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Diese
Erfindung betrifft die mikrobielle Dekontamination von Lebensmitteln,
insbesondere im kleinen, nicht-industriellen Maßstab, wie etwa im Bereich
Haushalt und Catering.
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Das
Vorhandensein von Mikroben auf Lebensmitteln hat zwei mögliche Konsequenzen:
Ihr Wachstum ist häufig
der wichtigste Faktor, der die Haltbarkeit des Lebensmittels bestimmt
und/oder ihr Wachstum auf den Lebensmitteln oder beim Verzehr dieser
kann die Ursache von Lebensmittelvergiftungen sein. Mikroben können sich
Zugang zu Lebensmitteln in jeder Phase der Lebensmittelherstellung
verschaffen, von der Ernte der Ausgangsmaterialien (eine beachtenswerte
Quelle der Kontamination sind bodenbürtige Mikroorganismen, einschließlich verschiedener
pathogener Arten) über
die Lagerung nach der Ernte, die Verarbeitung bis hin zum Vertrieb.
Verhaltensregeln im Laufe der gesamten Lebensmittelverarbeitungskette
vom Ausgangsmaterial bis hin zum fertigen Produkt zielen darauf
ab zu gewährleisten,
dass das Lebensmittel den Verbraucher in gesundheitlich unbedenklichem
Zustand erreicht und vor allem für
den Verzehr geeignet ist; trotzdem kommt es immer noch zu Krankheitsausbrüchen, die
auf pathogene Lebensmittelmikroben zurückzuführen sind, sodass das Lebensmittel
in irgendeinem Glied in der Kette vor Erreichen des Verbrauchers
mikrobiell kontaminiert sein worden muss.
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Sowohl
die Kontamination mit Mikroben als auch deren Wachstum schreiten
mit hoher Wahrscheinlichkeit fort, nachdem das Lebensmittel den
Verbraucher erreicht hat. Die Kontamination kann beispielsweise während der
Auswahl ausgestellter Nahrungsmittel oder gleichermaßen auch
bei der Ernte von selbstgezüchteten
Produkten erfolgen; eine gewissen mikrobielle Kontamination ist
im Zuge der Zubereitung von Zutaten für ein Gericht oder eine Mahlzeit
im Haushalt praktisch unvermeidlich. Das Wachstum der Mikroben wird durch
Zeit/Temperaturbedingungen des Lebensmittels von der Ernte bis zum
Verzehr beeinflusst, welche die Bedingungen zwischen dem Zeitpunkt
der Auswahl oder des Kaufs des Lebensmittels durch den Verbraucher und
dem Zeitpunkt der Ankunft zu Hause sowie der Lagerung im Haushalt
umfassen.
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Bei
den Verbrauchern steigt das Bewusstsein für Lebensmittelvergiftungen.
Verständlicherweise
wird Fällen
von Lebensmittelvergiftungen mit tödlichem Ausgang große Aufmerksamkeit
seitens der Medien geschenkt, was diese Besorgnis verstärkt. Diese
Besorgnis ist wohl bei Personen, die für die Versorgung von Personengruppen
mit bekannter Anfälligkeit
für Lebensmittelvergiftungen,
etwa von sehr jungen oder alten Menschen oder Personen mit bereits
geschwächtem
Immunsystem, zuständig
sind, besonders ausgeprägt.
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Daher
besteht der Bedarf an einer Vorrichtung, die imstande ist, die mikrobielle
Dekontamination von Lebensmitteln im kleinen Maßstab zu erzielen, ohne dabei
die erwünschten
Eigenschaften des Lebensmittels zu beeinträchtigen; in erster Linie natürlich im
Haushalt, aber auch im Catering-Bereich und, falls angemessen, am
Verkaufsstandort. Die hierin beschriebene Erfindung ermöglicht die
Bereitstellung einer solchen Vorrichtung. Bei bevorzugten Geräten, die
zur Ausführung
der Erfindung geeignet sind, kann es sich um vielseitige Einheiten
handeln, die in vielen verschiedenen Situationen zur Anwendung geeignet
sind. Sie können
zur Dekontamination von Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten im
Haushalt (beispielsweise vor der Verwendung der Zutaten eines Rezepts
oder vor dem Einlagern in einem Kühlschrank oder Gefrierfach
im Haushalt) oder zur Dekontamination von gekühlten Lebensmitteln, die zum
kalten Verzehr bestimmt sind, etwa Salaten und Obst, verwendet werden;
kurz gesagt, sie können
in den meisten Situationen eingesetzt werden, in denen der Verbraucher
sich der Gefahr einer Kontamination oder eines Verderbs bewusst
oder darüber
besorgt ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
US-A Nr. 4.233.323 offenbart eine Vorrichtung zur Zartmachung von
Fleisch. Ein Gehäuse
enthält ein
Gitter zur Auflage von Fleisch und UV-Röhren zum Bestrahlen des Fleischs.
Bestrahlungszeiträume
von einer Stunde unter Verwendung von UV-Licht im Bereich von 265–300 nm
sind geoffenbart.
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Die
WO 94124875 offenbart eine Vorrichtung für die gewerbliche Anwendung
zur UV-Sterilisierung von Lebensmitteln. Für die Massenbearbeitung kann
eine Kammer mit einem Gitter zum Tragen von Lebensmittel im Mittelbereich
sowie an den Wänden
verteilten UV-Lichtquellen verwendet werden. Es können Mittel
zum Bewegen der Lebensmittel in Bezug auf das Gitter während der
Bestrahlung vorliegen, sodass die Abschnitte, die das Gitter berühren, auch
bestrahlt werden können.
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Die
WO 94/24875 offenbart zudem die kontinuierliche Behandlung, wie
auch die US-A Nr.
4.877.964. Letztere offenbart einen UV-Behandlungsraum mit einem
Rollenförderer
zur Beförderung
von Lebensmitteln. Einige der UV-Lichtquellen sind unterhalb des
Förderwegs,
zwischen den Förderrollen,
angeordnet, sodass die gesamte Oberfläche der Lebensmittel bestrahlt
werden kann.
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Die
GB-A Nr. 695.474 offenbart einen Schrank zum Trocknen und Sterilisieren
von Geschirr und dergleichen unter Verwendung von hohen Temperaturen
(z.B. über
300 °C)
und UV-Bestrahlung.
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Die
US-A Nr. 2.674.693 betrifft die UV-Behandlung von fließenden Flüssigkeiten.
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Die
FR-A Nr. 783.519 betrifft die Behandlung von Lebensmitteln mit UV-
oder IR-Licht zur
Verlängerung
der Haltbarkeit.
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Die
US-A Nr. 4.534.282 betrifft ein Wärmesterilisierungsverfahren
für flüssige Lebensmittel,
die dann gekühlt
und UV-bestrahlt werden können.
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Die
JP Nr. 05-103610 offenbart die Verwendung von UV- und Mikrowellenenergie
zur Sterilisierung von Verpackungen, die Essigreis enthalten.
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Die
US-A Nr. 3.926.556 betrifft die Wärmebehandlung von Flüssigkeiten,
z.B. die Pasteurisierung von Milch, unter Verwendung von Mikrowellen-
und UV-Energie.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Lebensmitteln, die
ungekocht zu lagern und/oder roh zu essen sind, bereitgestellt,
das Folgendes umfasst:
das Lagern der Lebensmittel auf einer
Lebensmittelauflage in einem Behandlungsraum einer Behandlungskammer;
das
Zuführen
von Energie zu den Lebensmitteln zum Erhöhen ihrer Temperatur auf eine
Temperatur von nicht über
25 °C; und
das
Bestrahlen der Lebensmittel mit UV-Licht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren für die mikrobielle Dekontamination
von Lebensmitteln (typischerweise im kleinen Maßstab) bereit, umfassend das
Platzieren des Lebensmittels in einem Behandlungsraum und das Unterziehen
von zumindest der obersten Oberfläche einer UV-Bestrahlung. In
einem bevorzugten Verfahren ist das Lebensmittel innerhalb des Behandlungsraums
auf einer mit Löchern
versehenen oder UV-durchlässigen
Auflage angeordnet. Das Lebensmittel kann direkt auf der Auflage
im Inneren des Behandlungsraums platziert werden oder außerhalb
des Behandlungsraums auf die Auflage gelegt und die beladene Auflage
dann in den Behandlungsraum eingeführt werden. In einem bevorzugten
Verfahren ist die Auflage im Behandlungsraum mittig angeordnet,
und das Lebensmittel und die Auflage werden einer UV-Bestrahlung
aus einer Vielzahl an UV-Lichtquellen, die an zumindest einer Wand
des Raums montiert oder zu diesen benachbart sind und die nach innen
zum Mittelpunkt des Raums hin gerichtet sind, um für die Bestrahlung
aus allen oder mehreren Richtungen, einschließlich die Bestrahlung der Unterseite
der Auflage und der Unterseite des Lebensmittels durch die Auflage
hindurch zu sorgen. Die Lebensmittel werden der UV-Bestrahlung üblicherweise
15–120
Sekunden lang, vorzugsweise 25–60,
noch bevorzugter 30–45
Sekunden lang ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen sind die UV-Bestrahlungsbedingungen
so ausgewählt,
dass das UV-Licht keinen oder nur einen geringen Temperaturanstieg
des Produkts bewirkt (z.B. weniger als 1 °C, vorzugsweise unter 0,1 °C). Die Lebensmittel
können
während
der Bestrahlung im Raum gedreht werden. Die Auflage kann sich drehen,
um die Drehung des Lebensmittels zu bewirken. Alternativ oder zusätzlich dazu
kann das Lebensmittel in Bezug auf die Auflage verschoben werden,
vorzugsweise im Wesentlichen radial oder im Wesentlichen bogenförmig, noch
bevorzugter im Wesentlichen bogenförmig, z.B. im Zuge der Drehung
der Auflage, um so anfängliche
Berührungspunkte
zwischen dem Lebensmittel und der Auflage auch der UV-Strahlung
auszusetzen. Die Drehung und die Verschiebung tragen nicht nur dazu
bei, die Behandlung an der gesamten Oberfläche des Lebensmittel einheitlicher
zu machen, sondern auch die erforderliche Behandlungsdauer zu senken.
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Der
Erfinder hat zudem herausgefunden, dass es Umstände gibt, unter denen eine
kontrollierte Erwärmung
des Lebensmittels erwünscht
ist. Dies kann der Verstärkung
des Mikroben tötenden
Effekts der UV-Bestrahlung dienlich sein. Im Allgemeinen ist es
wünschenswert,
dass bei Lebensmitteln, die roh gegessen und/oder ungekocht gelagert
werden, diese Erwärmung
nicht ausreicht, um die Denaturierung der Proteine im Lebensmittel
zu bewirken. Bei Fleisch kann beispielsweise schon eine Temperatur
von nur 27 °C
ausreichend sein, um einige Proteine zu denaturieren, weshalb die
erwünschte
Temperatur 25 °C
nicht überschreiten
soll. Eine oberflächliche
Erwärmung
kann durch das UV-Licht selbst (z.B. durch die Verwendung von Breitband-UV-Strahlung)
und/oder durch IR-Bestrahlung bewirkt werden. Eine tiefer gehende
Erwärmung
kann durch Mikrowellenbestrahlung erfolgen. Dies kann bei einem
Verfahren zum Auftauen von gefrorenen Lebensmitteln nützlich sein
und gewährleisten,
dass diese steril sind.
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Weiters
hat der Erfinder herausgefunden, dass ein Schritt des raschen Kühlens der
Produktoberfläche nach
der UV-Bestrahlung die Mikroben tötende Wirkung steigern kann,
z.B. das Senken der Oberflächentemperatur
auf 5 °C
oder darunter, noch bevorzugter auf 0 °C oder darunter, vorzugsweise
innerhalb von 10 oder 20 Minuten, noch bevorzugter innerhalb von
5 Minuten, nach dem UV-Bestrahlungsschritt.
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Eine
Einheit zur Dekontaminierung von Lebensmitteln (typischerweise im
kleinen Maßstab)
umfasst gegebenenfalls einen Behandlungsraum, der mit einer oder
einer Vielzahl an UV-Lichtquellen ausgestattet ist. Vorzugsweise
ist das UV-Licht durch zumindest vier, noch bevorzugter durch sechs
oder acht UV-Lampen bereitgestellt. Vorzugsweise erzeugt/erzeugen
die UV-Lichtquelle(n) Strahlung, die im Wesentlichen ausschließlich in
den Wellenlängenbereich
von 220–300
nm, noch bevorzugter 220–265
nm, insbesondere 250–265
nm, fallen. "Im
Wesentlichen ausschließlich" bedeutet in diesem
Zusammenhang, dass zumindest 90 %, vorzugsweise zumindest 95 %,
noch bevorzugter zumindest 98 %, der Energie der UV-Strahlen im
spezifizierten Bereich liegen. Die Oberflächen der Innenwände des
Behandlungsraums sind vorzugsweise stark UV-Licht reflektierend;
d.h., sie weisen bei Strahlung von 254 nm vorzugsweise ein Reflexionsvermögen von
zumindest 35 %, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 55–90 %, noch
bevorzugter von zumindest etwa 55 %, 60 %, 65 % oder 70 % auf. Geeignete
Oberflächen
sind unter anderem polierter, zinkplattierter Stahl und poliertes Aluminium.
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Die
UV-Lampen können
einzeln an den Wänden des Behandlungsraums angebracht
oder zumindest teilweise in den Wänden versenkt sein. In einer
bevorzugten Ausführungsform
werden die Lampen von Lampenträgerrahmen
getragen, die an ihrem unteren Ende am Boden des Behandlungsraums
und an ihrem oberen Ende an der Deckenwand des Behandlungsraums
fixiert sind. Die Lampenträgerrahmen,
die vorzugsweise bogenförmig
sind, sind vorzugsweise Röhrenkonstruktionen.
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Die
UV-Lampen im Inneren des Behandlungsraums können durch Abschirmungen oder
Abdeckungen vor unbeabsichtigter Beschädigung oder Beschmutzung geschützt werden.
Diese Abschirmungen oder Abdeckungen sind üblicherweise aus UV-durchlässigem Material
hergestellt. Eine Lampe kann durch ihre eigene Abschirmung oder
Abdeckung geschützt
sein oder eine Abschirmung oder Abdeckung kann mehr als nur eine Lampe
schützen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Lampenabdeckung abnehmbar auf einem Lampenträgerrahmen
anbringbar.
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Eine
Einheit, die zudem auch zum Erwärmen
der Lebensmittel imstande ist, kann auch eine oder mehrere Wärmequellen
umfassen, die im Allgemeinen aus Breitband-UV-Röhren,
IR-Röhren
und Mikrowellengeneratoren ausgewählt sind.
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Einheiten
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können zudem mit Mittel zum Drehen
der zu bestrahlenden Lebensmittel zumindest während eines Teils des Bestrahlungsvorgangs
ausgestattet sein. Ein geeignetes Mittel zum Ausführen einer
solchen Drehung ist ein Drehteller, der über eine Zentralspindel mit
einem geeigneten Antriebsmechanismus verbunden ist; der Drehteller
kann abnehmbar mit der Zentralspindel verbunden sein und weiters
eine solche Form aufweisen, dass er als Auffangschale dienen kann,
beispielsweise kann er konkav gewölbt sein.
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Einheiten
können
zudem auch mit einem Mittel zum Lagern der zu bestrahlenden Lebensmittel,
insbesondere zum Lagern der Lebensmittel im Allgemeinen mittig innerhalb
des Behandlungsraums, ausgestattet sein. In einer bevorzugten Anordnung
ist das Mittel zum Lagern der Lebensmittel eine mit einem einzigen
Ständer
ausgestattetes Auflagegestell, das einen Schaft oder Ständer und
eine Lebensmittelauflage umfasst, wobei der Ständer mit Mittel zum Anbringen
an der Zentralspindel des Drehtellers und zum Zusammenwirken mit der
Spindel ausgestattet ist, um die Drehung der Lebensmittelauflage
zu bewirken. Alternativ dazu kann das Mittel zum Lagern der Lebensmittel
einen Rahmen und eine Lebensmittelauflage umfassen, wobei der Rahmen
bei Verwendung auf der Oberfläche
des Drehtellers aufliegt und durch die Reibung zwischen dem Drehteller
und dem Rahmen gedreht wird.
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Die
Lebensmittelauflage ist vorzugsweise ein Metallmaschengitter, kann
alternativ dazu aber auch aus einem Keramik- oder Kunststoffmaterial
bestehen. Sie kann aus einem UV-durchlässigen Material hergestellt sein.
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Einheiten
können
mit einem oder mit einer Vielzahl an Mitteln zum Verschieben oder
Ablenken des Lebensmittels während
der Drehung ausgestattet sein. Eine bevorzugte Ablenkungsvorrichtung
umfasst ein Ablenkungsschaufelblatt, ein Trägergestell und ein mit dem
Schaufelblatt gekoppeltes Drehelement. Vorzugsweise dreht sich das
Drehelement in der zum Drehteller entgegengesetzten Drehrichtung
und vorzugsweise auch mit einer anderen Drehgeschwindigkeit. In
einer bevorzugten Anordnung beschreibt das Ablenkungsschaufelblatt
eine im Allgemeinen bogenförmige
oder ausschweifende Bewegung über
der Oberfläche
der Lebensmittelauflage, ohne diese jedoch zu berühren. In
einer alternativen Ausführungsform
bewegt sich das Ablenkungsschaufelblatt im Allgemeinen radial über der
Oberfläche
der Lebensmittelauflage vor und zurück, ohne diese jedoch zu berühren. Eine
praktische Art, diese Bewegung des Drehelements zu bewirken, ist
die Wechselwirkung mit dem Antriebsmechanismus des Drehtellers.
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Eine
kombinierte Dekontaminations- und sterile Heizvorrichtung, die zur
Umsetzung der Erfindung geeignet ist, umfasst gegebenenfalls eine
oben beschriebene Dekontaminationseinheit und eine Mikrowellenenergiequelle.
Einheiten von diesem Typ sterilisieren beim Dekontaminieren der
Lebensmittel die Luft in der Behandlungskammer; solche Einheiten
sind insbesondere zum beschleunigten Auftauen von gefrorenen Lebensmittel
geeignet.
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Ein
Kit kann bereitgestellt sein, um einen Mirkowellenherd in eine Einheit
zum beschleunigten, aseptischen Auftauen von gefrorenen Lebensmitteln
umzuwandeln, das UV-Lampenhalterungen, eine oder eine Vielzahl an
UV-Lampen, ein Mittel zum Anordnen der UV-Lampenhalterungen im Herdinneren
eines Mikrowellenherds und ein Mittel zum Regeln der UV-Lampen im
Herdinneren umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel
zum Anordnen der UV-Lampen im Herdinneren die oben beschriebenen
Lampenträgerrahmen.
Das Kit kann zudem ein Lebensmittelauflagegestell und gegebenenfalls
weiters eine oder mehrere Ablenkungsvorrichtungen zum Ändern der
Lage des Lebensmittels umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Strichzeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist eine Strichzeichnung eines Lebensmittelauflagegestells
und einer Ablenkungsvorrichtung für Lebensmittel, die zur Verwendung
als Zubehörteile
für die
Einheit aus 1 geeignet sind; 2a ist
eine Draufsicht, 2b die entsprechende Schnittansicht
von der Seite;
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3 ist
eine Strichzeichnung eines Lebensmittelauflagegestells ist, das
zur Verwendung als Zubehörteil
für die
Einheit aus 1 geeignet ist;
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4 ein
schematischer Vorderaufriss des in 1 dargestellten
Behandlungsraums ist, wobei das Lebensmittelauflagegestell aus 3 im
zusammengebauten Zustand im Behandlungsraum angeordnet dargestellt
ist;
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5 eine
schematischer Querschnitt entlang der Linie V-V aus 1 einer
anderen Einheit ist, die mit einer alternativen Ablenkungsvorrichtung
für Lebensmittel
ausgestattet ist;
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6 und 7 sind
weitere schematische Vorderaufrisse des Behandlungsraums und zeigen
zwei alternative Anordnungen der UV-Lampen; und
-
8 zeigt
ein Detail aus 7 des Bereichs, an dem ein Lampenträgerrahmen
an einer Innenwand eines Behandlungsraums angebracht wird.
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ARTEN DER
UMSETZUNG DER ERFINDUNG
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Die
Untersuchungen des Erfinders haben ergeben, dass der kumulative
Effekt von UV-Strahlung auf Mikroorganismen weitaus komplexer ist
als die gängige
Theorie zu erklären
vermag. Die Gesamtdosis wird durch (Bestrahlungsgrad x Bestrahlungszeit)
bestimmt. Beträgt
aber die Gesamtleistung der Vorrichtung beispielsweise 3 Watt/m2, so ist eine durchgehende Bestrahlung mit
einer Dauer von 20 Sekunden wirksamer als 2 Bestrahlungen von jeweils
10-sekündiger
Dauer, die durch einen geringen Zeitabstand voneinander getrennt sind.
Zudem hat die Anfangsausgangsleistung der Bestrahlung eine äußerst bedeutsame
Auswirkung auf die mikrozidischen und mikrostatischen Eigenschaften.
Eine Vorrichtung mit einer Ausgangsleistung von 3 Watt/m2 und eine
Bestrahlungsdauer des Produkts von 20 Sekunden weist
eine deutlich geringere Aktivität
auf als eine Ausgangsleistung von 6 Watt/m2 mit
einer Bestrahlungsdauer von 10 Sekunden, obwohl die Gesamtausgangsleistung
bei beiden 60 Joules/m2 beträgt (1 Joule
= 1 Watt × 1
s).
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Die
Wärmeausgangsleistung
ist auch als so genanntes Medium von Bedeutung, und Hochleistungs-UV-Lichtquellen
weisen Ausgangsleistungen auf, die das gesamte UV-Spektrum abdecken
und große Energiemengen
in Form von abgestrahlter Wärme
erzeugen. Dies löst
die rasche Denaturierung von Proteinen und Fetten in zahlreichen
Lebensmitteln aus und ist somit klarerweise bei Lebensmitteln, die
roh zu essen und/oder ungekocht zu lagern sind, nicht erwünscht und
nicht akzeptabel. Der Erfinder hat jedoch herausgefunden, dass eine
leichte Erhöhung
der Temperatur (aber nicht bis zum Denaturierungspunkt) bei der
Behandlung mit UV-Strahlen einen synergistischen Effekt haben kann.
Ein weiterer Synergismus hat sich beim Abkühlen des Produkts in einem
Kühlschrank
nach der Behandlung gezeigt. Diese synergistischen Effekte werden nachstehen
noch detaillierter erörtert.
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Die
letzte Überlegung
bezieht sich auf die Ausgabe von UV-Wellenlängen, die außerhalb
des gewünschten
Bereichs liegen. Langwellige UV-A-Strahlen bewirken bei zahlreichen
Lebensmitteln Pigmentänderungen
und Denaturierungen. Es ist weiters bekannt, dass Abbauprodukte
der Pigmentdenaturierung insbesondere bei tierischen Proteinen die
Lipidoxidation desselben Produkts auslösen und/oder beschleunigen. Diese
wird durch die Gegenwart von UV-B- oder kurzwelligen UV-Strahlen (220 nm
oder darunter) zusätzlich beschleunigt.
UV-B-Strahlen sind außerdem
für den
Menschen äußerst gefährlich und
dafür bekannt,
Hauptursache für
Krankheiten, wie etwa Erytheme, Bindehautentzündungen und Sarkome zu sein.
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Bezug
nehmend auf 1 umfasst eine Sterilisierungseinheit 10 einen
Behandlungsraum 20, der durch eine Stirnwand 30,
Innenseitenwände 40, 50,
eine Deckenwand 60 und einen Boden 70 sowie (falls
erforderlich) durch eine Innenwand 75 der Tür 80 definiert
ist. Die UV-Bestrahlung wird im Behandlungsraum 20 der
Einheit 10 durch vier Hochintensitäts-UV-Röhren 90, 100, 110, 120 bereitgestellt
(siehe 4). Der Boden 70 nimmt den Drehteller 130 mit
einer vorstehenden Zentralspindel 135 auf. Die Oberflächen der
Wände 30, 40, 50, 60, 75 und
des Bodens 70 sind im Allgemeinen stark UV-Licht reflektierend
(sie können
beispielsweise aus poliertem, zinkplattiertem Stahl oder poliertem
Aluminium gefertigt sein), um die Wirksamkeit der Bestrahlung zu
steuern und um dazu beizutragen, dass alle frei liegenden Oberflächen des
Lebensmittels vergleichbare Strahlungsmengen erhalten. Das optionale
Türfenster 85 kann
eine verspiegelte Oberfläche
aufweisen, um das Reflexionsvermögen
der Innenwand 75 aufrechtzuerhalten. Das Sichtfenster 85 ist
im Wesentlichen UV-undurchlässig
und typischerweise aus Sicherheitsglas, Perspex usw. hergestellt.
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Das
zu bestrahlende Lebensmittel ist vorzugsweise auf einem Gestell 470 im
Behandlungsraum 20 angeordnet. Das Gestell 470 (siehe 2) umfasst im in-situ zusammengebauten
Zustand einen verlängerbaren
Ständer 460 und
eine Lebensmittelauflage 450, bei der es sich um eine Maschengitter
handelt. Der verlängerbare
Ständer 460 verfügt an beiden
Enden über
einen röhrenförmigen Bereich 465, 475.
An einem Ende des Ständers 460 ist
der Innendurchmesser des röhrenförmigen Bereichs 465 leicht
größer als
der Außendurchmesser
der Drehtellerspindel 135, sodass der Ständer 460 um
die Spindel 135 herum angeordnet und dort koaxial gehalten
werden kann. Am anderen Ende des Ständers 460 ist der
röhrenförmige Bereich
so konstruiert, dass er einen Schaft 478 eines Fixierstifts 480 aufnehmen
kann. In der Mitte der Lebensmittelauflage 450 befindet
sich ein Fixierloch 455. Die Lebensmittelauflage 450 wird
mithilfe des Kopfs 485 des Verbindungsstifts 480 auf
dem Ständer
in Position gehalten, wenn der Schaft 478 koaxial im Loch 455 und
im röhrenförmigen Bereich 475 gehalten
ist.
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Die
Art der Verbindung zwischen der Spindel 135 und dem röhrenförmigen Bereich 465 kann
eine aus einer Vielzahl an Arten sein, was auch für die Verbindung
zwischen dem Schaft 478 und dem röhrenförmigen Bereich 475 gilt:
eine oder beide Verbindungen können
einfache Reib- oder Presssitze sein, oder es können ineinander greifende Keile,
Schraubverbindungen, Bajonettverbindungen usw. bereitgestellt werden.
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Der
optimale Abstand der Lücken
des Maschengitters der Lebensmittelauflage 450 verhindert,
dass Lebensmittel durch das Gitter hindurchfallen, und minimiert
gleichzeitig die Kontaktfläche
zwischen den Lebensmitteln und dem Gitter; alles in allem muss das
Gitter ausreichend starr sein, um das Produkt tragen zu können.
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Das
zu bestrahlende Lebensmittel wird auf die Oberseite 440 der
Lebensmittelauflage 450 gelegt und der Raum 20 durch
Schließen
der Tür 80 verschlossen.
Die meisten derzeit auf dem Markt erhältlichen Lebensmittelumhüllungen,
insbesondere jene, die für
Vorgänge
im kleinen Maßstab
verwendet werden (z.B. Alufolie, selbsthaftende Polyethylenfolien
usw.) sind im Wesentlichen oder zur Gänze UV-undurchlässig. Selbst relativ
durchlässige
Verpackungsmaterialen können
die Wahrscheinlichkeit der Falten- oder Spaltbildung des Lebensmittel,
die dann für
die UV-Strahlung "tote
Punkte" sind, steigern.
Folglich wird das zu bestrahlende Lebensmittel üblicherweise nicht bedeckt
oder umhüllt.
Sobald die Tür 80 fest
verschlossen wurde, kann mit der Bestrahlung begonnen werden. Die
Bestrahlungsdauer folgt üblicherweise
einem festgelegten Zyklus, der von der Ausstrahlungsausgangsleistung
der Röhre
und dem erforderlichen Aussetzungsgrad der Ausstrahlung abhängt. Die
Dauer der Bestrahlung wird über
ein Steuerfeld 180 geregelt, das auch mit akustischen oder
visuellen Angaben bezüglich
des Zyklus, der abgelaufenen Zeit, des Gerätestatus usw. ausgestattet sein
kann. Typischerweise erfolgt die Bestrahlung im Zuge einer einzigen
Bestrahlung mit einer Dauer von 30–45 Sekunden, die nur eine
geringe oder keine nachweisbare Erhöhung der Oberflächentemperatur
des Lebensmittels bewirkt. Die Spindel 135 des Drehtellers
bewegt das Lebensmittelgestell 450 während des gesamten Bestrahlungszyklus,
um zu gewährleisten,
dass die frei liegenden Lebensmitteloberflächen (d.h. alle Oberflächen des Lebensmittels,
die nicht in Kontakt zur Auflage 450 stehen) im Wesentlichen
die gleiche Strahlungsmenge empfangen. In einer bevorzugten Ausführungsform
vollzieht das Gitter in etwa 15 Sekunden eine vollständige Umdrehung.
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Sicherheitsmerkmale,
die Herstellern von elektrischen Geräten für Haushalts- oder Cateringzwecke bekannt
sind, sind üblicherweise
bereitgestellt. Ein Beispiel für
ein solches Merkmal wäre
das Verhindern des Betriebs der Einheit 10, wenn die Tür 80 nicht
geschlossen ist (z.B. kann ein Türsicherheitsverriegelungssystem
eingebaut sein, sodass die Bestrahlung erst dann beginnt, wenn der
Türriegel 190 fest
in seiner Aufnahme 200 angeordnet ist; weitere Modifikationen
können
natürlich
enthalten sein, etwa die elektronische Verriegelung der Tür 190 in
der Aufnahme 200, die im Falle eines Stromausfalls aufgehoben
wird). Sensoren können eingebaut
sein, die zur Detektion des Vorhandenseins und der Intaktheit des
Sichtfensters 85 imstande sind. Das Öffnen der Einheit sorgt für den unmittelbaren
Abbruch des Betriebs, und ein sichtbares und hörbares Alarmsignal wird abgegeben.
Das Alarmsignal muss händisch
aufgehoben werden, bevor der Betrieb fortgesetzt werden kann.
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Unabhängig vom
allgemeinen Design des Behandlungsraums werden die Berührungspunkte
zwischen dem Lebensmittel und dem Maschengitter 450 nicht
bestrahlt und bieten daher Unterschlupf für Mikroben. Eine oder mehrere
Lebensmittel-Ablenkungsvorrichtungen, die rund um den Umfang des
Maschengitters 450 herum in Winkeln angeordnet sind, können bereitgestellt
sein, um das Lebensmittel während
der Drehung um unterschiedliche Grade seitlich zu verschieben. Ein
Beispiel dafür
ist in 2 veranschaulicht. Die Ablenkungsvorrichtung 550 umfasst
ein Schaufelblatt 560, ein Trägergestell 570 und ein
Drehelement oder Rad 580, das an einer aufrechten Welle 590 angeordnet
ist. Die Welle 590 ist koaxial im Trägergestell 570 untergebracht.
Ein Ende des Schaufelblatts 560 ist schwenkbar (597)
an einem Außenbereich
des Rads 580 angebracht. Das Schaufelblatt erstreckt sich
durch einen schmalen Schlitz in einem Gleitstück 600, um oberhalb des
Gitters 450 zu liegen. Sein äußerer Endabschnitt 601 ist
abgewinkelt. Das Gleitstück
bewegt sich entlang einer Führungsschiene 575,
die quer zum Schaufelblatt verläuft.
Wird nun das Rad 580 von der Welle 590 gedreht,
so wird das Schaufelblatt mitgetragen und bleibt aufgrund der Wirkung
des Gleitstücks
und der Führungsschiene
in etwa parallel zu seiner Anfangsrichtung. Der Endabschnitt 601 des
Schaufelblatts wird dazu veranlasst, sich im Allgemeinen bogenförmig über der
Oberseite 440 zu bewegen, wodurch das Lebensmittel seitlich
verschoben wird.
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2a zeigt
die Anordnung zwischen einer Lebensmittelauflage 450 und
einer Ablenkungsvorrichtung 550 für Lebensmittel in der Draufsicht.
Die Möglichkeiten
der Art und Weise, wie die Auflage und die Ablenkungsvorrichtung
zusammenwirken, sind recht breit gefächert, aber in einer bevorzugten
Ausführungsform dreht
sich das Rad 580 in der zur Lebensmittelauflage 450 entgegengesetzten
Richtung; die in 2a dargestellte Anordnung ist
für die
Drehung des Rads 580 im Uhrzeigersinn und die Drehung der
Lebensmittelauflage 450 gegen den Uhrzeigersinn am besten
geeignet. Die Ablenkungsvorrichtung 550 ist durch Umrisslinien
in zwei weiteren Positionen im Zuge der Drehung dargestellt (X', X''), um die vom Schaufelblatt 560 unter
Einwirkung des Rads 580 und einer Führung 575 nachgezeichnete
DurchlaufBewegung zu veranschaulichen. Andere geeignete Geometrien
des Rads, der Führung
usw. können
empirisch entwickelt werden.
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Die
Drehung des Rads 580 und dessen Welle 590 kann
natürlich
auf viele Arten erfolgen, praktisch ist jedoch eine Rolle 615,
die über
einen Antriebsriemen 620 mit dem Antriebsmechanismus (nicht
dargestellt) der Drehtellerspindel 135 verbunden ist. Vorausgesetzt
das Rad 580 dreht sich mit einer anderen Geschwindigkeit als
die Lebensmittelauflage 450, so ist die Verwendung einer
Ablenkungsvorrichtung 470 für Lebensmittel ausreichend;
es kann jedoch eine Vielzahl an Ablenkungsvorrichtungen bereitgestellt
und um den Umfang des Maschengitters herum verschieden angeordnet
werden, um zur Verschiebung des Lebensmittels nach hinten und nach
vorne über
die Oberseite 440 zusammenzuwirken, wodurch die Berührungspunkte
kontinuierlich geändert
werden, was gewährleistet,
dass alle Oberflächen
des Lebensmittels der Strahlung ausgesetzt werden.
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Die
Lebensmittelauflage 450 kann auch aus anderen Materialien
als aus Metallmaschen hergestellt sein, beispielsweise aus Keramik
oder Kunststoff. Die Auflage muss keine Öffnungen aufweisen, wenn ein UV-durchlässiges Material
für deren
Herstellung verwendet wird.
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Ein
alternatives Gestell 170 ist in 3 dargestellt.
Das Gestell 170 umfasst einen Rahmen 160 und eine
Lebensmittelauflage 150, die vom Rahmen 160 abgenommen
werden kann, um das Beladen mit Lebensmitteln und die Reinigung
zu vereinfachen. Der Rahmen 160 sollte stark genug sein,
um die darauf lastende Auflage 150 in Position halten zu
können,
sollte aber so konstruiert sein, dass er die Menge der nach oben gerichteten
UV-Strahlung nicht übermäßig am Erreichen
der Unterseite des Lebensmittels hindert. Das zu bestrahlende Lebensmittel
wird auf die Oberseite 140 der Lebensmittelauflage 150 gelegt.
Dann wird die beladene Lebensmittelauflage 150 auf oder
im Rahmen 160 platziert und das zusammengefügte Gestell 170 wird zum
Drehteller 130 gebracht. Wie in 4 anhand
einer nicht beladenen Lebensmittelauflage 150 dargestellt ist,
ist die Oberseite 140 der Lebensmittelauflage 150 im
Wesentlichen mittig im Behandlungsraum 20 angeordnet, wenn
das zusammengefügte
Gestell 170 im Inneren des Behandlungsraums 20 angeordnet
ist. Wurde das beladene Gestell 170 im Behandlungsraum 20 angeordnet,
so wird der Behandlungsraum 20 durch Schließen der
Tür 80 verschlossen
und mit der Behandlung auf die oben beschriebene Weise begonnen.
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In 5 ist
das Gestell 170 zusammen mit einem alternativen Typ der
Lebensmittel-Ablenkungsvorrichtung 250 dargestellt.
Die Ablenkungsvorrichtung 250 umfasst ein Schaufelblatt 260,
ein Trägergestell 270 und
eine Nocke 280, die an einer Welle 290 angebracht
ist. Die Welle 190 und die Nocke 280 werden durch eine
Rolle 315 gedreht, die über
einen Antriebsriemen 320 mit dem Antriebsmechanismus (nicht
dargestellt) des Drehtellers 130 verbunden ist. Die Welle 290 und
die Nocke 280 sind über
einen Stößel 300 und
eine Feder 310 mit dem Schaufelblatt 260 verbunden,
sodass die Drehung der Nocke 280 die radial über die
Oberseite 140 vor und zurück verlaufende Bewegung des
Schaufelblatts 260 in die durch den Doppelpfeil dargestellten Richtungen
auslöst,
wodurch die seitliche Verschiebung des Lebensmittels bewirkt wird.
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Die
Drehtellerspindel 135 aus dem 1, 2 und 7 übt in diesen
Figuren eine zweite Funktion als Verbindungsglied zwischen dem Gestell
mit einem Ständer
und dem Antriebsmechanismus aus. Diese Funktion ist bei einem Gestell
wie bei dem in 3 gezeigten, das auf dem Drehteller
aufsitzt und sich durch die Reibung zwischen dem Drehteller und
der Basis des Gestells dreht, nicht erforderlich, wobei die Spindel 135 in
diesem Fall durch den Drehteller 130 bedeckt sein kann
(siehe insbesondere 5). In beiden Fällen kann der
Drehteller 130 mit der Spindel 135 abnehmbar gekoppelt
und so konstruiert sein, dass er eine Zweitfunktion als Auffangschale
ausüben
kann; beispielsweise kann er schalenförmig ausgebildet sein.
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Wie
in 5 gezeigt ist, können die am Boden montierten
Lampen 90, 100 im Wesentlichen entlang ihrer gesamten
Länge durch
Lampenabschirmungen 350, 360 abgedeckt sein, um
die Röhren 90, 100 vor
einem Bruch durch den Zusammenstoß mit Lebensmitteln usw. zu
schützen,
zu dem es während
der Beladung oder des Betriebs kommen kann. Die Lampenabschirmungen 350, 360 müssen natürlich Öffnungen
aufweisen oder vorzugsweise aus einem UV-durchlässigen Material (z.B. PTFE – Teflon)
hergestellt sein. Sind die Abschirmungen 350, 360 aus
einem UV-durchlässigen Material
hergestellt, so können
sie auch Teile und Säfte der
Lebensmittel, die auf die Oberflächen
der Lampen fallen, abhalten, die sonst zu einer Beschmutzung, einem
Verlust der Bestrahlungswirkung und einem früheren Austausch führen würden.
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Es
versteht sich, dass einfachere – und
somit in der Herstellung kostengünstigere – Einheiten
als die hierin beschriebenen entwickelt werden können, von denen zumindest die
Reduktion der Anzahl an Mikroben zu erwarten ist. Beispielsweise
kann die Einheit 10 ohne das Lebensmittelgestell 170 oder 470 verwendet
werden, wobei in diesem Fall die Unterseite des Lebensmittel wenig
oder keine Strahlen empfängt.
Trotzdem ist eine Vorrichtung ohne Gestell im Prinzip noch immer
dazu imstande, zumindest eine 50%ige Reduktion der Mikrobenzahl
an der Oberfläche
des Lebensmittels zu bewirken, da wenigstens die Oberseite des Lebensmittels
sterilisiert werden kann. Die Wirksamkeit einer solchen Reduktion
der Mikrobenzahl für
die Verlängerung der
Haltbarkeit und/oder der Verringerung des Risikos einer Lebensmittelvergiftung
hängt natürlich von
einer Vielzahl an Faktoren und Umständen ab, beispielsweise der
Art des Lebensmittels, des Zustands des mikrobiellen Befalls und
des Wachstums vor der Behandlung, der Art der Mikroflora und der
auf die Behandlung folgenden Handhabe und Lagerung des Lebensmittels.
Eine alternative Verwendung des Gestells ist die Ausstattung der
Einheit mit einer oder mehreren Lebensmittel-Ablenkungsvorrichtungen,
die den oben beschriebenen ähnlich
sind, jedoch so angeordnet sind, dass sie die Lage von Lebensmitteln
auf einer direkt auf den Drehteller platzierten Auflage ändern und
dazu gedacht sind, das Lebensmittel mit jeder Drehung des Drehtellers
vollständig
oder teilweise umzudrehen. Eine rudimentäre Sterilisierungseinheit wäre eine
ohne Drehteller (die zwar stark vereinfacht ist, trotzdem wohl bei
Verwendung mit einem Gestell, etwa dem Gestell 170, eine
stärkere
Reduktion der Bakterienzahl erzielen kann als eine Einheit mit Drehteller,
aber ohne Gestell oder Ablenkungsvorrichtung, da bei ersterer Einheit
nur die Berührungspunkte
und die in dem vom Rahmen auf das Lebensmittel geworfenen Schatten
liegenden Stellen nicht bestrahlt werden, während bei letzterer Einheit
die gesamte Unterseite des Lebensmittel keiner Bestrahlung ausgesetzt
ist).
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Die
Wahl der Anzahl der in einer Sterilisierungseinheit der vorliegenden
Erfindung verwendeten Lampen und deren Anordnungsstellen im Inneren
des Behandlungsraums ist dem Hersteller überlassen und wird in erster
Linie aufgrund der Ausgangsleistung der Lampen bestimmt. Geeignete
UV-Röhren
umfassen insbesondere solche, deren Strahlung im Wesentlichen ausschließlich in
den Wellenlängenbereich
von 220–300
nm fällt.
Vorschaltgeräte
und Zünder
können
durch eine elektronische Beleuchtungs- und Steuerschaltung ersetzt werden,
um einen Beitrag dazu zu leisten, Anorderungen bezüglich Gewicht
und Platz gerecht zu werden. Die Einheiten, die in den 1, 3 und
4 dargestellt sind, weisen vier Lampen 90, 100, 110, 120 auf,
die in einer horizontalen und parallelen Paaranordnung abgebildet
sind. Die gleiche Anzahl an Lampen kann auch in einer vertikalen
und parallelen Paaranordnung verwendet werden, wie die in 6 gezeigten
Lampen 390, 400, 410, 420; es
kann aber auch eine größere oder
kleiner Anzahl an Lampen in einer der beiden Anordnungen oder in einer
Kombination dieser verwendet werden. In 6 sind die
Lampen 390, 400, 410, 420 an
den Innenseitenwänden 40, 50 durch
Lampenhalterungen 430 angebracht, sie können alternativ dazu aber auch
in einer geeigneten Wand oder mehreren Wänden des Hohlraums eingesunken
sein.
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Die 7 und 8 veranschaulichen
einen weiteren Ansatz dafür,
UV-Strahlung in der Behandlungskammer 20 bereitzustellen.
Die UV-Lampen 700, 702 werden an Lampenanschlussstücken 705,
die von Lampenträgerrahmen 710, 720 getragen
sind, angeklemmt. Die Lampenträgerrahmen 710, 720 sind
vorzugsweise röhrenförmig konstruiert,
da dieses Design geschickt einen Kabelkanal bereitstellt, um die
den Lampenanschlussstücken 705 zugehörigen Kabel
aufzunehmen. Die Lampenträgerrahmen 710, 720 können zudem an
geeigneten Stellen mit Klemmen 740 ausgestattet sein, um
eine Schutzabdeckung 750 aufzunehmen. Die Abdeckung 750,
die für
die Reinigung durch den Benutzer einfach von den Klemmen abnehmbar
sein soll, übt eine ähnliche
Funktion wie die Lampenabschirmungen 350, 360 aus 5 aus,
schützt
aufgrund ihrer Anordnung am Rahmen und ihrer bevorzugten einstückigen Konstruktion
alle Lampen 700 bzw. 702 am Rahmen 710 bzw. 720.
Die Abdeckung 750 ist aus einem UV-durchlässigen Material
hergestellt.
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Die
Lampenträgerrahmen 710, 720 sind
jeweils an der Deckenwand 60 und am Boden 70 durch
Gewindebohrungen 760 angebracht.
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Da
die kombinierte Verwendung des Drehtellers 130, des Gestells 170,
der Ablenkungsvorrichtungen 250, wie in 5 dargestellt
ist, und das allgemein im Inneren des Behandlungsraums hohe Reflexionsvermögen gewährleisten
sollen, dass alle Oberflächen
des Lebensmittels der Bestrahlung, die von einer beliebigen Stelle
innerhalb des Hohlraums ausgesendet wird, ausgesetzt werden können, folgt
daraus, dass eine Einheit mir nur einer einzigen UV-Lampe die angemessene
Sterilisierung von Lebensmitteloberflächen erzielen kann, sofern
der Behandlungszyklus ausreichend lang ist.
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Bisher
wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele für nutzungsspezifische
Einheiten beschrieben. In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine kombinierte
Mikrowellenherd-/UV-Sterilisierungseinheit eine hierin geoffenbarte
Sterilisierungseinheit und ein Magnetron zur Bereitstellung von
Mikrowellenstrahlung im Inneren desselben Behandlungsraums. In einer
bevorzugten Ausführungsform
folgen die Anzahl und die Anordnungsstellen der UV-Röhren vorzugsweise
einer parallelen und vertikalen Paaranordnung, wie beispielsweise
in 6 dargestellt ist, obwohl Anzahl und Anordnungsstellen
der Röhren
häufig
durch die Eigenschaften und die Anordnungsstelle des Magnetrons
beeinflusst werden und umgekehrt. In einer noch bevorzugteren Ausführungsform
sind die UV-Röhren
von den Trägerrahmen
getragen, wie in 7 veranschaulicht ist.
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Zahlreiche
bestehende Mikrowellenherde für
den Haushalt können
zu kombinierten Einheiten umgerüstet
werden: Die in den 7 und 8 dargestellten
Komponenten können
beispielsweise in Form eines Kits bereitgestellt werden. Ein solches
Kit umfasst somit ein Paar als Trägerrahmen 710, 720,
wobei jeder Rahmen mit einem oder mehreren Sätzen von Lampenanschlussstücken 705 (die
zur Aufnahme der Lampen paarweise angeordnet sind) ausgestattet
ist, und eine passende Anzahl an UV-Lampen. Aus praktischen Gründen wird
die Verkabelung von und zu den Anschlussstücken je nach Bedarf bereitgestellt
und verläuft
im Wesentlichen innerhalb der Röhren
der Trägerrahmen,
wobei die Enden der Kabel geeignet abgeschlossen sind, um eine Verbindung
mit der passenden Schaltungsanordnung des Mikrowellenherds einfach
zu gestalten. Eine geeignete elektronische Beleuchtungs- und Steuerschaltungsanordnung
ist normalerweise im Kit enthalten, vorzugsweise zumindest teilweise
vorangeschlossen und im passenden Gehäuse angeordnet oder gemeinsam
mit diesem bereitgestellt. Mittel zum Verbinden der Rahmen mit einer
Innenwand sind normalerweise im Kit enthalten, beispielsweise können die
Gestelle an einem oder an beiden Enden mit abgeflachten Verlängerungen
oder Füßen versehen
sein, um mithilfe eines Haftmittels an der Wand angebracht zu werden.
Die Anbringung kann auch wie in 8 dargestellt
erfolgen; hierbei sind gegebenenfalls mit Gewinde versehene Gehäuse für die Anordnung
in passend ausgeschnittenen Löchern,
die durch die Innenwände
des Herds ausgebildet sind, im Kit enthalten (diese Umrüstung muss
natürlich
aus offensichtlichen Sicherheitsgründen von eine geeignet qualifizierten
Fachperson ausgeführt
werden).
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Ein
besonderer Vorteil einer solchen kombinierten Einheit besteht beispielsweise
in der verbesserten beschleunigten Auftauung von gefrorenen Lebensmitteln.
Eine als nützlich
empfundene Anwendung eines Mikrowellenherds im Haushalt ist die
Verwendung als Mittel zur Beschleunigung des Auftauens von gefrorenen Lebensmitteln.
Trotz detaillierter Bedienungsanleitungen ist dies ein im Haushalt
potentiell gefährlicher
Vorgang, das es in der Praxis leicht dazu kommen kann, dass die
gefrorenen Lebensmittel zu schnell erhitzt werden: das Wachstum
von Bakterien kann bereits bei einer Temperatur leicht über dem
Schmelzpunkt des Lebensmittels wieder einsetzen, insbesondere an
den Außenoberflächen (trotz
der theoretischen Fähigkeit
der Mikrowellen, die gesamte Masse eines gefrorenen Lebensmittels
gleichmäßig zu erwärmen tritt
eine ungleichmäßige Erwärmung sowohl
im Handel als auch im Haushalt häufig
auf). Eine kombinierte Einheit zur Verwendung in der Erfindung kann
durch Bestrahlen der Lebensmittel mit UV-Licht während des gesamten, durch Mikrowellen
bewirkten Auftauens das erneute Wachstum von Bakterien insbesondere
an der Lebensmitteloberfläche
praktisch zur Gänze
verhindern.
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Im
Allgemeinen wird der Vorgang des Auftauens mit geringer Intensität durchgeführt, wie
Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist. Nach dem Auftauen kann das
Lebensmittel gekocht werden. Dies kann auch mithilfe eines Mikrowellenherd erfolgen,
der eine höhere
Intensität
der Bestrahlung verwendet. Die UV-Bestrahlung ist während des
Koches gegebenenfalls nicht erforderlich.
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Der
Erfinder hat in 1 angedeutet, dass die veranschaulichte
Einheit Merkmale eines gewöhnlichen Mikrowellenherds
umfassen kann, einschließlich
eines Gitters G, durch welches die Mikrowellenstrahlung in den Raum
eingeführt
werden kann, und Steuervorrichtungen C zum Betreiben des Mikrowellengenerators.
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Wie
oben erwähnt
wurde, hat der Erfinder herausgefunden, dass Erwärmung und Abkühlung die
Mikroben tötenden
Effekte der UV-Bestrahlung verstärken
kann. Dies wird nun an einem Beispiel näher erläutert.
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VERSUCH 1: ERWÄRMUNG
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Lebensmittel
(rohe Schweinskoteletts) mit anfänglichen
4 °C wurden
in zwei Gruppen aufgeteilt. Ein Teil ("A")
der Koteletts der ersten Gruppe wurde mit UV-Licht (schmales Band,
Peak von 265 nm) 45 Sekunden lang bei 5 W/m2 erwärmt. Zur
Bestimmung der Gesamtkeimzahl ("total
plate count", TPC)
und der Anzahl der Coliforme wurden dann mikrobiologische Tests
durchgeführt.
Als Kontrolle ("A(c)") wurden die Koteletts,
die nicht bestrahlt wurden, ebenfalls dem Test unterzogen.
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Die
zweite Gruppe Koteletts wurde ebenfalls erwärmt, um ihre Oberflächentemperatur
auf 25 °C
anzuheben. Ein Teil (''B) wurde dann unter
den gleichen Bedingungen wie die Koteletts A bestrahlt, während der Rest
("B(c)") nicht bestrahlt
wurde. Mikrobiologische Tests wurden so wie oben durchgeführt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. TABELLE
1
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VERSUCH 2: ABKÜHLUNG
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Wie
in Versuch 1 wurden Schweinskoteletts vier verschiedenen Versuchsabläufen (A,
A(c), B und B(c)) und danach mikrobiologischen Tests unterzogen.
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Die
Koteletts A und A(c) wiesen eine Oberflächentemperatur von 20 °C auf. Die
Koteletts A wurden mit UV-Licht, wie es auch in Versuch verwendet
wurde, bestrahlt, während
die Koteletts A(c) einfach nur auf dieser Temperatur gehalten wurden.
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Die
Koteletts B wurden auf die gleiche Weise wie die Koteletts A bestrahlt
und dann gekühlt,
um ihre Oberflächentemperatur
auf 0 °C
abzusenken. Die Koteletts B(c) wurden einfach nur gekühlt. Die
Abkühlung erfolgte
in einer gekühlten
Kammer.
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Die
Ergebnisse der mikrobiologischen Tests sind in Tabelle 2 angeführt. TABELLE
2
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Ähnliche
Wirkungen wurden auch bei anderen Arten von rotem Fleisch, weißem Fleisch,
zubereiteten und verarbeiteten Lebensmitteln, Obst und Gemüse erzielt.
Diese sind bei unebenen, nassen Oberflächen, etwa bei Fleisch, am
deutlichsten und bei glatten, trockenen Oberflächen, etwa bei Obst, am wenigsten
deutlich, bei denen schon die UV-Behandlung alleine ausreichend
ist, um einen fast aseptischen Zustand herbeizuführen. Es gibt keinen Grund
zur Annahme, dass ein ähnlicher Effekt
bei anderen Lebensmittelgruppen, die noch nicht untersucht wurden,
nicht auch zu Tage treten wird.
