DE3917250A1 - Ozonisierungsverfahren fuer die haltbarmachung von stark primaerkontaminierten naturbelassenen produkten insbesondere drogen, gewuerzen, fruechten, gemuesen und getreide - Google Patents

Ozonisierungsverfahren fuer die haltbarmachung von stark primaerkontaminierten naturbelassenen produkten insbesondere drogen, gewuerzen, fruechten, gemuesen und getreide

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DE3917250A1 DE19893917250 DE3917250A DE3917250A1 DE 3917250 A1 DE3917250 A1 DE 3917250A1 DE 19893917250 DE19893917250 DE 19893917250 DE 3917250 A DE3917250 A DE 3917250A DE 3917250 A1 DE3917250 A1 DE 3917250A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Ozonisierungsverfahren für die Haltbarmachung von stark primärkontaminierten naturbelassenen Produkten, insbesondere Drogen, Gewürzen, Früchten, Gemüsen, Getreide.
Aus der DE-OS 34 15 301 beispielsweise ist es bekannt, daß Kohlendioxidgas zur Ozonerzeugung in einem Ozonisator ver­ wendet werden kann, weil dies eine schonende Sterilisierungs­ methode ist. Die Ozonausbeute bei Verwendung von CO2-Gas ist zwar relativ gering. Vorteilhaft ist aber, daß der störende Einfluß von Fremdgasen wie Sauerstoff und Stickstoff sowie Stickstoffverbindungen entfällt und das Redoxpotential lang­ samer abfällt.
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt aber darin, daß die Steri­ lisionskraft vermindert ist und für die Abtötung des Keim­ gehalts von naturbelassenen Gewürzen, der zwischen 103 und 108 pro Gramm variiert, nicht ausreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Übelstand abzu­ helfen und dieses behandlungsgutschonende CO2-Verfahren der­ art abzuändern und zu ergänzen, daß es auch für stark keimhal­ tiges Behandlungsgut anwendbar wird.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die Anwendung von zwei Behandlungsphasen, von denen die erste der Aufschlie­ ßung, Sensibilisierung oder Konditionierung des Behandlungsgutes und die zweite der Sterilisierung des in der ersten Stufe akti­ vierten Behandlungsguts dient, wobei in der ersten vorbereitenden Behandlungsphase das Behandlungsgut in eine Drehtrommel einge­ füllt, dort durch Wasser- oder Dampfzufuhr auf eine Feuchtigkeit von etwa 10 bis 16% und auf eine Temperatur von etwa 20 bis 40°C eingestellt und durch Hindurchleitung von Luft oder Sauerstoffgas etwa zwei bis zehn Stunden niedertourig in Drehbewegung gehalten wird, wonach in der zweiten sterilisierenden Behandlungs­ phase vor und nach einer jeweils wenige Minuten dauernden und durch hindurchgeleitetes CO2-Gas bewirkten Spülungsphase durch das Behandlungsgut etwa bis acht Stunden lang ein CO2/O3/CO/O2-Gasgemisch hindurchgeleitet wird, daß durch Hin­ durchleiten von CO2-Gas und/oder O2-Gas aus entsprechenden Vorratsdruckflaschen durch einen eingeschalteten, unter Strom stehenden Ozonisator hergestellt wird.
Zweckmäßig findet eine oder beide Behandlungsphasen unter Anwendung eines geringen Gasüberdrucks (1 bis 2 Bar) statt.
Nach der Sterilisation des Behandlungsguts kann eine Verpackung und Lagerung in CO2-Gasathmosphäre erfolgen.
Bei Bedarf kann zur Erhöhung des Ozonanteils in der zweiten sterilisierenden Behandlungsphase gleichzeitig und neben dem hindurchgeleiteten CO2-Gas zeitweise auch ein aus der O2-Vorrats­ flasche entnommenes O2-Gas durch den Ozonisator und die Dreh­ trommel hindurchgeleitet werden.
Es können auch mehrere Drehtrommeln hintereinander angeordnet Anwendung finden.
Bei Anwendung von nur einer Drehtrommel kann das CO2/O3/CO/O2- Gasgemisch aber auch mehrmals - nach Trocknung und Komprimierung - rückgeführt und durch den Ozonisator hindurchgeleitet werden.
Bei einem Behandlungsgut mit größerem Gehalt an ätherischen Ölen auf der (Oberfläche - z. B. Kamillentee - empfiehlt es sich, das Abgas durch einen Abscheider (Waschflasche) zur Wiederge­ winnung des ätherischen Öls zu leiten.
Bei einem abgewandelten Ozonisierungsverfahren für Lebens­ mittel mit explosionszerkleinertem Zellmaterial (cell-cracking), z. B. Ingwer, wird das Behandlungsgut in einen Druckzylinder eingebracht und Dampf bis zur Erlangung einer Feuchtigkeit von 14% eingeleitet. Danach wird die Luft durch hindurchge­ leitetes CO2-Gas verdrängt und der Ozonisator eingeschaltet. Das hieraus erhaltene Gas wird auf etwa 40 Bar komprimiert und in den Druckzylinder eingeleitet. Der Gasüberdruck kann etwa eine halbe bis zwei Stunden in dem Druckzylinder konstant gehalten werden, wonach eine Durchspülung mit noch höher kompri­ miertem CO2-Gas erfolgt. Hierauf wird die Druckentspannung (cell-cracking) vorgenommen und das aufgewirbelte Behandlungs­ gut gefiltert und das entspannte Gas durch einen Abscheider (Waschflasche) hindurchgeleitet.
Die beschriebene Ozonerzeugung aus CO2-Gas erspart eine eigene Entstaubung des Behandlungsgutes und schließt die Detonations­ gefahr aus, die bei Verwendung eines Luft/O2/O3-Gasgemisches besteht.
Wesentlich ist aber beim erfindungsgemäßen Verfahren die Tat­ sache, daß die Zweistufigkeit des Ozonisierungsverfahrens das Behandlungsgut zunächst mit O2-Gas versorgt und dieses in einer Weise aufschließt und vitalisiert, die es in der zweiten sauer­ stoffgasfreien Behandlungsstufe um so leichter macht, mit schwachem Ozoneinsatz die vermehrungsbereitgemachten Keime abzutöten.
Nachfolgend werden vier Anwendungsbeispiele anhand von drei Abbildungen näher erläutert und beschrieben:
Beispiel 1
Rohgewürze, also unvermahlen, z. B. Pfefferkörner, mit einer Gesamtkeimzahl von 106 pro g, werden mit 300 kg in eine Ozonsterilisationstrommel, Abb. 1, mit 500 l Inhalt ge­ gegeben.
Die vorhandene Feuchtigkeit des Pfeffers von ca. 8% wird durch entchlortes Wasser und/oder Dampfeinführung in die Ozonsterilisationstrommel auf 10-16% erhöht.
Der Temperaturanstieg des Pfeffers wird zwischen 20 und 40°C 2 bis 10 Stunden beigehalten. In dieser Zeit wird durch die bewegte rotierende Ozonsterilisationstrommel Sauerstoff und/ oder sterile Luft zur Aktivierung der Mikroorganismen (Bak­ terien, Larven u.a. Verunreinigungen) durchgeleitet.
Ist die totale Aktivierung der Keime erreicht, wird mit bak­ teriostatischem CO2-Gas von unten nach oben gespült und somit der Sauerstoff und/oder die Luft verdrängt.
Durch diese Verdrängung erhält man, unter Überdruck, ein oxigeniumfreies Medium, in dem Ozon nur die Keime etc. ab­ tötet und keine Bleichung oder Oxidation erzeugt.
Die Wirkung von Ozon auf Mikroorganismen ist wissenschaftlich noch nicht geklärt.
In diese praktisch Luft-Sauerstoff-freie mit Pfeffer gefüllte Ozonsterilisationstrommel wird unter Beibehaltung eines CO2-Stromes (ca. 1 bis 500 l/h) Ozon, aus reinem Sauerstoff und/oder Kohlendioxid und/oder Luft gewonnen, zur Entkeimung gegebenenfalls zusätzlich in die Ozonsterilisationstrommel geleitet. Unter fortlaufendem Mischen des Pfeffers und beibe­ haltenem Überdruck wird so mit einer Ozonkonzentration aus einem Ozonisator - bis ca. 135 g/m3 Ozon - bis zur gewünsch­ ten Entkeimung, Sterilisation oder Abtötung der Keime gear­ beitet.
Mit diesem Verfahrensschritt ist garantiert, daß keine Oxidation oder Bleichung erzeugt wird. Es findet nur eine Oberflächenbehandlung ohne Veränderung der Geruch- und Geschmackstoffe statt, die sich in der vierten Ölzellenschicht nach der Leitbündelschicht, Parenchym­ schicht mit Harzzellen und der äußeren mehrschichtigen Steinzellenschicht befinden. Es wird auch die Möglichkeit einer Staubexplosion ausgeschlossen.
Die Entkeimung oder Sterilisation mit Ozon ist spätestens nach 8 Stunden abgeschlossen.
Nach diesem Abschluß wird mit CO2-Gas nachgespült, um alle eventuellen Restspuren von O3 vom Pfeffer zu beseitigen.
Um eine wirtschaftlichere Nutzung der Ozongase zu erhalten, kann man nach der Ozonsterilisationstrommel weitere anschlie­ ßen und dann erst die Restozonvernichtung vornehmen.
Auch besteht die Möglichkeit, das aus der Ozonsterilisations­ trommel ausströmende Gas zu trocknen und wieder durch einen weiteren Ozonisator anzureichern und dann wieder in eine weitere Ozonsterilisationstrommel zur Nutzung zu leiten. Nur durch diese Verfahrensweise ist eine Zulässigkeit, z. B. nach dem deutschen Lebensmittelgesetz, gegeben.
Durch die Durchströmung der trockenen Gase durch das Pfeffer beinhaltende Behältnis wird die eingebrachte, vorhandene hohe Feuchtigkeit mitgeschleppt. Man kann hierbei von einer Trock­ nung sprechen, da die Ausgangsfeuchtigkeit von ca. 8% un­ terschritten werden kann. Dies hat für die Weiterverarbeitung und Lagerung erhebliche Vorteile (z. B. bessere, feinere Ver­ mahlung, keine Verklumpungsgefahr des Mahlgutes u.a.).
Zum Schutz vor Aromaverlust und Wiederbefall von Keimen lagert man vorteilhaft unter Mitverwendung von Stickstoff und/oder Kohlendioxid.
Einen weiteren Vorteil hat dieses Verfahren, daß die in der Vergangenheit durchgeführte Entstaubung von Rohgewürzen entfällt.
Beispiel 2
Auch bei zerkleinertem Pflanzenmaterial, auf deren Oberfläche sich oxidationsfreudige Geruch- und Geschmackstoffe befinden, ist eine Entkeimung erforderlich. Zerkleinerte Kamillenblüten, z. B. für Aufgußtee, werden in die Ozonsterilisationstrommel, Abb. 2, gegeben.
Die Luft wird mit CO2-Gas verdrängt. Anschließend wird bei Überdruck CO2-Gas und Ozon durch die Befeuchtung mit Temperie­ rung in die Ozonsterilisationstrommel geleitet (Abb. 2). Die Ozonsterilisationstrommel befindet sich in Bewegung. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß bei richtiger Steuerung Verklumpungen der zerkleinerten Kamillenblüten verhindert wer­ den. Je nach Zerkleinerungsgrad können noch zusätzlich Glas­ kugeln zugegeben werden oder ähnliche Gegenstände, die gleiche Vorteile ergeben.
Bei der Durchströmung der Gasgemische durch die Befeuchtungs­ anlage muß beachtet werden, daß in wäßrigen Lösungen die Zer­ setzungsgeschwindigkeit mit dem pH-Wert steigt. Von Einfluß ist auch die Art der gelösten Alkalien. Jedoch wirken z. B. Bikarbonate in wäßrigen Lösungen stabilisierend.
Da der Zerfall auch temperaturabhängig ist, können zusätzlich Trockeneis-Pellets und 1,2-Propylenglycol für die Befeuchtungs­ anlage zugegeben werden. Dieser Verfahrensschritt dient der Optimierung der Ozonwirkung. Weiterhin hat feuchtes, saures Medium eine bessere Wirkung auf die Entkeimung, besonders auf Hefen. Die feuchte Ozonbehandlung wird ca. nach der 1/3- Gesamtentkeimungszeit abgebrochen. Es folgt die trockene Begasung mit Ozon.
Hierbei folgend können auch noch in die Ozonsterilisations­ trommel Trockeneis-Pellets und/oder Stickstoff zugegeben werden. Die Zugabe ergibt eine bessere und schnellere Wirkung vom Ozon. Gleich­ zeitig wird die Trockung beschleunigt. Nach erfolgter Steri­ lisation wird mit CO2-Gas nachgespült, wobei natürlich das Gas über den Abscheider für ätherisches Öl geleitet wird. Das so wiedergewonnene ätherische Öl kann dem Ausgangsprodukt wieder zugegeben werden, damit die Ausgangsqualität wieder­ gewonnen wird.
Beispiel 3
Ingwerstücke werden in einer Cell-Crackinganlage nach fol­ gendem Verfahren bearbeitet (Abb. 3).
Der Ingwer kommt in den Druckzylinder 3.2 und wird hier mit Dampf unter Druck ca. 5 bis 200 sek. behandelt. Nach dieser intensiven Kurzbehandlung wird bei leichtem Überdruck mit CO2-Gas gespült. Anschließend wird Ozon mit einem Hochlei­ stungsozonisator aus reinem Sauerstoff und/oder CO2-Gas gewonnen und unter Druck in den Druckzylinder eingeleitet, wobei noch vorher aus Entkeimungszeitgründen Trockeneis-Pellets in den Druckzylinder zugegeben werden können. Das Ozon zerfällt hierbei nicht so schnell in O2 und hat dadurch, und unter Anwesenheit von Druck und unter Berücksichtigung der Zeit eine viel bessere Entkeimungswirkung.
Nach erreichter Entkeimung unter Druck wird unter Druckminde­ rung mit CO2-Gas gespült und anschließend dieses Gasgemisch durch den Restozonvernichter geleitet.
Danach wird nach bekannter Weise der Ingwer der Explo­ sionszerkleinerung unterworfen, wie es beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE-OS 33 47 152 A1 beschrieben ist. Arbeitet man nach diesem Verfahren, so werden, bedingt durch die Schleppmittelfähigkeit des CO2-Gas, ätherische Öle aus dem Drogen-Ingwermaterial nach der Entspannung mitgeschleppt. Dies heißt, daß ein bedeutender Verlust an Geruch- und Ge­ schmackstoffen auftritt. Läßt man das CO2-Gas mit dem auf­ genommenen extrahierten ätherischen Öl durch eine Waschanlage (Ölabscheider) laufen, (z. B. in Abb. 3) und wird das aufge­ fangene Öl dem Gut wieder beigegeben, so hat man keine Verluste an dem Primärprodukt. Dieser Ölabscheider kann nach den ver­ schiedensten Arten gebaut werden.
Beispiel 4
Nach dem Stand der Technik werden heute Schnittlauchröllchen zur Haltbarkeit gefriergetrocknet. Dies ist ein teures Ver­ fahren. Nach der Gefriertrocknung ist keine Entkeimung erreicht, sondern nur ein schonender Wasserentzug mit Aromaverlust. Wasser ist bekanntlich ein gutes Aromaschleppmittel. Im fol­ genden beschriebenen Verfahren werden drei Verbesserungen er­ reicht, die nicht nur wirtschaftlicher, sondern auch noch hoch qualitätssteigernder Natur sind.
Frischer Schnittlauch wird unter CO2-Milieu zu Röllchen ge­ schnitten. Der beim Schnitt entstehende Aromaaustritt wird mit dem CO2-Gas verbunden und anschließend wird nach be­ kannten Verfahren das CO2 vom ätherischen Öl getrennt. Die so gewonnenen Schnittlauchröllchen kommen unter CO2-Milieu in die Ozonsterilisationstrommel (Abb. 2). Die Ozonsterilisations­ trommel wird völlig von der Luft befreit, indem CO2-Gas durch­ geleitet wird, bis über den Abscheider für ätherisches Öl. Somit ist gewährleistet, daß alle Aromastoffe gebunden werden.
Die Entkeimung erfolgt mit Ozon durch die Befeuchtung und Temperierung. Da anfänglich ein Gesamtkeimzahlanstieg zu verzeichnen ist, wird der Punkt der Senkung abgewartet und dann das Ozon nicht mehr über die Befeuchtung geleitet, sondern gleich aus dem Ozonisator in die Ozonsterilisations­ trommel, die sich in Bewegung befindet. Von diesem Zeitpunkt an wird entkeimt und getrocknet.
Durch den Ausschluß von Oxigenium und Luft wird eine noch nicht erreichte Qualität der Trocknung und Aromaerhaltung erzielt. Das auf diese Weise gewonnene ätherische Öl im Abscheider kann wieder dem Ausgangsprodukt zugegeben oder als natürliches Öl verkauft werden.
Mit diesem Verfahren erhält man ein Produkt, das keimfrei und schonend getrocknet ist. Die erhaltene grüne Farbe ist besser als bei der teuren Gefriertrocknung.
Bezugszeichenliste.
1 CO₂ Versorgung
2 Druckzylinder
3 Entspannungsbehälter
4 Filter
5 Dampf- und Ozoneinlaß
6 Dampf- und Ozonauslaß
7 Ozonrestvernichter
8 Etherischer Ölabscheider

Claims (8)

1. Ozonisierungsverfahren für die Haltbarmachung von stark primärkontaminierten naturbelassenen Produkten, insbesondere Drogen, Gewürzen, Früchten, Gemüsen, Getreide u. a., gekennzeichnet durch
  • - die Anwendung von zwei Behandlungsphasen, von denen die erste der Aufschließung, Sensibilisierung oder Konditionierung des Behandlungsgutes und die zweite der Sterilisierung des in der ersten Stufe aktivier­ ten Behandlungsguts dient, wobei
  • - in der ersten vorbereitenden Behandlungsphase das Behandlungsgut in eine Drehtrommel eingefüllt, dort durch Wasser- oder Dampfzufuhr auf eine Feuchtigkeit von etwa 10 bis 16% und auf eine Temperatur von etwa 20-40°C eingestellt und unter Hindurchleitung von Luft oder Sauerstoffgas etwa 2-10 Stunden nieder­ tourig in Drehbewegung gehalten wird, wonach
  • - in der zweiten sterilisierenden Behandlungsphase vor und nach einer jeweils wenige Minuten dauernden durch hindurchgeleitetes CO2-Gas bewirkten Spülungsphase durch das Behandlungsgut etwa bis 8 Stunden lang ein CO2/O3/CO/O2-Gasgemisch hindurchgeleitet wird, das durch Hindurchleiten von CO2-Gas und/oder O2- Gas aus ent­ sprechenden Vorratsdruckflaschen durch einen eingeschal­ teten, unter Strom stehenden Ozonisator hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung eines geringen Gasüberdrucks (1-2 Bar) in einer oder beiden Behandlungsphasen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Sterilisation des Behandlungsguts eine Ver­ packung und Lagerung in CO2-Gasathmosphäre erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten sterilisierenden Behandlungsphase gleichzeitig und neben dem hindurchgeleiteten CO2-Gas zur Erhöhung des Ozonanteils zeitweise auch ein aus der O2-Vorratsflasche entnommenes O2-Gas durch den Ozoni­ sator und die Drehtrommel hindurchgeleitet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drehtrommeln hintereinander angeordnet, Anwendung finden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von nur einer Drehtrommel das CO2/O3/CO/O2- Gasgemisch mehrmals - nach Trocknung und Komprimierung - rückgeführt und durch den Ozonisator hindurchgeleitet wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Behandlungsgut mit größerem Gehalt an ätherischen Ölen auf der Oberfläche - z. B. Kaminillentee - das Abgas durch einen Abscheider (Waschflasche) zur Wiedergewinnung des ätherischen Öls geleitet wird.
8. Ozonisierungsverfahren für Produkte mit explosions­ zerkleinertem Zellmaterial (cell-cracking), z. B. Ingwer, Blütenpollen, u. a., gekennzeichnet durch
  • - Einbringen des Behandlungsguts in einen Druckzylinder,
  • - Einleiten von Dampf bis zur Feuchte von 14%,
  • - Verdrängen der Luft durch hindurchgeleitetes CO2-Gas,
  • - Einschalten des Ozonisators und Einleiten des dadurch erhaltenen Gas in den Druckzylinder nach vorheriger Kompression auf ca. 40 Bar,
  • - Konstanthaltung dieses Oberdrucks im Druckzylinder etwa 1/2 bis 2 Stunden lang,
  • - Durchspülung mit noch höher komprimiertem CO2-Gas,
  • - danach Druckentspannung (cell-cracking),
  • - Filtern der aufgewirbelten Staubwolke und
  • - Hindurchleiten des entspannten Gases durch einen Abscheider (Waschflasche).
DE19893917250 1989-05-26 1989-05-26 Ozonisierungsverfahren fuer die haltbarmachung von stark primaerkontaminierten naturbelassenen produkten insbesondere drogen, gewuerzen, fruechten, gemuesen und getreide Withdrawn DE3917250A1 (de)

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