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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Sterilisation von Lebensmitteln in inertgasgefüllten Verpackungen
und insbesondere ein Inertgasfüllungskochsystem.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei einem bekannten Sterilisationssystem für Lebensmittel
in intertgasgefüllten
Verpackungen, das ebenfalls von dem Erfinder der vorliegenden Anmeldung
erfunden wurde, werden Lebensmittel, die bis zu einem bestimmten
Stadium gekocht wurden, in eine Tüte (Kochbeutel) aus hoch gasundurchlässigem laminierten
Schichtmaterial gepackt. Die Tüte
ist durch Heißversiegeln
nach dem Ersetzen der Luft in der Tüte durch Intergas hermetisch
versiegelt. Die so versiegelte Tüte
wird in einen Sterilisationsbehälter gefüllt und
heißes
Wasser oder heißer
Dampf wird in den Sterilisationsbehälter geleitet, um die Lebensmittel
in der Tüte
zu sterilisieren.
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Um sowohl den Sterilisationseffekt
zu verbessern, als auch den Geschmack, die Form und die Qualität der Lebensmittel
beizubehalten, ist es wünschenswert,
daß die
Sterilisation bei höheren
Temperaturen in kurzer Zeit durchgeführt wird. Gemäß einem
bekannten Heißsterilisationsstandard
wird eine Temperatur von 120°C
generell für
4 Minuten im Kern der Lebensmittel aufrecht erhalten (F-Wert 4).
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In einem konventionellen Sterilisationsbehälter werden
die Lebensmittel in inertgasgefüllten
Verpackungen für
eine bestimmte Zeit in heißes
Wasser getaucht. Alternativ werden die Lebensmittel heißem Sprühwasser
oder heißem
Dampf für
eine gewisse Zeit unter bestimmten Druckbedingungen ausgesetzt.
Dennoch können,
wie in 9 gezeigt, diese Methoden
nicht die Kerntemperatur der Lebensmittel in den inertgasgefüllten Verpackungen
leicht auf eine vorbestimmte Sterilisationstemperatur erhöhen. Außerdem neigt
die Temperaturkontrolle zu Ungenauigkeiten. Folglich ist es notwendig,
die Heizzeit entsprechend zu erhöhen,
wenn eine Verbesserung des Sterilisationseffekts erwünscht ist.
Tatsächlich
wird die Sterilisation im Bereich von 120°C für eine Dauer von 60 Minuten durchgeführt.
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Dies bewirkt eine adäquate Sterilisation
von einem Großteil
der Bakterien, die Lebensmittelvergiftungen hervorrufen. Trotzdem
können
einige Bakterien die Behandlung überleben.
Folglich wird zur Verbesserung des Sterilisationseffekts zusätzlich 3-prozentiges
Wasserstoffperoxid, Sorbinsäure
oder dergleichen verwendet oder die Verpackungen werden im Vakauum
oder in einer Inertgasatmosphäre
versiegelt.
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Während
des Sterilisationsprozesses werden die Lebensmittel für einen
verlängerten
Zeitraum einer erhitzten Umgebung ausgesetzt, wobei die Lebensmittel
manchmal die Geruchscharakteristika der Kochbeutel annehmen und
sieh die organoleptischen Eigenschaften verschlechtern. Einige Lebensmittel, die
in einem teilweise gekochten Zustand versandt werden müssen neigen
dazu, über
diesen Zustand hinaus gekocht zu werden. Dies führt zu Einschränkungen
bei der Qualitätskontrolle
von Lebensmitteln in inertgasgefüllten
Verpackungen.
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Die US-A-3,835,762 und die US-A-4,830,278
beschreiben jeweils Sterilisationsmethoden, die zwei Temperaturerhöhungsschritte enthalten,
um eine Sterilisation zu erreichen und die den Nachteil aufweisen,
daß sie
einen übermäßig langen
Zeitraum benötigen,
um eine Sterilisation zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung überwindet
die oben genannten Probleme des Standes der Technik durch Bereitstellung
des Inertgasfüllungskochsystems,
das Lebensmittel in inertgasgefüllten
Verpackungen schnell und effektiv sterilisiert ohne die Lebensmittelqualität durch
Erhöhung
der Temperatur des heißen
Wassers, das auf die Lebensmittelverpackungen im Sterilisationsbehälter aufgebracht
wird, zu verschlechtern.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung beinhaltet ein Inertgasfüllungskochverfahren,
eine
vorausgehende Verarbeitung der Lebensmittel durch Blanchieren in Öl und Erhitzen,
wobei die Lebensmittel nicht vollständig gekocht werden;
Abfüllen der
vorverarbeiteten Lebensmittel in Verpackungen und hermetisches Versiegeln
der Verpackungen unter einer Inertgasatmosphäre;
Einfüllen der
verpackten Lebensmittel in einen Sterilisationsbehälter;
Aufbauen
eines vorbestimmten Drucks in dem Sterilisationsbehälter mit
den darin enthaltenen verpackten Lebensmitteln mittels einer Druckluftleitung
und einem analogen Druckregler;
Erhöhen der Temperatur der verpackten
Lebensmittel auf einen ersten vorbestimmten Temperaturwert unterhalb
der Sterilisationstemperatur der verpackten Lebensmittel und übereinstimmend
mit einer Kochtemperatur durch Wiedererhitzen eines erhitzten Dampfes,
der an der Primärseite
eines Wärmetauschers
mittels eines Dampfüberhitzers
bereitgestellt ist, um ein schnelles erhöhen der Temperatur von heißem Wasser
zu erzielen, das zum Aufbringen auf die verpackten Lebensmittel
in die Sekundärseite des
Wärmetauschers
in den Sterilisationsbehälter fließt;
Aufrechterhalten
der Temperatur der verpackten Lebensmittel auf dem ersten vorbestimmten
Temperaturwert durch kontinuierliche Zufuhr des heißen Wassers
für eine
erste vorbestimmte Zeit;
Erhöhen der Temperatur der verpackten
Lebensmittel durch Steigerung der Temperatur des heißen Wasser,
das dem Sterilisationsbehälter
zugeführt wird,
von dem ersten vorbestimmten Temperaturwert auf einen zweiten vorbestimmten
Temperaturwert, der mit der Sterilisatonstemperatur der verpackten Lebensmittel übereinstimmt;
Aufrechterhalten
der zweiten vorbestimmten Lebensmittelsterilisationstemperatur an
den verpackten Lebensmitteln für
eine zweite vorbestimmte Zeit; und
Abkühlen der verpackten Lebensmittel
von der zweiten vorbestimmten Lebensmittelsterilisationstemperatur
durch das Aufbringen von abkühlendem
Wasser anstelle von heißem
Wasser auf die verpackten Lebensmittel.
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In einem Beispiel werden Lebensmitel
mittels eines Rohres oder anderer Lebensmittelbefüllungsmittel
in einen Kochbeutel gefüllt.
Die Luft in dem Beutel wird mittels Austauschmittel in einem kontinuierlichen
Prozeß durch
Inertgas ersetzt. Der Beutel wird an beiden Enden mittels Streckmitteln
gestreckt. Der so gestreckte Beutel wird mittels eines Heißversiegelungsmittels
versiegelt, um Lebensmittel in einer inertgasgefüllten und hermetisch versiegelten
Verpackung bereitzustellen. Die Verpackungen werden zum Beladen
des Sterilisationsbehälters auf
einem Transportgestell, das eine Vielzahl von Fächern aufweist, abgelegt.
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In diesem Zustand wird der Druck
in dem Sterilisationsbehälter
auf einen bestimmten Wert erhöht
und mittels eines Drucksensors in dem Sterilisationsbehälter und
einem analogen Druckregler in der Druckluftleitung aufrechterhalten.
Die Temperatur des heißen
Wassers, das in die Sekundärseite
des Wärmetauschers
fließt,
wird durch Erhöhung
der Temperatur des erhitzten Dampfes, das in die Primärseite des
Wärmetauschers
fließt,
erhöht.
Das heiße Wasser
wird mittels einer Umwälzpumpe
auf die Lebensmittelverpackungen in dem Sterilisationsbehälter aufgebracht.
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In der Leitung, die von einem Boiler
in den Wärmetauscher
führt,
ist ein analoges Dampfregelventil und ein Dampfübererhitzer angeordnet, der übererhitzten
Dampf durch Wiedererhitzen des erhitzten Dampfs aus dem Boiler erzeugt.
Der Wärmetauscher
erhöht
die Temperatur des heißen
Wassers auf den vorbestimmten Wert, so daß dessen Aufbringung auf die
verpackten Lebensmittel zu einer Erhöhung der Lebensmitteltemperatur
auf den vorbestimmten Wert führt,
um eine schnelle Sterilisation der Lebensmittel zu erreichen.
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Unmittelbar nach dem Beginn des Vorgangs wird
die Öffnung
des analogen Dampfregelventils vergrößert, um die Durchflußrate und
die Temperatur des erhitzten Dampfs, der in den Wärmetauscher fließt, zu erhöhen. Gleichzeitig
wird der erhitzte Dampf, der in die Primärseite des Wärmetauschers geführt wird,
durch den Dampfübererhitzer
wiedererhitzt, um eine schnelle Erhöhung der Temperatur des heißen Wassers
zu erreichen, das zur Aufbringung auf die verpackten Lebensmittel
von dem Wärmetauscher
in den Sterilisationsbehälter
fließt.
Somit wird in einem ersten Temperaturerhöhungsschritt die Temperatur
der Lebensmitel in den inertgasgefüllten Verpackungen auf eine
Kochtemperatur erhöht
(z. B. im Bereich von 100°C).
Unter diesen Bedingungen wird die Temperatur für einen bestimmten Zeitraum
aufrechterhalten und nachdem der Kochvorgang der verpackten Lebensmittel
abgeschlossen ist, wird in einem zweiten Temperaturerhöhungsschritt
der Dampführerhitzer
so eingestellt, daß die
Temperatur des heißen
Wassers auf die vorbe stimmte Sterilisationstemperatur erhöht wird
(z. B., im Bereich von 120°C):
Diese Temperatur wird zur Sterilisation für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten
(4–6 Minuten).
Eine vorbestimmte Zeit danach wird der Dampfübererhitzer runtergefahren.
Ein Zweiwege-Umsteuerventil
wird betrieben, um die Aufbringung des heißen Wassers zu stoppen. Das
heiße
Wasser, das im Sterilisationsbehälter
verbleibt, wird in einen Heißwasserrückgewinnungsbehälter zurückgeführt. Gleichzeitig
werden die Lebensmittel in den inertgasgefüllten Verpackungen durch Zufuhr
von Kühlwasser
aus einem ersten und einem zweiten Kühlwasserbehälter zu einer Aufbringungsvorrichtung
auf eine Temperatur abgekühlt,
die für
den Versand geeignet ist.
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Die verpackten Lebensmittel, die
im gekochten Zustand versandt werden, werden teilweise gekocht zusammen
mit flüssigen
Gewürzen
in Kochbeuteln verpackt. Die verbleibende Luft in dem Beutel wird
durch Inertgas ersetzt. Der Beutel wird hermetisch versiegelt. Die
Beutel werden dann in den Sterilisationsbehälter gepackt. Als erster Temperaturerhöhungsschritt
wird heißes
Wasser, das aufgebracht werden soll, auf die vorbestimmte Temperatur
erhöht. Diese
Temperatur wird für
eine vorbestimmte Zeit, die zum Kochen erforderlich ist, aufrechterhalten
(Temperaturaufrechterhaltungsschritt). In einem zweiten Temperaturerhöhungsschritt
wird das heiße
Wasser weiter auf die vorbestimmte Temperatur für die Sterilisation erhitzt.
Beides, Kochen und Sterilisation werden in einem Schritt durchgeführt. Auf
diese Weise wird die Temperatur der Lebensmittel in den inertgasgefüllten Verpackungen
und die Temperatur des heißen
Wasser variiert, um sie an die Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve
anzupassen, die für
die Sterilisation geeignet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild, das die Systemkonfiguration eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ist
eine graphische Darstellung einer Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve
gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Gebrauch bei Lebensmitteln in inertgasgefüllten Verpackungen;
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3 ist
eine Tabelle, die eine Ausführungsform
der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve für Lebensmittel in inertgasgefüllten Verpackungen
zeigt;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das die Kontrolleinrichtung des Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht einer Wasseraufbringungsvorrichtung, die im
Sterilisationsbehälter
angeordnet ist;
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Fig. 6 ist
eine Vorderansicht einer Öffnung der
Wasseraufbringungsvorrichtung aus 5;
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Fig. 7 ist
ein Flußdiagramm,
das zeigt, wie verpackte Lebensmittel "Rindfleisch und Klette (Burdock),
dünn geschnitten
und schonend gekocht mit Gewürzen"
gekocht und sterilisiert werden;
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Fig. 8 ist
ein Ablaufdiagramm, das zeigt, wie ein anderes verpacktes Lebensmittel
"Gelbschwanzflunder gekocht mit Soja" gekocht und sterilisiert wird;
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9 ist
ein Diagramm; das eine Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve für auf herkömmliche
Weise vorbereitete inertgasgefüllte
Verpackungen zeigt und
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Fig. 10 ist
eine Tabelle, die eine Ausführungsform
der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve gemäß einer konventionellen Kochmethode
zeigt.
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Beste Art und
Weise die Erfindung aufzuführen
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Die vorliegende Erfindung wird mit
Bezug auf die in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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1 zeigt
in Blockform die Konfiguration einer Ausführungsform der Erfindung. Ein
durch einen hier nicht dargestellten Boiler erzeugter erhitzter Dampf
fließt über ein
analoges Dampfregelventil 18 und einen Dampfübererhitzer 19 in
die Primärseite
eines Wärmetauschers 9 zum
Wärmeaustausch
mit heißem
Wasser, das in die Sekundärseite
des Wärmetauschers 9 fließt. Das
heiße
Wasser fließt über ein
Zweiwege-Umsteoerventil 10a zu einer Umwälzpumpe 11,
die das Wasser zur Aufbringung auf die in einem Sterilisationsbehälter angeordneten
Lebensmittelverpackungen, um die Lebensmittel zu erhitzen, über eine
Leitung 12 zu einer Wasseraufbringungsvorrichtung 3 befördert. Nach
dem Wärmeaustausch
mit den Lebensmitteln wird das heiße Wasser im unteren Abschnitt
des Sterilisationsbehälters 1 zur Rezirkulation über ein
Ablaufventil 35 und eine Rücklauflei tung 13 an
der Sekundärseite
des Wärmetauschers 9 gesammelt.
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Nachdem die Lebensmittelverpackungen durch
das heiße
Wasser für
eine vorbestimmte Zeit erhitzt wurden, die für eine vollständige Sterilisation notwendig
ist, wird das Zweiwege-Umsteuerventil betrieben, um den Durchfluß an heißem Wasser
zu stoppen. Das heiße
Wasser, das im Sterilisationsbehälter
i verbleibt, wird dann über
ein Zweiwege-Umsteuerventil 10b und
ein An/Aus-Ventil 36a in einem Heißwasserrückgewinnungsbehälter 14 zurückgewonnen.
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Nach Beendigung des Rückgewinnungsprozesses
ist das An/Aus-Ventil 36a geschlossen und ein An/Aus-Ventil 36b ist
geöffnet
und die Umwälzpumpe 11 wird
betrieben, um kaltes Wasser aus einem ersten Kühlwasserbehälter 20 über das
Zweiwege-Umsteuerventil 10a zur Wasseraufbringungsvorrichtung 3 zu
transportieren, so daß das
Kühlwasser auf
die Lebensmittelverpackungen in dem Sterilisationsbehälter 1 aufgebracht
wird. Das Kühlwasser
wird nachdem es durch den Kontakt mit den Lebensmittelverpackungen
aufgewärmt
wurde, in den ersten Kühlwasserbehälter 20 zurückgeführt. Dann
ist das An/Aus-Ventil 36b geschlossen und ein An/Aus-Ventil 36c ist
geöffnet
und ermöglicht,
daß das
Kühlwasser
aus dem Kühlwasserbehälter 21 fließen kann.
Auf diese Weise werden der erste und zweite Kühlwasserbehälter 20 und 21 wechselweise
dazu verwendet, die Temperatur des Kühlwassers zur Wiederverwendung
herabzusetzen, bis die Lebensmittelverpackungen genug gekühlt wurden,
um sie aus dem Behälter
zu entnehmen.
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Der Sterilisationsbehälter 1 enthält ein druckbeständiges Gehäuse mit
einer luftdichten Tür
(nicht dargestellt), durch die ein Transportgestell 2 mit
einer Vielzahl von Fächern
zur Aufnahme von Lebensmittelverpackungen in das Gehäuse hinein
oder aus dem Gehäuse
herausgenommen werden kann. In dem Sterilisationsbehälter ist
ein Paar entgegengesetzt angeordneter Wasseraufbringungsvorrichtungen 3 angeordnet,
von denen jede eine Vielzahl von Öffnungen 4 zur Aufbringung
des heißen
Wassers oder des Kühlwassers
auf die auf dem Transportgestell angeordneten Lebensmittelverpackungen
aufweist.
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Mit Bezug auf Fig.
5 ist an die dargestellte Wasseraufbringungsvorrichtung 3 an
einer Seite eine von der Umwälzpumpe 11 herführende Leitung 12 angeschlossen.
An der anderen Seite sind eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 4 im
Abstand voneinander angeordnet. Im Inneren der Wasseraufbringungsvorrichtung 3 ist
eine Druckausgleichsplatte 33 zwischen der Leitung 12 und
den Auslaßöffnungen 4 im Abstand
von denen angeordnet, um als Ablenkplatte für das durch die Umwälzpumpe 11 unter
Druck gesetzte hereinkommende heiße (oder Kühl-) Wasser zu fungieren, so
daß das
Wasser sich gleichmäßig innerhalb
der Wasseraufbringungsvorrichtung 3 ausbreitet. Wie in 6 gezeigt, hat die Auslaßöffnung 4 zur
Ausbringung eines progressiv zunehmenden Strahl von heißem Wasser
oder Kühlwasser,
der sich gleichmäßig über die
Lebensmittelverpackungen verteilt, eine rechteckige Öffnung 37.
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Ferner ist zur Regelung des Drucks
innerhalb des Behälters
eine Druckluftleitung 7 an der Decke des Sterilisationsbehälters i
angebracht. Ein Kompressor 5 wird gemeinsam mit einem analogen Druckregler 6 dazu
genutzt, um den Druck im Behälter
zu steigern. Ein Drucksensor 8, der innerhalb des Sterilisationsbehälters angebracht
ist, wird dazu benutzt, um den Druck im Behälter abzutasten. Der analoge
Druckregler 6 und das Ablaßventil 34 werden
betrieben, um den Druck im Behälter
auf einen vorbestimmten Wert aufrechtzuerhalten, der mit der Temperatur
des heißen
Wasser korrespondiert.
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Der Dampfübererhitzer 19 wiedererhitzt
den erhitzten Dampf, der durch ihn hindurch fließt und wandelt den Dampf durch
eine separater Hitzequelle, bspw. einen elektrischen Heizer mit
einem Hitzeaustauschmechanismus, in übererhitzten Dampf um. Der
Dampfübererhitzer
leitet den so übererhitzten Dampf
an die Primärseite
des Wärmetauschers 9 und
erzeugt hochtemperiertes Wasser an dessen Sekundärseite.
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Ein Heißwassertemperatursensor 15 ist
in der Sekundärseite
des Wärmetauschers 9 angeordnet,
und ein Innenbehälter-Temperatursensor 16 ist innerhalb
des Sterilisationsbehälters 1 angeordnet. Diese
messen die Temperatur des heißen
Wassers bzw. die Innentemperatur des Behälters und leiten die Informationen über die
ermittelten Temperaturen an ein Kontrollpult 17, das den
Betrieb des Dampfübererhitzers
und die Öffnung
des analogen Dampfregelventils 18 kontrolliert, um so die
Heißwassertemperatur
und die Behälterinnentemperatur
so einzustellen, daß sie
der vorbestimmten Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve folgt.
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2 ist
eine graphische Darstellung einer solchen Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve
für Lebensmittelverpackungen,
die im Sterilisationsbehälter
plaziert sind und zeigt die Zeit T auf einer Abszisse und die Behälterinnentemperatur
t°C auf
einer Ordinate.
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Um den Sterilisationsprozeß zu beginnen, wird
der Sterilisationsbehälter 1 mit
Lebensmitteln in inertgasgefüllten
Verpackungen befällt.
Die Temperatur des erhitzten Dampfes wird mittels des analogen Dampfregelventils 18 und
des Dampfübererhitzers 19 erhitzt,
um die Temperatur des heißen
Wasser, das zur Aufbringung auf den Lebensmittelverpackungen aus
dem Wärmetauscher 9 in
den Sterilisationsbehälter
zirkuliert, zu erhöhen.
Auf diese Weise wird die Behälterinnentemperatur
t schnell auf einen vorbestimmten Wert (über 100°C) erhöht (der erste Temperaturerhöhungsabschnitt
a). Die vorbestimmte Temperatur wird für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten
(der Temperaturaufrechterhaltungsbereich b). Der Dampfübererhitzer 19 wird
dann so betrieben, um den erhitzten Dampf wiederzuerhitzen, damit
sich die Temperatur des heißen
Wasser, das aus dem Wärmetauschern 9 fließt, weiter
erhöht
(der sekundäre
Temperaturerhöhungsbereich
c). Die Sterilisation wird durch Aufrechterhaltung der vorbestimmten Sterilisationsbedingung
F04 (120°C,
4 Minuten) erreicht. Die Lebensmittelverpackungen werden durch Umschaltung
auf die Aufbringung von Kühlwasser nach
dem Abschluß des
Sterilisationsprozesses abgekühlt.
Es wird darauf hingewiesen; daß die
gestrichelten Linien in Fig. 2 die
Lebensmittelkerntemperatur zeigen.
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Das, Kontrollpult 17 funktioniert
durch aufeinanderfolgendes Vergleichen der Temperaturinformationen
aus dem im Behälterinneren
angeordneten Temperatursensor 16 mit einem voreingestellten
Referenzwert aus der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve für entsprechende
Lebensmittel in inertgasgefüllten
Verpackungen und durch Vergrößerung der Öffnung des
analogen Dampfregelventils 18 um eine Erhöhung der
Temperatur des heißen
Wassers, daß in die
Sekundärseite
des Wärmetauschers 9 zirkuliert zu
erreichen, wenn die voreingestellte Temperatur nicht überschritten
ist. Wenn die Temperaturinformation von dem Temperatursensor 16 im
Behälterinneren
höher ist
als der voreingestellte Temperaturwert auf der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve
wird die Öffnung
des analogen Dampfregelventils 18 verkleinert, um den Durchfluß von erhitztem
Dampf zu verringern. Gleichzeitig wird der Dampfübererhitzer 19 basierend
auf den Temperaturinformationen von dem Heißwassertemperatursensor 15 betrieben,
um eine Verringerung der Temperatur des heißen Wassers und folglich der
Behälterinnentemperatur
t zu erreichen, so daß der Temperaturverlauf
dem voreingestellten Temperaturverlauf aus der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve
folgt.
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3 ist
eine Tabelle, die Beispiele für
Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurven für verschiedene Lebensmittel
in inertgasgefüllten
Verpackungen darstellt, wobei a, b, d und e in der obersten Zeile
den ersten Temperaturerhöhungsschritt,
den ersten Sterilisations(Temperaturaufrechterhaltungs)-Schritt,
den zweiten Temperaturerhöhungsschritt
bzw. den Abkühlungsschritt
darstellen. Mit Ausnahme für
"Gemüse
gekocht mit Soja (kleine Verpackungen)" wird das Kochen und die
Sterilisation während
des ersten Sterilisations(Temperaturaufrechterhaltungs)-Schrittes durchgeführt. Für die verpackten
Lebensmittel, die keinen Kochvorgang benötigen, kann der Temperaturaufrechterhaltungsschritt
(b-Bereich) abgekürzt werden,
um früher
den zweiten Sterilisations- und den Abkühlungsschritt zu beginnen.
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Fig. 10 zeigt
die benötigte
Zeit zur Durchführung
der Sterilisation derselben gekochten Lebensmittel bei Verwendung
eines konventionellen Sterilisationsbehälters. Ein Vergleich von 3 und Fig.
10 zeigt, daß die
Gesamtprozeßzeit
für alle
getesteten Lebensmittel substantiell verringert wurde und die Verkürzung der
Sterilisationszeit bei einer höheren Temperatur
von 110-120°C
(d und D der entsprechenden Tabellen) löst das Problem, daß die Lebensmittel
die Geruchseigenschaften der Kochbeutel annehmen, wobei der Geruch
und der Geschmack der Lebensmittel sich verschlechtert und daß einige
Lebensmittel die teilweise gekocht transportiert werden müssen, dazu
tendieren, über
diesen Zustand hinaus gekocht zu werden.
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4 ist
ein Blockschaltbild der Kontrolleinrichtung entsprechend der vorliegenden
Erfindung. Das Kontrollpult 17 enthält:
Einen Eingabe-Einstellschaltkreis 23 zur
Eingabe der vorbestimmten Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve für Lebensmittel
in inertgasgefüllten
Verpackungen,
einen Ablaufsteuerungsschaltkreis 24 zur
Kontrolle des Systems entsprechend eines vorbestimmten Zeitablauf,
ein
Stellwert-Rechnerschaltkreis 25 zur rechnergestützten Verarbeitung
der Steuerdaten wie die eingestellten Werte für die Temperatur des erhitzten Dampfes,
die Temperatur des erhitzten Wasser, die Behälterinnentemperatur und der
Behälterinnendruck
und der angepaßten
Werte für
das analoge Dampfregelventil 18 und den analogen Druckregler 6 durch
folgen der Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve unter Verwendung
der abgelaufenen Zeit als Referenzparameter,
einen ersten Datenspeicher 26 zur
Speicherung der Steuerdaten, die durch den Stellwert-Rechnerschaltkreis 25 entsprechend
der durch den Ablaufsteuerungsschaltkreis 24 vorbestimmten
zeitlichen Planung berechnet wurden,
einen zweiten Datenspeicher 27 zur
Speicherung der Informationen über
das heiße
Wasser vom Heißwassertemperatursensor 15 und
der Informationen von dem Temperatursensor 16 aus dem Behälterinneren und
dem Drucksensor 8, die beide im Sterilisationsbehälter 1 angeordnet
sind, entsprechend der zeitlichen Planung, die vom Ablaufsteuerungsschaltkreis 24 ausgewählt wurde,
nachdem diese einer A/D-Umwandlung unterzogen wurden,
einen
Vergleichschaltkreis 24 zum Vergleich der Temperatur des
heißen
Wassers, der Behälterinnentemperatur
und des Behälterinnendrucks
aus dem ersten und zweiten Datenspeicher 26 und 27,
um Abweichungen voneinander festzustellen und
ein Kontrollsignalerzeugerschaltkreis 29 zur
Erzeugung eines Kontrollsignals basierend auf den Abweichungen und
den Kontrolldaten, die im ersten Datenspeicher 26 gespeichert
sind, wobei die Kontrolsignale vom ersten Kontrollsignalerzeugungsschaltkreis 29 einer
A/D-Wandlung unterworfen werden, um das analoge Dampfregelventil 18,
den analogen Druckregler 6 und den Dampfübererhitzer 19 in
Echtzeit zu kontrollieren.
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Die Einstellungen, die vorher vom
Eingabeeinstellschaltkreis 23 festgelegt werden, können mittels
eines PCs 31 über
einen externen Interfaceschaltkreis 30 auf Speichermedien
wie Disketten, Kartenspeichern und dergleichen gespeichert werden.
Solche Speichermedien erlauben die direkte Eingabe der Einstellungen,
wenn der gleiche Typ Lebensmittel in inertgasgefüllten Verpackungen verarbeitet
wird.
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In dieser Anordnung, in der der Sterilisationsbehälter 1 mit
inertgasgefüllten
Verpackungen beladen und hermetisch versiegelt ist, wird ein vorbestimmter
Druck mittels eines Kompressors ( aufgebaut. Der erhitzte Dampf,
der durch das analoge Dampfregelventil 18 fließt, wird
durch den Dampfübererhitzer 19 weitererhitzt
und fließt
in den Wärmetauscher 9.
Das heiße
Wasser wird, nachdem es durch den Wärmetauscher erhitzt wurde,
in Strahlform in den Sterilisationsbehälter geführt. Durch Kontrolle des analogen
Dampfregelventils 18 und des Dampfübererhitzers 19 basierend
auf der Behälterinnentemperatur
und der Temperatur des heißen Wassers
wird die Behälterinnentemperatur
soweit erhöht,
bis sie ungefähr
100°C erreicht.
Bis der Kochvorgang der verpackten Lebensmittel abgeschlossen ist
(z. B. 30 Minuten), wird die Temperatur für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten
(z. B. 30 Minuten), um die erste Sterilisation und den Kochvorgang durchzuführen. Anschließend wir
der Dampfübererhitzer 19 erneut
betrieben, so daß das
heiße
Wasser das dem Sterilisationsbehälter
i zugeführt
wird, die Innentemperatur t auf 120°C erhöht und die bestimmte Temperatur,
für eine
vorbestimmte Zeit aufrechterhalten wird (z. B. 5–10 Minuten). Anschließend wird das
Zweiwege-Umsteuerventil 10a betrieben um den Einlauf von zirkulierendem
heißem
Wasser zu stoppen und statt dessen Kühlwasser zuzuführen, um
die Temperatur der verpackten Lebensmittel zu senken. Auf diese
Weise ist es möglich;
die Temperatur des heißen
Wassers, das auf die verpackten Lebensmittel aufgebracht wird, schnell
zu erhöhen,
bis es ungefähr
100°C erreicht,
woraufhin diese Temperatur aufrechterhalten wird, um den Koch- und
Pasteurisationsvorgang durchzuführen:
Die Temperatur des heißen
Wassers wird weiter auf ca. 120°C
erhöht
und diese Temperatur wird für
eine vorbestimmte Zeit (5–10
Minuten) beibehalten, um die F04 Sterilisationsanforderungen zu
erfüllen.
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Fig. 7 ist
ein Ablaufdiagramm, das zeigt wie verpackte Lebensmittel, "Rindfleisch
und Klette (Burdock) dünn
geschnitten und schonend gekocht mit Gewürzen", gekocht und sterilisiert
wird. Die Klette (Burdock) wird gewaschen und in Stücke mit
einer vorbestimmten Größe geschnitten.
In einem vorausgehenden Kochschritt wird es einem 60°C warmen schwachen
Säurebad
für 30
Minuten unterzogen und dann in 160°C heißem Öl für 10 Sekunden blanchiert. Das
Rindfleisch wird in eine vorbestimmte Dicke geschnitten und in einem
vorausgehenden Kochschritt in 180° heißem Öl für ( Minuten
und 10 Sekunden blanchiert. Die somit vorgekochte Klette (Burdock) und
das Rindfleisch werden gemischt und dosiert und dann in Tüten aus
gasundurchlässigem
Material gefüllt
und in einer Inertgasatmosphäre
versiegelt. Diese verpackten Lebensmittel werden dann einem mehrstufigen
Sterilisationsprozeß unterworfen,
indem die Temperatur von 102°C
für 20
Minuten, 110°C für 10 Minuten
und letztlich 120°C
für ( Minuten
zur Herstellung eines transportfähigen
Endprodukt aufrechterhalten wird.
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Durch Kochen des Fleisches und der
Klette (Burdock) auf diese Weise ist es möglich, diese komplett zu sterilisieren
ohne den Geschmack und das klebrige Mundgefühl des Rindfleischs und die
Knusprigkeit der Klette (Burdock) zu verlieren.
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Ferner reduziert das vorausgehende
Kochen von Rindfleisch und Klette (Burdock) vor dem Abfüllen in
die Tüten
die Sterilisationsanforderungen, so daß die komplette Sterilisation
in dem mehrstufigen Hitzesterilisationsprozeß bei geringeren als den konventionell üblichen
Temperaturen möglich
ist.
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8 ist
ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung
des Koch/Sterilisationsprozesses für gekochte Gelbschwanzflunder
mit Soja. Gefrorener Gelbschwanzflunder wird teilweise aufgetaut
und in Scheiben geschnitten und dann für 30 Minuten einer 0,5-prozentigen
wässrigen
Lösung
aus einem nicht-ionischen Netzmittel (solches wie Rohrzucker-Fettsäureesther)
ausgesetzt. Nach dem Abwaschen mit Wasser wird es in 150–160°C heißem Öl für 2–3 Minuten
blanchiert. Es wird dann entölt
und in Tüten
aus gasundurchlässigem
Material gefüllt
und unter einer Inertgasatmosphäre
versiegelt. Anschließend
wird es dem mehrstufigen Hitzesterilisationsprozße unterworfen, bei dem das
Lebensmittel für
5 Minuten auf einer Temperatur von 100°C, für 20 Minuten auf einer Temperatur
von 110°C
und für
10 Minuten auf einer Temperatur von 113°C gehalten wird, um ein transportfähiges Endprodukt
zu erlangen.
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Durch Kochen der Gelbschwanzflunder
auf diese Weise ist es möglich,
dieses so bereitzustellen, als wären
sie original mit Sauce oder Bratensauce gekocht, wobei es zart bleibt
und vermieden wird, daß Stücke aneinanderkleben.
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Durch Kochen der Gelbschwanzflunder
auf die Weise wie oben beschrieben ist es auch möglich, die komplette Sterilisation
bei einer anderen Temperatur als die konventionell für mehrstufige
Hitzesterilisationsprozesse verwendeten Temperaturen durchzuführen, wobei der
Fisch zart bleibt und vermieden wird, daß die Stücke aneinander haften.
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Wie oben beschrieben stellt die vorliegende Erfindung
vollständig
sterilisierte Lebensmittel in inertgasgefüllten Verpackungen mit einer
verringerten Sterilisationstemperatur sowie einer verkürzten Heißsterilisationszeit
durch Vorbehandlung der Lebensmittel unter vorbestimmten Bedingungenbereit,
an die sich ein mehrstufiger Heißsterilisationsprozeß mit dem
Inertgasfüllungskochsystem
anschließt.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie oben beschrieben sorgt die vorliegende Erfindung
für die
vollständige
und schnelle Sterilisation von Lebensmitteln in inertgasgefüllten Verpackungen
ohne den Verlust des Geschmacks der Lebensmittel und des Mundgefühls, wobei
die F 04 Sterilisationsanforderungen für Lebensmittel durch Befüllen eines
Sterilisationsbehälter
mit vorbehandelten Lebensmitteln in inertgasgefüllten Verpackungen und Folgen
einer vorbestimmten Sterilisationstemperatur-Zeit-Kurve, d. h.,
Aufbringung von heißem
Wasser auf die Lebensmittelverpackungen in dem Behälter, so
daß die
Lebensmittelkerntemperatur schnell auf ca. 100°C ansteigt, die Temperatur für einen
bestimmten Zeitraum zum Kochen aufrechterhalten wird und die Temperatur
des heißen
Wassers schnell auf 120°C
erhöht
wird, erfüllt
werden.