DE69014906T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftauen von gefrorenen verpackten Produkten. - Google Patents

Description

Verfahren und Anlage zum Auftauen gefrorener verpackter Produkte
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftauen eines gefrorenen gepackten Produkts, wobei man einen verhältnismäßig trockenen erwärmten Luftstrom um das Produkt während einer Zeit strömen läßt, deren Dauer durch die in der Mitte des Produkts gemessene Temperatur bestimmt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Auftauanlage zur Durchführung des Verfahrens.
• Auftauanlagen und Verfahren zum Auftauen tiefgefrorener Produkte sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So beschreibt EP-A-0 298 063 ein Auftauverfahren, wobei um das Produkt strömende Luft mit Wasserdampf gesättigt gehalten wird, indem man fein versprühtes (vernebeltes oder atomisiertes) Wasser bei einer bestimmten Temperatur zusetzt, wodurch auch die Lufttemperatur geregelt wird. Das Auftauen wird abgebrochen, wenn die Temperatur in der Mitte des Produkts bis zu einem vorbestimmten Wert angestiegen ist.
• Jedoch können nicht alle Arten von Produkten mit feuchter Luft aufgetaut werden. Ein solches Verfahren verursacht die Kondensation von Wasser auf dem Produkt. Das ist in bestimmten Fällen erwünscht (Auftauen von unverpacktem Fisch oder Fleisch), kann jedoch in anderen Fällen nicht zugelassen werden, z.B. beim Auftauen von Produkten, die mit wasserlöslichem Material verpackt sind.
• So beschreibt GB-Patent Nr. 2 044 906 A ein solches Verfahren, bei dem die Temperatur der rings um das Produkt strömenden Luft geregelt und dadurch bei einem Wert einige Zentigrade über der Temperatur des Produkts gehalten wird, um Kondensation von Feuchtigkeit auf dem Produkt zu verhindern.
• Verschiedene andere Systeme und Methoden zum Auftauen gefrorener Produkte sind bekannt. Die gemeinsamen Merkmale sind, daß die rings um das Produkt strömende Luft in einem größeren oder kleineren Ausmaß hinsichtlich Temperatur und Wassergehalt geregelt wird und daß das Auftauen nach einer vorbestimmten Zeit oder wenn die Temperatur in der Mitte des Produkts (die Kerntemperatur) auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, unterbrochen wird.
• Hinsichtlich des Auftauens eines gefrorenen Produkts sind verschiedene Anforderungen in Betracht zu ziehen: Häufig besteht das Interesse, das Auftauen so rasch wie möglich zu bewirken, während andererseits die Temperatur des Produkts örtlich nicht so stark ansteigen darf, daß Bakterien günstige Wachstumsbedingungen erhalten, wodurch das Produkt geschädigt wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Forderungen so gut wie möglich zu erfüllen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der oben erwähnten Art, das sich vom Stand der Technik darin unterscheidet, daß die Wärmeflußgeschwindigkeit (Wärmeflußrate) des dem Luftstrom übermittelten Wärmeflusses in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Produkts an dem Ort, wo das Produkt voraussichtlich die höchste Temperatur erreicht, geregelt wi rd.
• Erfindungsgemäß kann dieses Verfahren in einer Auftauanlage durchgeführt werden, worin ein Strömungskanal vorgesehen ist, durch welchen die Luft mittels eines Gebläses über eine Heiz-Anordnung und über einen Stapel von aufzutauenden Produkten geführt werden kann, die längs des Strömungskanals in Abstand voneinander aufgestapelt sind und wo erfindungsgemäß ein Temperaturfühler an einer stromaufwärts liegenden Oberfläche eines Produkts, das sich im Stapel am weitesten stromaufwärts befindet, angeordnet ist und ein Mikro-Prozessor Signale vom Temperaturfühler empfängt und ein Steuersignal an die Heiz-Anordnung sendet.
• Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Temperaturfühler an der Stelle angeordnet, wo zu erwarten ist, daß der Stapel von Produkten die höchste Oberflächentemperatur erreicht. Versuche haben überraschenderweise gezeigt, daß man die der Heizungsanordnung zugeführte Energie so steuern kann, daß die gemessene Oberfl ächentemperatur im wesentlichen bei einem gewünschten Wert gehalten wird, der gerade niedrig oder hoch genug ist, um mit Sicherheit zu verhindern, daß das Produkt geschädigt wird. Während des Auftauens fließt Wärme von der Oberfläche der Produkte in Richtung auf deren Zentrum, worauf die Temperatur in der Mitte steigt. Da die Oberflächentemperatur aufrechterhalten wird, zumindest an einem Ort (am Temperaturfühler), wird die Temperatur-Differenz, welche die Wärme zur Mitte des Produkts treibt, fallen. Der Wärmestrom in die Produkte wird so verringert und die Notwendigkeit, der Heizanordung Energie zuzuführen, wird so verringert. Erfindungsgemäß wird so erreicht, daß die höchstmögliche Wärmeflußgeschwindigkeit kontinuierlich zugeführt wird, ohne die Produkte zu beschädigen, wodurch man das raschest mögliche Auftauen erhält. Darüberhinaus ist während des Auftauens ein Temperaturfühler angeordnet, der die Temperatur in der Mitte des Produkts des Stapel s mißt, von dem man annimmt, daß es während des Auftauens das kälteste ist. Wenn diese Kerntemperatur auf einen vorbestimmten Wert gestiegen ist, wird das Auftauen beendet.
• Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand des Beispiels mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Hierin zeigen:
• Fig.1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Auftauanlage und
• Fig.2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig.1. Die in Fig.1 gezeigte Auftauanlage weist eine geschlossene Auftaukabine mit Wänden 1, Boden 2 und Decke 3 auf, die isoliert sind. Eine Trennwand 4 und eine Rollo-Abdeckung 5 bilden miteinander einen Strömungskanal für die Luft in der Auftaukabine mit einer Abteilung 6 an einem Ende der Kabine, in welcher die Luft über ei ne Heizfläche 7 und eine Kühlfläche 8 und durch ein Gebläse 9 strömt, das den Luftstrom antreibt. Die Luft verläßt die Abteilung 6 am oberen Ende und fließt über die Rollo-Abdeckung 5 zum anderen Ende der Kabine. Die in der Kabine aufzutauenden Produkte 10 sind auf Paletten 11 mit Abständen 12 zwischen den einzelnen Produkten so gestapelt, daß jedes Einzelprodukt auf wenigstens beiden horizontalen Flächen umspült wird.
• Nachdem der Luftstrom das freie Ende der Rollo-Abdeckung erreicht hat, wendet er sich nach unten und durchdringt den Stapel der Produkte 10. Nachdem er den Stapel der Produkte durchdrungen hat, strömt die Luft durch ein Gitter 13 am unteren Teil der Trennwand 4 und wird anschließend in die Abteilung 6 zurückgeführt.
• Die Verwendung der Auftau-Kabine sieht vor, daß die aufzutauenden Produkte beispielsweise wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, gestapelt sind. Die Produkte können Fleisch, Fisch oder Gemüse sein, die verpackt sind, beispielsweise in Pappkartons. Ein erster Temperaturfühler 14 ist auf der stromaufwärts liegenden Oberfläche eines der Produkte angeordnet, die sich am weitestens stromaufwärts im Stapel befinden, und ein zweiter Temperaturfühler 15 ist in der Mitte des einen der Produkte im stromabwärts liegenden Ende des Stapels angeordnet.
• Ein nicht gezeigter Mikro-Prozessor empfängt Signale von den zwei Temperaturfühlern 14 und 15. Energie in Form von elektrischem Strom, Heißwasser oder Dampf wird der Heizfläche 7 während des Auftauens zugeführt. Die zugeführte Energie wird durch den Mikro-Prozessor so gesteuert, daß die vom Temperatur-Fühler 14 gemessene Oberflächentemperatur bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird, der von der tatsächlichen Art des Produkts abhängt und im Mikro-Prozessor programmiert wird.
• Der Mikro-Prozessor stoppt das Auftauen, d.h. unterbricht die Energiezufuhr zur Heizfläche 7, wenn die vom Temperaturfühler 15 gemessene Kerntemperatur auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, der vom Produkttyp abhängt und im Mikro-Prozessor programmiert ist. Das Auftauen erfordert typischerweise 8 bis 10 Stunden.
• Indem man das Auftauen in der ang,egebenen Weise aufgrund der von den Temperaturfühlern l4 und 15 gemessenen Werte steuert, wird einerseits gewährleistet, daß die Oberflächentemperatur der Produkte an keiner Stelle über die vorbestimmte Obergrenze derselben ansteigt, welche der jeweilige Produkttyp ohne Schädigung aushalten kann, und andererseits, daß alle Produkte, selbst in ihrem Zentrum, eine gewünschte Minimum-Temperatur erreicht haben.
• Ein dritter Temperaturfühler 16 ist im Strömungskanal nach den Heiz- und Kühlflächen 7 und 8 und vor dem Stapel von Produkten angeordnet. Nachdem das Auftauen vollständig erreicht wurde, wird eine geeignete Lagertemperatur in der Auftaukabine aufrechterhalten, indem der Mikro-Prozessor den Wärmeverlust aus der Auftaukabine zur Umgebung kompensiert, indem er die Wärmeflußgeschwindigkeit der durch die Kühlfläche 8 abgeführten Wärme steuert, so daß die vom dritten Temperaturfühler l6 gemessene Lufttemperatur bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Die Lagertemperatur liegt je nach dem Produkttyp zwischen -10 ºC und 15ºC.
• Während des Auftauens werden die Produkte mit einer Luftgeschwindigkeit im Bereich zwischen 4 bis 6 m/s umspült, während die Luftgeschwindigkeit während der Lagerung auf 1 bis 2 m/s herabgesetzt wird.
• Während des Auftauens überwacht der Mikro-Prozessor die drei Temperaturfühler, unter anderem im Hinblick auf eine Überwachung, ob die erwarteten Temperatur-Verläufe eintreten. Falls das nicht so ist, wird ein Alarm ausgelöst. Der Alarm wird also ausgelöst, wenn beispielsweise der erste Temperaturfühler 14 nicht richtig angebracht wurde und daher die Lufttemperatur statt der Oberflächentemperatur mißt.

Claims (3)

1. Verfahren zum Auftauen eines gefrorenen verpackten Produkts (10) , wobei man einen verhältnismäßig trockenen, erwärmten Luftstrom um das Produkt während einer Zeit strömen läßt, deren Dauer durch die in der Mitte des Produkts gemessene Temperatur bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeflußgeschwindigkeit des dem Luftstrom übermittelten Wärmeflusses in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Produkts an dem Ort, wo das Produkt voraussichtlich die höchste Temperatur erreicht, geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Luftstrom mittels eines Gebläses (9) in einem geschlossenen Kreislauf durch eine Heizungsanordung (7) über das Produkt (10) und zurück zur Heizungsanordnung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur des Produkts stromaufwärts vom Produkt gemessen wird.

3. Auftauanlage zum Auftauen von tiefgefrorenen gepackten Produkten (10), die mit Zwischenräumen (12) gestapelt sind, welche eine Heizungsanordnung (7), ein Gebläse (9) und Vorrichtungen (4, 5), um einen Strömungskanal zu bilden, in welchem die Produkte längs eines Teils dieses Kanals gestapelt sind, aufweist, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (14), der an einer stromaufwärts liegenden Oberfläche eines Produkts, das sich im Stapel am weitesten stromaufwärts befindet, angeordnet ist, und einen Mikroprozessor, der ein Signal vom Temperaturfühler (14) empfängt und an die Heizungsanordnung (7) ein Steuersignal sendet.