leitungen und Stellen des Behälters angeordnet werden, um die örtliche Temperatur in jedem Behälterab­ schnitt 41 A und 41 B 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 vor­ bestimmten Zeit-Temperatur-Kurve übereinstimmt. Außerdem ent­ fernen die Vorrichtungen entsprechend den Fig. 1 und 2 die dispergierten Wassertröpfchen aus dem Öl.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen ermöglichen ins­ besondere einen kontinuierlichen Kochvorgang zum Kochen eines Nahrungsmittels, der ein Zeit-Temperatur-Profil erfordert, das einen Temperaturabfall gefolgt von einem Temperaturan­ stieg aufweist. In Fig. 3 ist beispielsweise ein Diagramm mit einem typischen Zeit-Temperatur-Profil und einem typischen Zeit-Energie-Profil für das Kochen von "Maui-style"-Kartof­ felchips dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, zeigt das Zeit-Temperatur-Profil für das Kochen von "Maui-style"-Chips eine anfängliche Kochtemperatur von etwa 165°C, die allmählich in etwa 3 bis 3¹/₂ Minuten bis auf etwa 150°C fällt. In den nächsten 4¹/₂ Minuten steigt die Temperatur dann wieder bis auf eine Endtemperatur von 160°C an. Zu die­ sem Zeitpunkt werden die Chips aus dem Öl entnommen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Kochen von Nahrungsmitteln mit

• - einem Behälter zur Aufnahme von heißem Öl,
• - einer Fördereinrichtung zum Transport der Nahrungs­ mittel entlang eines im Behälter vorgesehenen, be­ stimmten Wegs,
• - einer außerhalb des Behälters angeordneten Wärmeaus­ tauscheinrichtung, die dem Wärmeaustausch mit dem Öl dient, das mit dem Behälter in Verbindung steht,
• - Einrichtungen zum Entfernen von Öl mit hohem Wassergehalt aus dem Behälter,
• - Einrichtungen zum Mischen des entfernten Öls mit von der Wärmeaustauscheinrichtung kommendem, frisch aufgeheiztem Öl, und
• - einer Vielzahl von entlang des Wegs für die Nahrungs­ mittel angeordneten Einlaßöffnungen zum Einleiten der Mischung aus entferntem und frisch aufgeheiztem Öl in den Behälter,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - jeder Einlaßöffnung eine entsprechende Mischein­ richtung (31 A, 31 B, 32 A, 32 B; 56 A, 56 B, 57 A, 57 B) zum Mischen von entferntem und frisch aufgeheiztem Öl zugeordnet ist, und
• - vor jeder Mischeinrichtung (31 A, 31 B, 32 A, 32 B; 56 A, 56 B, 57 A, 57 B) angeordnete Ventile (27, 28; 60) zum Proportionieren der relativen Mengen von entferntem Öl und frisch aufgeheiztem Öl vorge­ sehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ölstrom in dem Behälter (10; 41 A, 41 B) parallel zur Längsrichtung des Weges verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behälter (41 A, 41 B) zwei separate Ölströme aufnimmt, deren Strömungsrichtungen entgegengesetzt zueinander gerichtet sind.