DE4424430A1 - Entkeimung von pflanzlichen Produkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von pflanzlichen Produkten und eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

Durch die heutige Struktur bei der Versorgung der Bevölke­ rung mit pflanzlichen Produkten vergeht oftmals eine länge­ re Zeit von der Erzeugung bis die pflanzlichen Produkte über den Verarbeiter zum Endverbraucher gelangen. Während dieser Zeit vermehren sich die naturgemäß bei pflanzlichen Produkten vorhandenen Bakterien. Übersteigt die Gesamtzahl der Bakterien (GKZ-KBE pro Gramm) eine vorbestimmte Zahl, so ist das pflanzliche Produkt ungenießbar. Zwar kann durch Kühlung der pflanzlichen Produkte die Vermehrung der aeroben Bakterien gebremst werden. Jedoch kann durch Kühlung ein vorhandener Bakterienstamm nicht reduziert werden.

Eine Verlängerung der Haltbarkeit kann dadurch erreicht werden, daß die Anzahl der Bakterien durch Abtötung des größten Teil der Bakterien reduziert wird. Bekannte Ver­ fahren zur Entkeimung von pflanzlichen Produkten arbeiten alle mit hochtoxischen Gasen, wie beispielsweise Ethylen- Oxid (EO). Der MAK(maximale Arbeitsplatzkonzentration)-Wert beträgt dabei etwa 1 ppm. Die Verwendung von toxischen Gasen ist sehr nachteilig, da bei der Behandlung schädliche Rück­ stände bei den pflanzlichen Produkten hinterlassen werden. Diese Rückstände gelangen durch den Verzehr der pflanz­ lichen Produkte in den Körper des Menschen. Darüber hinaus gelangen die toxischen Gase in die Umwelt, wodurch sich eine starke Umweltbelastung ergibt. Darüber hinaus müssen die Produkte einer Behandlungsdauer von vielen Stunden bis mehreren Tagen unterworfen werden, damit gewünschte Ergeb­ nisse erzielt werden können.

Des weiteren ist es bekannt, pflanzliche Produkte zu be­ strahlen und dadurch aerobe Bakterien abzutöten. Da bisher noch keine Erkenntnisse darüber vorliegen, inwieweit sich eine Bestrahlung der pflanzlichen Produkte schädlich für den Menschen auswirkt und gesicherte Ergebnisse frühestens nach einigen Jahrzehnten vorliegen können, ist die Bestrah­ lung von pflanzlichen Produkten kein geeignetes Verfahren zur Entkeimung. Die Bestrahlung von pflanzlichen Produkten ist in einigen Ländern sogar durch Gesetz verboten.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit aufzuzeigen, mittels der die Anzahl der aeroben Bakterien bei pflanzli­ chen Produkten in kurzer Zeit stark reduziert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Gemäß der Erfindung werden die Produkte, welche insbeson­ dere alle getrockneten Lebensmittel wie beispielsweise Gewürze, Tee, Kaffee, Kakao und Heilkräuter sein können, für etwa eine halbe Minute bis drei Minuten in einen Gas­ strom eingebracht, dessen Temperatur etwa 80 bis 170°C be­ trägt. Vorteilhafterweise besteht der Gasstrom aus Heißluft oder einem Inert-Gas. Durch die Einbringung der Produkte in den Gasstrom strömt das Gas an der Oberfläche der Produkte vorbei. Hierdurch wird die Oberfläche der Produkte schnell erwärmt, ohne daß das gesamte Produkt die Temperatur an­ nimmt. Durch den Gasstrom werden von der Oberfläche der Produkte sich dort befindliche Fremdkörper entfernt.

Die Behandlungsdauer der Produkte mit dem heißen Gasstrom beträgt je nach Produkt etwa zwischen einer halben Minute bis fünf Minuten. Je heißer das Gas ist, desto kürzer ist die Behandlungszeit. Die Temperatur des Gases wird ent­ sprechend dem zu behandelnden Produkt gewählt. So hat sich bei Trockenzwiebeln eine Temperatur von 98 bis 102°C als vorteilhaft erwiesen, wobei eine Behandlungszeit von 50 Sekunden ausreichte, um eine Reduktion der aeroben Bakte­ rienstämme um 90% zu erreichen. Bei Pfeffer wurde mit einer Temperatur von 120 bis 135°C und einer Behandlungs­ dauer von 120 Sekunden ebenfalls eine Reduktion der aeroben Bakterienstämme um 90% erreicht. Bei Petersilie wurde das­ selbe Ergebnis bei einer Temperatur von 105 bis 135°C und einer Behandlungsdauer von 180 Sekunden erreicht. Bei Him­ beerblättern wurde eine Reduktion der aeroben Bakterien­ stämme um 90% bei einer Gastemperatur von 105°C und einer Behandlungsdauer von 120 Sekunden erreicht.

Nach der Behandlung der Produkte mit einem heißen Gasstrom werden die Produkte gemäß der Erfindung auf Raumtemperatur oder kälter abgekühlt. Die Abkühlung der Produkte geschieht in vorteilhafter Weise mittels eines cryogenen Kühlbads. Die Verweildauer der Produkte in dem Kühlbad hängt von der Temperatur des Kühlbads ab und liegt etwa zwischen 3 und 30 Sekunden. Bei Verwendung von flüssigem Stickstoff wurden mit einer Verweildauer von 5 Sekunden sehr gute Ergebnisse erzielt, bei der Verwendung von flüssigem Kohlendioxid wur­ den mit einer Verweildauer von 20 Sekunden sehr gute Ergeb­ nisse erzielt. Nach dem Eintauchen in das Kühlbad hat sich die Oberfläche der Produkte auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Verweildauer kann jedoch je nach zu behandelnden Produkten unterschiedlich sein.

Neben der Reduzierung der aeroben Bakterienstämme um 90% wurden Escherichia-, Coli- und Enterobakterien, insbeson­ dere Salmonellen, sowie Schimmelpilze und Hefepilze voll­ ständig vernichtet. Das heißt, nach Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens befanden sich an den Produkten keine der letztgenannten Bakterien sowie Pilze mehr, wobei im unbehandelten Zustand eine Anzahl von 10³ bis 10⁴ KBE/g (keimfähige Bakterieneinheiten pro Gramm) vorlag.

In vorteilhafter Weise werden die Produkte so in den Gas­ strom eingebracht, daß sie sich freischwebend darin befin­ den. Hierdurch wird erreicht, daß die Oberflächen der Pro­ dukte keinen längeren Kontakt mit heißen Gegenständen er­ halten, was dazu führt, daß die Oberfläche der Produkte un­ versehrt bleibt. Hätten die Produkte längeren Kontakt mit heißen Gegenständen, würden die Produkte an den heißen Gegenständen anbacken, wodurch die Oberfläche der Produkte beschädigt würde. Ein Schwebedruck von etwa 10 mbar bis 200 mbar hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen. Dieser Druck genügt, um die Produkte in dem heißen Gasstrom zu verwir­ beln. Durch die Verwirbelung wird eine gleichmäßige Erwär­ mung der Oberfläche erreicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Behälter auf, mit wenigstens einer am unteren Ende angeordneten Gas-Ein­ laßöffnung und wenigstens einer am oberen Ende angeordneten Gas-Auslaßöffnung. Oberhalb der Gas-Auslaßöffnung ist eine Produkt-Einlaßöffnung angeordnet, welche mittels eines Ein­ laßschiebers verschließbar ist. Unterhalb der Gas-Einlaß­ öffnung ist eine Produkt-Auslaßöffnung angeordnet, welche mittels eines Auslaßschiebers verschließbar ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß das Produkt auf einfache und schnelle Weise durch Öffnen des Einlaßschiebers in den Be­ hälter eingebracht werden kann.

Befindet sich das Produkt in dem Behälter, wird die Pro­ dukt-Einlaßöffnung mittels des Einlaßschiebers wieder ver­ schlossen. Der Einlaß- und der Auslaßschieber verschließen die Produkt-Einlaßöffnung und -Auslaßöffnung luftdicht. Das durch die Gas-Einlaßöffnung einströmende Gas kann den Behäl­ ter nun nur noch durch die Gas-Auslaßöffnung verlassen. Die Gas-Auslaßöffnung beziehungsweise -Einlaßöffnung ist mit einem Gitter oder Sieb abgedeckt. Die Maschen des Siebs sind so groß gewählt, daß das sich im Behälter befindliche Produkt nicht durch die Maschen gelangen kann.

Der Behälter ist so ausgebildet, daß das durch die Gas-Ein­ laßöffnung strömende Gas das im Behälter befindliche Pro­ dukt verwirbelt, bevor es durch die Gas-Auslaßöffnung den Behälter wieder verläßt.

Zur Einstellung des Schwebedrucks sind bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in der Gaszuführleitung Mit­ tel zur Steuerung des Drucks und der Menge des Gases ange­ ordnet und in der Gas-Ableitung Mittel zur Steuerung der Menge des Gases angeordnet. Hierdurch kann ein für das Pro­ dukt optimaler Schwebedruck auf einfache Art und Weise ein­ gestellt werden.

Nachdem das Produkt im Behälter der Behandlung mit dem heißen Gas für eine bestimmte Zeit unterworfen wurde, wer­ den die Gasleitungen verschlossen und die Produkt-Auslaß­ öffnung mittels des Auslaßschiebers geöffnet. Unterhalb der Produkt-Auslaßöffnung ist ein Schrägförderer angeordnet, welcher in seinem unteren Trogbereich ein cryogenes Kühlbad hat. Das Produkt gelangt somit nach der Behandlung mit dem heißen Gas in das Kühlbad. Der Schrägförderer ist so ausge­ bildet, daß das Produkt nach der sekundenschnellen Abkühl­ dauer aus dem Kühlbad entfernt wird.

In vorteilhafter Weise wird der Behälter automatisch mit zu behandelnden Produkten beschickt sowie die behandelten Pro­ dukte einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Hierdurch er­ gibt sich ein kontinuierlicher Ablauf der Behandlung von Produkten. Zwar erfolgt die Behandlung der Produkte mit heißem Gas und die Abkühlung der Produkte chargenweise, je­ doch kann das Umfeld um die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet werden, daß der Gesamtprozeß kontinuierlich verläuft.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt die einzige Figur eine schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein Behälter 1 weist an seinem unteren Ende Gas-Zuführöff­ nungen auf, welche ringförmig um den Behälter angeordnet sind. Der Behälter 1 weist im Bereich der Ringleitung 2 einen als Kegelstumpf ausgebildeten siebförmigen Einsatz 15 auf. Das aus den Zuführöffnungen ausströmende Gas der Ring­ leitung 2 strömt durch den siebförmigen Einsatz 15 und er­ faßt das darin befindliche Produkt.

Unterhalb der Gas-Zuführleitung 2 befindet sich eine Pro­ dukt-Auslaßöffnung, welche mittels eines Auslaßschiebers 5 verschließbar ist. Im oberen Bereich des Behälters 1 befin­ den sich Gas-Auslaßöffnungen 3, welche ebenfalls ringförmig um den Behälter angeordnet sind. Oberhalb der Gas-Auslaß­ öffnung 3 befindet sich eine Produkt-Einlaßöffnung, welche mittels eines Einlaßschiebers 4 verschließbar ist. Oberhalb des Einlaßschiebers 4 ist ein Trichter 11 angeordnet, in welchen kontinuierlich zu behandelndes Gut eingefüllt wer­ den kann. In der Zuführleitung der Gas-Einlaßöffnungen 2 befindet sich ein Ventil 8, mittels dem die Gasmenge einge­ stellt werden kann. In der mit den Gas-Auslaßöffnungen 3 verbundenen Gas-Ableitung befindet sich ein Ventil 10, mit­ tels welchem die Menge des abgeleiteten Gases eingestellt werden kann. Die Gas-Ableitung ist mit einem Erhitzer 16 verbunden, mittels welchem das Gas wieder erhitzt wird, bevor es wieder dem Behälter 1 zugeführt wird. Zur Reini­ gung des Gases ist in der Ableitung ein Filter 17 vorgese­ hen. Der Gasstrom wird mittels eines drehzahlgeregelten Ventilators 9 durch die Gasleitungen getrieben. Mittels der Ventile 8 und 10 und des drehzahlregelbaren Ventilators 9 kann der im Behälter 1 vorhandene Druck eingestellt werden. Je nach zu behandelndem Gut wird ein entsprechender Schwe­ bedruck eingestellt. Zur Beobachtung des in den Behälter 1 eingebrachten Produkts weist der Behälter 1 ein Sichtfen­ ster 13 auf.

Unterhalb der Produkt-Auslaßöffnung ist ein Schrägförderer 6 angeordnet, welcher im unteren Trogbereich ein Kühlbad 7 hat. Für das Kühlbad 7 kann in vorteilhafter Weise flüssi­ ger Stickstoff oder flüssiges Kohlendioxid verwendet wer­ den. Die Größe des Kühlbads 7 wird mit einem Niveauwächter 14 überwacht.

Im oberen Bereich des Schrägförderers 6 ist eine Auslaßöff­ nung 12 angeordnet, durch die das vom Schrägförderer geför­ derte Gut aus dem Schrägförderer 6 entfernt werden kann.

Wird der Einlaßschieber 4 geöffnet, gelangt durch die Pro­ dukt-Einlaßöffnung sich im Trichter 11 befindliches Produkt in den Behälter 1. Der Einlaßschieber 4 wird soweit bezie­ hungsweise solange geöffnet, bis eine vorbestimmte Menge im Behälter 1 vorhanden ist. Ist die vorbestimmte Menge er­ reicht, wird der Einlaßschieber 4 wieder geschlossen. Nach­ dem der Einlaßschieber 4 geschlossen ist, wird durch die Gas-Einlaßöffnungen 2 Gas in den Behälter 1 geleitet. Das Gas verläßt den Behälter wieder über die Gas-Auslaßöffnun­ gen 3. Durch den Gasstrom wird das sich im Behälter 1 be­ findliche Produkt erfaßt und verwirbelt. Damit das Produkt nicht durch die Gas-Einlaß- beziehungsweise -Auslaßöffnung den Behälter verlassen kann, sind in den Öffnungen Siebe angebracht. Je nach Produkt muß im Behälter 1 ein bestimm­ ter Schwebedruck vorhanden sein. Der Schwebedruck wird durch die Ventile 8 und 10 beziehungsweise durch den dreh­ zahlregelbaren Ventilator 9 eingestellt.

Nachdem das sich im Behälter 1 befindliche Produkt eine vor­ bestimmte Zeit behandelt worden ist, wird der Gasstrom abge­ stellt. Hierdurch senkt sich das Produkt auf den Behälter­ boden ab. Beim Öffnen des Auslaßschiebers 5 fällt das Pro­ dukt durch die Produkt-Auslaßöffnung in das Kühlbad 7 des Schrägförderers 6. Befindet sich kein Produkt mehr im Behäl­ ter 1, wird der Auslaßschieber 5 wieder verschlossen, und der Prozeß beginnt von vorne.

Während der Befüllung des Behälters 1 mit einem Produkt wird die Gas-Zuführleitung sowie die Gas-Ableitung mittels der Ventile 8 und 10 verschlossen. Damit das Gas nicht im Erhitzer 16 stehenbleibt, wodurch es auf unzulässige Tempe­ raturen erhöht werden könnte, ist der Behälter 1 mittels einer Querleitung überbrückt, welche während des normalen Betriebs mittels eines Ventils 18 verschlossen ist. Erst wenn die Ventile 8 und 10 geschlossen sind, wird das Ventil 18 geöffnet, wodurch für das Gas über die Querleitung ein verkürzter Kreislauf geschaffen ist. Während der Be­ schickung des Behälters 1 kann somit das Gas weiter durch den Erhitzer 16 getrieben werden.

Zur Überwachung der Temperatur und des Drucks im Behälter 1 sind Temperaturwächter und Druckwächter vorgesehen. Ebenso sind in der Gas-Zuführleitung und in der Gas-Ableitung Temperaturwächter vorgesehen.

Nach einer Abkühldauer von wenigen Sekunden wird das sich im Kühlbad 7 befindliche Produkt durch den Schrägförderer 6 aus dem Kühlbad 7 entfernt. Das Produkt wird bis zur Auslaß­ öffnung 12 gefördert, wo es den Schrägförderer 6 wieder ver­ läßt. An die Auslaßöffnung 12 kann sich eine Vorrichtung an­ schließen, mittels der das entkeimte Produkt weiterbehan­ delt wird. Der Inhalt des Kühlbads 7 wird durch einen Niveauregler 14 eingestellt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Entkeimen von getrockneten pflanzlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte für etwa eine halbe Minute bis drei Minu­ ten in einen Gasstrom eingebracht werden, dessen Temperatur etwa 80 bis 170°C beträgt, und die Produkte anschließend in weniger als einer Minute auf mindestens Raumtemperatur abge­ kühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom Heißluft oder ein Inert-Gas ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des heißen Gasstroms über eine ringför­ mig ausgebildete Zuführöffnung (2) durch einen vorgeschal­ teten Siebkegel (15) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte sich freischwebend im Gasstrom befinden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwebedruck etwa 10 mbar bis 200 mbar beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die noch warme Abluft beziehungsweise das noch warme Inertgas im Kreislauf durch einen Erhitzer (16) geführt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der Produkte mittels eines Cryogen-Kühl­ bades erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer der Produkte in dem Gasstrom und in dem Kühlbad produktabhängig ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (1) vorgesehen ist, mit wenigstens einer am unteren Ende angeordneten Gas-Einlaßöffnung (2) und wenigstens einer am oberen Ende angeordneten Gas-Auslaßöff­ nung (3), und einer oberhalb der Gas-Auslaßöffnung (3) ange­ ordneten Produkt-Einlaßöffnung, welche mittels eines Einlaß­ schiebers (4) verschließbar ist, und einer unterhalb der Gas-Einlaßöffnung (2) angeordneten Produkt-Auslaßöffnung, welche mittels eines Auslaßschiebers (5) verschließbar ist, wobei die Produkt-Auslaßöffnung mit einem Schrägförderer (6) verbunden ist, welcher in seinem unteren Trogbereich ein cryogenes Kühlbad (7) hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Einlaßöffnung (2) mittels einer Vorrichtung (8, 9) zur Steuerung des Drucks und der Menge mit einer Gaszu­ führleitung verbunden ist, und die Gas-Auslaßöffnung (3) mittels einer Vorrichtung (10) zur Steuerung der Menge mit einer Gas-Ableitung verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die Vorrichtung zur Durchführung des Entkeimungsverfahrens mit Produkten beschicken und die entkeimten Produkte einer weiteren Verarbeitung zuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung vorgesehen ist, mittels welcher die Be­ schickung der Vorrichtung und die Zuführung der entkeimten Produkte zur Weiterverarbeitung gesteuert wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (17) vorgesehen ist, mittels dem das Gas gereinigt wird.