DE4320482A1 - Verfahren zum Abkühlen und nachfolgenden Konfektionieren von Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen und nachfol­ genden Konfektionieren von Lebensmitteln.

Es gibt eine Vielzahl von Lebensmitteln, die im Verlauf ihrer Herstellung einem Erhitzungsverfahren unterzogen werden und die dann vor ihrer Konfektionierung abgekühlt werden müssen. Nur beispielhaft wird auf die Herstellung von fertig verpacktem Schnittbrot, von verpackten Brühwurstsorten oder Milchpro­ dukten wie Joghurt und ähnlichem verwiesen. Bei der industriel­ len Fertigung müssen derartige Produkte nach dem Erhitzungs­ prozeß möglichst schnell abgekühlt und unter hygienisch ein­ wandfreien Bedingungen verpackt bzw. konfektioniert werden. Da für den Abkühlungsprozeß aus technischen und auch mikro­ biologischen Gründen nur ein begrenzter Zeitraum zur Verfü­ gung steht, muß die Kühlung häufig durch starkes Absenken der Temperaturen unter Verwendung von Kältemaschinen erfolgen, was wiederum zu einem relativ hohen Energiebedarf führt. Im folgenden wird die Situation exemplarisch anhand eines Ver­ fahrens zur Herstellung von Schnittbrot dargestellt, wobei es aber für den Fachmann selbstverständlich ist, daß entsprechende Verfahren auch bei der Abkühlung und Konfektio­ nierung von anderen Lebensmitteln in gleicher Weise einge­ setzt werden können.

Aufgrund der Zunahme von Klein- oder Einzelhaushalten wird sowohl Roggen- wie auch Weizenmischbrot zunehmend als Schnittbrot gekauft, also in Mengen, die kleineren Haushalten besser angepaßt sind als ganze Brote. Schnittbrot wird heute in der Regel aus Stangenbroten hergestellt, die etwa 7,5-8,0 kg bei der Herstel­ lung wiegen und eine Stangenlänge von etwa 1,5 m oder mehr bei unterschiedlicher Stangenbreite aufweisen. Diese Brote müssen nach dem Backen abgekühlt, geschnitten und konfektioniert werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß Industriebacköfen eine Produktionsleistung von etwa 1800 kg Brot/Std. und Schneide­ maschinen eine solche von etwa 900 kg/Std. aufweisen. Das den Ofen verlassende Brot wird in der Regel in Kühlräumen von der Backtemperatur bis zur Schneidetemperatur, also einer Brotkern­ temperatur von unter 38°C abgekühlt. Die Abkühlung muß relativ schnell erfolgen, damit der Ausstoß der Backöfen abgenommen und weiterverarbeitet werden kann. In der Regel werden die Brote auf sogenannten Brotwagen transportiert, die jeweils die Lagerung mehrerer Brotstangen auf verschiedenen Ebenen des Wagens ermöglichen. Heute verwendete Brotwagen transportieren etwa 300-400 kg Brot beispielsweise auf 8 Ebenen.

Die bisherigen Verfahren zum Kühlen des Brotes vor der Weiter­ verarbeitung weisen eine Reihe von Nachteilen auf, weil der­ artige Kühlräume vor allem bei sommerlichen Temperaturen eine zusätzliche separate Kälteerzeugung benötigen, also energie­ intensiv und damit kostenintensiv sind. Hinzu kommt, daß bei den bisher üblichen Verfahren durch die Erwärmung der Kühl­ luft auch eine Reduzierung der Feuchtigkeit erfolgt, also eine Austrocknung des frischen Brotes stattfindet, die aus ver­ schiedenen Gründen unerwünscht ist. Häufig ist auch eine gleich­ mäßige Abkühlung nicht gewährleistet, was zu Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung führen kann, wenn die Brotkerntempe­ ratur noch zu hoch liegt. Und schließlich gibt es eine ganze Reihe von Problemen auf hygienischem Gebiet, da Brot als stärke- und zuckerhaltiges Substrat einen idealen Nährboden für ver­ schiedene Bakterien und Pilze darstellt und daher die Verar­ beitung von frischgebackenem Brot unter Reinraumbedingungen stattfinden muß, die bei den bisher üblichen Kühl- und Schneide­ verfahren nur unter großem Aufwand einzuhalten sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Abkühlung und Konfektionierung zu entwickeln, die die geschilder­ ten Nachteile nicht aufweisen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Abkühlen und anschließenden Konfektionieren von Lebensmitteln vorgeschla­ gen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das mindestens 100°C aufweisende Lebensmittel in einem Kühlraum auf Temperaturen zwischen etwa 98 bis 90°C durch freie Konvektion und dann in einem in Abschnitte unterteilten Kühltunnel adiabatisch auf Schnitt- oder Fülltemperatur des Lebensmittels abgekühlt und befeuchtet und dann in an sich bekannter Weise portioniert, verpackt und konfektioniert wird. In einer bevorzugten Aus­ führungsform wird ein Verfahren zum Herstellen von Schnitt­ brot vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das in Stangen gebackene Brot am Ofenauslauf in einem Kühlraum durch freie Konvektion auf 95°C und dann in einem in Abschnit­ te unterteilten Kühltunnel adiabatisch weiter auf 35°C abge­ kühlt und befeuchtet und dann in an sich bekannter Weise ge­ schnitten, verpackt und konfektioniert wird.

Überraschend hat sich herausgestellt, daß die bekannten Schwierig­ keiten bei den bisherigen Verfahren zum Kühlen und Schneiden von Brot weitgehend vermieden werden können, wenn das in üblicher Weise hergestellte und gebackene Brot in Form von Brotstangen nach der Entnahme aus dem Ofen in einem den Reinraumbedingungen entsprechenden Kühlraum auf den Transportwagen durch Konvektion auf 95°C vorgekühlt und dann in einem Kühltunnel mit 3 Kühlstufen oder -abschnitten adiabatisch weiter auf Schnittemperatur herunter­ gekühlt und befeuchtet wird, so daß die weitere Verarbeitung dann in an sich bekannter Weise erfolgen kann. Vorzugsweise werden bei diesem Verfahren als Transportmittel Brotwagen einge­ setzt, die auf verschiedenen Ebenen etwa 40 Brote entsprechend 320 kg fassen.

Der Kühlraum selbst wird mit Zuluft mit einer Temperatur von 23°C/90% r.F. beschickt, wobei sich durch die Wärmeabstrahlung und Konvektion des frischgebackenen Brotes die Temperatur bei Betrieb auf 28°C/65% r.F. erhöht. In den Kühlraum ist ein Kühl­ tunnel integriert, dessen Querschnitt auf die Brotwagen abge­ stimmt ist, und zwar so, daß die Backwaren mit der Längsseite quer durch den Kühltunnel transportiert werden. Der wärmege­ dämmte Kühltunnel ist in 3 Stufen I, II und III unterteilt, die jeweils über eigene Lüftungsgeräte verfügen. Die Zuluft wird von den Lüftungsgeräten über ein Kanalsystem über eine Druckkammer eingeblasen, die längsseitig der Tunnelwände auf­ gebaut ist. Der Durchtritt der Zuluft zu den Brotwagen erfolgt über längsseitig angeordnete waagerechte Luftdurchlässe, vor­ zugsweise Schlitze im Tunnel, die jeweils entsprechend der Höhe der Borde für die Backwaren angeordnet sind, so daß die Zuluft gezielt über die Länge der Brotstangen geführt wird. Die Austrittsgeschwindigkeit der Zuluft aus den Schlitzen wird so gewählt, daß eine Durchtrittsgeschwindigkeit über dem Brot von 0,3 m/s erzielt wird. Die Zuluftzuführung erfolgt wechsel­ seitig in den Kühlstufen von links oder rechts, so daß eine möglichst gleichmäßige Abkühlung über die gesamte Brotlänge erzielt werden kann.

Das eigentliche Kühlverfahren im Kühltunnel erfolgt im Um­ luftkühlverfahren und zwar so, daß die Abluft aus der jeweils nachfolgenden Kühlstufe als Zuluft in der vorhergehenden Kühl­ stufe eingesetzt wird, wobei als Zuluft in der kühlsten Stufe III die Luft aus dem Kühlraum eingesetzt wird. In jeder Stufe wird die Zuluft zur Zuführung in den Tunnel adiabatisch mit Ultraschallbefeuchtern abgekühlt und auf eine relative Luft­ feuchtigkeit von 90% eingestellt. Ultraschallklimageräte zur Abkühlung und Befeuchtung von Luft sind an sich bekannt und werden unter anderem von der Firma Stulz GmbH, Hamburg, in den Handel gebracht.

In der Stufe I des Kühltunnels wird das Brot mit der Abluft aus der Stufe II mit einer Temperatur von beispielsweise 37°C/47% r.F. angesaugt und adiabatisch auf 29°C/90% r.F. abgekühlt.

Das Brot wird in dieser Stufe von 95°C auf 60°C gekühlt, während sich die Luft auf 55°C/22% r.F. erwärmt, was einer Kühlleistung von 44 kW entspricht. In der Stufe II wird die Abluft aus der Stufe III mit 31°C/60% r.F. adiabatisch auf 26°C/90% r.F. ge­ kühlt, was zu einer Brotkühlung auf 45°C und einer Lufterwärmung auf 37°C/47% r.F. führt entsprechend einer Kühlleistung von 19 kW. In der Stufe III wird die Abluft aus dem Kühlraum mit einer Temperatur von 28°C/65% r.F. adiabatisch auf 24°C/90% r.F. gekühlt, wobei die Brottemperatur von 45°C auf 35°C ab­ sinkt und die Luft sich auf 31°C/60% r.F. erwärmt, was einer Kühlleistung von 12 kW entspricht.

Das Brot wird dann vom Kühlraum in den Schneideraum transpor­ tiert und von der Schneide- und Verpackungsstraße übernommen und in an sich bekannter Weise geschnitten, verpackt und kon­ fektioniert. Vorzugsweise herrschen sowohl im Kühlraum, im Kühltunnel und im Schneideraum Reinraumbedingungen, die in an sich bekannter Weise beispielsweise im Schneideraum durch Installation einer Laminarflow-Einheit erzielt werden können. Im Schneideraum wird vorzugsweise eine Temperatur von 22 ± 2°C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 ± 10% eingehal­ ten.

In der Fig. 1 ist der Verfahrensablauf noch einmal schema­ tisch dargestellt. Das in Stangen gebackene Brot wird dem Ofen entnommen und auf Brotwagen in den Kühlraum transportiert, in dem durch freie Konvektion eine Abkühlung auf 95°C erfolgt. Die Brotwagen werden dann in den Kühltunnel mit seinen 3 Stufen I, II und III überführt, in denen eine adiabatische Abkühlung im Umluftverfahren unter Verwendung von Ultraschallbefeuchtern erfolgt, bis die Brottemperatur 35°C erreicht hat. Das Brot wird sodann von den Transportwagen auf die Schneide- und Kon­ fektionierstraße im Schneideraum gebracht und dort weiterver­ arbeitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bisher üb­ lichen Kühlverfahren beträchtliche Vorzüge auf, denn durch die adiabatische Abkühlung ist es möglich, ganzjährig ohne zusätzliche separate Kältegeräte auszukommen, was zu beträcht­ lichen Einsparungen führt. Die Abkühlung des Brotes erfolgt durch das geschlossene Kühltunnelprinzip mit wechselseitiger Zulufteinbringung in den jeweiligen Brotebenen völlig gleich­ mäßig und führt nicht zu einer unerwünschten Austrocknung des behandelten Gutes, sondern die Ware bleibt im hohen Feuchtig­ keitsbereich. Gleichzeitig erfolgt durch die Ultraschallbe­ feuchtungsgeräte eine wirksame Vernichtung von Mikroben jeder Art im Kühlwasser, so daß dieser an sich bekannte Ultraschall­ effekt zu einer praktischen Keimfreiheit des zur Befeuchtung eingesetzten Wassers führt und damit die hygienischen Bedingun­ gen auch für die Weiterbearbeitung verbessert werden.

Das beispielhaft für die Herstellung von Schnittbrot beschrie­ bene Verfahren kann, wie für den Fachmann ohne weiteres ersicht­ lich, auch auf eine Vielzahl anderer Prozesse bei der industriel­ len Herstellung von Lebensmitteln angewendet werden, bei denen erhitztes Gut rasch und gleichmäßig abgekühlt und dann weiter­ verarbeitet bzw. verpackt werden muß. So läßt sich dieses Ver­ fahren mit nur geringfügigen Änderungen auch auf die Herstel­ lung von geschnittenen oder in anderer Weise proportionierten Fleischwaren wie beispielsweise Brühwürste, Leberkäse oder ähnliches anwenden, aber auch bei der Bearbeitung von Milch­ produkten wie Joghurt oder Käse oder bei der Herstellung an­ derer Backwaren wie Kuchen oder Gebäck oder auch bei der Ver­ packung von in Portionspackungen abgefüllten Snack-Artikeln. Die Temperaturen, die bei der freien Konvektion und im Kühl­ tunnel eingehalten werden, können variiert werden je nach Pro­ duktbedingungen, da beispielsweise die Schneidetemperaturen für Mischbrot oder Fleischkäse unterschiedlich sind und daher auch nur eine Abkühlung bis zur jeweiligen Schneidetemperatur erfolgen muß. Außerdem hängen die Temperaturen auch von den Arbeitsbedingungen in den Kühl- bzw. Schneide- oder Packräumen ab, da zu hohe Temperaturen, die durch Konvektion und Abstrahlung entstehen könnten, negative Auswirkungen auf die Leistungsfähig­ keit des Betriebspersonals haben. Es ist dem Fachmann aber aufgrund seiner Kenntnisse ohne weiteres möglich, die Tempera­ turen in den Verfahrensabläufen so zu gestalten, daß sowohl Produkt- als auch Arbeitsbedingungen in entsprechender Weise berücksichtigt werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Abkühlen und anschließenden Konfektionieren von Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens 100°C aufweisende Lebensmittel in einem Kühlraum auf Temperatu­ ren zwischen etwa 98 bis 90°C durch freie Konvektion und dann in einem in Abschnitte unterteilten Kühltunnel adiabatisch auf Schnitt- oder Fülltemperatur des Lebensmittels abgekühlt und befeuchtet und dann in an sich bekannter Weise portioniert, verpackt und konfektioniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen von Schnittbrot, dadurch gekennzeichnet, daß das in Stangen bebackene Brot am Ofenauslauf in einem Kühlraum durch freie Konvektion auf 95°C und dann in einem in Abschnitte unterteilten Kühltunnel adia­ batisch weiter auf 35°C abgekühlt und befeuchtet und dann in an sich bekannter Weise geschnitten, verpackt und konfektio­ niert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühltunnel in drei Abschnitte unterteilt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung im Kühltunnel im Umluftkühlverfahren erfolgt, wobei die Abluft der jeweils nachfolgenden Kühlstufe nach adia­ batischer Abkühlung als Zuluft der vorhergehenden Stufe einge­ setzt und für die kühlste Stufe Luft aus dem Kühlraum als Zu­ luft nach adiabatischer Abkühlung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Luft im Kühlraum vorzugsweise bei 28°C/65% r.F. gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Brot in drei Stufen von 95°C auf 60°C, dann auf 45°C und abschließend auf 35°C gekühlt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Kühlstufen die Zuluft bei der adiabatischen Ab­ kühlung auf 90% r.F. eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung und Befeuchtung der Luft in den Kühlstufen mit Hilfe von Ultraschallklimageräten durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Kühltunnel die abgekühlte befeuchtete Luft über längs­ seitige, waagerechte Luftdurchlässe eingebracht wird, deren Abstand dem Abstand der Borde der Transportwagen entspricht.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässe als Schlitze ausgebildet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Kühlstufen die Zuluftzufuhr wechselnd von rechts oder links erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit in allen Kühlstufen über den Borden etwa 0,3 m/s beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Verfahren in an sich bekannter Weise unter Reinraumbedingungen durchgeführt wird.