EP0113900A1 - Einrichtung und Verfahren zur Behandlung von Nahrungsmitteln mit Mikrowellen - Google Patents

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EP0113900A1
EP0113900A1 EP83112750A EP83112750A EP0113900A1 EP 0113900 A1 EP0113900 A1 EP 0113900A1 EP 83112750 A EP83112750 A EP 83112750A EP 83112750 A EP83112750 A EP 83112750A EP 0113900 A1 EP0113900 A1 EP 0113900A1
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EP
European Patent Office
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drum
treatment room
microwave
air
microwaves
Prior art date
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Application number
EP83112750A
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English (en)
French (fr)
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EP0113900B1 (de
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Josef Manser
Werner Seiler
Fritz Sonderegger
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Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
Publication of EP0113900A1 publication Critical patent/EP0113900A1/de
Application granted granted Critical
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
    • H05B6/782—Arrangements for continuous movement of material wherein the material moved is food
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
    • F26B3/343—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects in combination with convection

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the continuous, thermal treatment of foods, namely pasta and pasta-like products, with microwaves in a treatment room, the microwaves being fed via a waveguide into a treatment room designed as a cavity system.
  • Such a device and such a method are known from the use of so-called microwave tunnel ovens for the thermal treatment of food.
  • a microwave tunnel oven In such a microwave tunnel oven, the pourable food is passed on an endless conveyor belt through the tunnel oven.
  • tunnel ovens are generally used to heat portioned ready meals on plates. Both the conveyor belt and the plates are made of materials that do not absorb microwave energy. When the goods pass through the treatment room, only the food is heated via the microwaves.
  • the Individual containers (plates) can be warmed up to the desired final temperature beforehand.
  • the pasta is made from a doughy mass using special dies and cutting tools.
  • the shape of the pressed pasta is solidified by adding air and heat. This is followed by a very complex physical and biochemical process for the complete solidification and drying of the pasta that has not yet been completely overseen.
  • microwaves bring the thermal energy into the entire product cross-section essentially uniformly. So far it is too at least for food, to what extent and in what proportions the microwaves affect the individual components such as protein, starch and fats. According to the widespread but very simplified idea, only the water components are influenced by the microwave radiation, which in turn then transfer the heat to the remaining good components. It is also not clear to what extent, for example, the water is brought into the vapor form and whether part of the water migration takes place in the form of water vapor or water in the event of drying.
  • the teaching according to the invention is concerned with the task of improving the generic device and the generic method with regard to its targeted adaptability to different starting products and end products to be produced therefrom.
  • the teaching according to the invention provides that a relative movement between the individual food particles and climate-conditioned air is forced.
  • the device according to the invention is characterized by a mechanical transport device designed for the transport of the food through the treatment room, an air conditioning system designed for air conditioning and by forced means for forcing a relative movement between the conditioned air and the individual food particles.
  • the material is guided through the treatment room by means of a pulsating continuous fluidized bed - but not by means of a mechanical transport device.
  • the treatment room is itself designed as a microwave waveguide.
  • the design of the treatment room as a microwave waveguide has the result that the energy density fluctuations, depending on the operating mode of the waveguide, is an integral multiple or a fraction of the basic microwave length.
  • the device known from DE-A-26 34 267 has the advantage of a particularly simple solution to two problems, namely the problem of conveying and air-washing around the individual good particles. Because a single means is used for this, namely a pulsating continuous fluidized bed. In the meantime, however, it has been shown that good particles which differ significantly from one another with regard to their parameters which are decisive for their conveyance in the continuous fluidized bed remain in the continuous fluidized bed and thus in the waveguide for different lengths of time. Also, it was not always possible to prevent in the known device that instead of the individual good particle only a "good particle cloud" floating in the continuous fluidized bed - as a whole, but not its individual one Particles that are or are washed around by air. Nevertheless, it must be stated that the process described above gave end products of excellent quality in almost all cases.
  • the invention allows independent control of the microwave energy supplied to the individual good particles and thus the individual good temperature, the climate of the air surrounding the good and the residence time of the good particles in the treatment zone, all individual good particles having the same mean Residence time is specified and the flushing of the individual good particles with air is fundamentally independent of their mechanical conveyance.
  • the transport device, the air conditioning system and / or the constraining means are designed to be controllable, so that any treatment parameters can be set in this way with a single system.
  • a particularly advantageous thermal treatment of the goods is achieved if the microwaves are fed into the treatment room or the immediate goods conveying area transversely to the direction of movement of the goods. If several feed-in points are provided, there is initially an energy concentration at these points. When traversing through these concentration points, the individual good particles are only subjected to a comparatively intensive thermal treatment for a comparatively short time that can be predetermined by the conveying speed. By mutually adapting the radiated energy and the conveying speed, overheating and heat damage to the good particles can be avoided.
  • the microwave coupling is preferably carried out alternately from the left and from the right.
  • the microwave feed points or the waveguide decoupling points are preferably provided in the treatment room on several levels, the arrangement of the levels depending, for example, on the type of mechanical transport device used in each case.
  • the microwave radiation into the treatment room is preferably carried out according to two principles or a combination thereof.
  • the microwaves are decoupled from the waveguide or the microwave radiation into the treatment room, hereinafter also referred to as the cavity system, via push-pull electrodes which protrude into the treatment room.
  • the push-pull electrodes are preferably designed as single-wire or multi-wire long-field radiators (Lecher line). Push-pull electrodes of this type are known, for example, from Swiss Patent CH-A-404 827 (P. Müller). Through this reference, the content of the aforementioned Swiss patent is fully incorporated into the present description.
  • Long field radiators of this type have the advantage that they enable the construction of a predetermined field distribution within a defined space. Using of several long-field radiators, even in a room of considerable dimensions, a desired field structure can be generated - at least in the vicinity of the long-field radiators.
  • the long field radiators are preferably bridged on their side opposite their microwave coupling by means of an electrically conductive tuning slide. With the aid of this tuning slide, the location of the reflection plane required to form the standing waves on the Lech line can be varied as desired.
  • Long field radiators of this type are particularly suitable when the mechanical conveying element guides the food substantially flatly through the cavity system.
  • the long-field radiators are preferably arranged at a certain distance, for example from a few to 10 or more centimeters, parallel to the flat mechanical conveying element. The greater the distance from the long-range radiator, the more evenly the microwave field is distributed in the good area.
  • the microwaves are allowed to enter the cavity system directly from the waveguide.
  • the microwave waveguide can protrude a little into the cavity space and preferably have one or more passage openings in its side walls.
  • the mechanical conveyor device is realized by one or more air and microwave permeable material conveyor belts, preferably endless conveyor belts.
  • the tapes are preferably made of sufficiently heat-resistant plastics.
  • the mechanical conveyor can also be designed as a scale belt. Both the belts and the scale belts are suitable for mechanically conveying bulk goods that are particularly sensitive to pressure and breakage, such as short pasta. Depending on the type of food to be treated, the material can be guided through the treatment room as a layer, one or more centimeters thick, evenly distributed over the width.
  • each drying can be done either by increasing the drying temperature of the surrounding air, by increasing the difference between the water content of the product and that of the surrounding air and / or by increasing it the inherent temperature of the good particles to be treated are accelerated.
  • a decisive parameter for the economic operation of an entire pasta line is the conditioned air.
  • the first phase of each drying process can be carried out in a relatively short time.
  • air has recently been used which is heated to a higher temperature.
  • an acceleration of the thermal treatment of pasta can now be achieved in that both the temperature of the product and that of the climate can be controlled independently of one another, with an additional independence for the climate control the climate factors of temperature and humidity are given - of course, only if the limits for the water saturation of air are observed.
  • the climate factors of temperature and humidity are given - of course, only if the limits for the water saturation of air are observed.
  • the material is preferably heated directly to the desired temperature by the microwaves between a large climatic jump, regardless of the climate.
  • the treatment room or the cavity system is connected between the pre-dryer and the main dryer.
  • the bar conveyor with the pasta attached to it is guided through the cavity system in a continuous process.
  • the goods can be guided through a second cavity system with the bar conveyor or any belt. The supply of heat in the final drying process can at the same time prevent incrustation of the edge zone of each individual part of the pasta and thus also lead to a shortening of the thermal treatment time.
  • the mechanical conveyor device is designed as a rotatable drum.
  • the drum is arranged entirely or partially within the treatment room.
  • the microwave energy can penetrate into the interior of the drum, it has microwave-permeable sections, so-called microwave windows.
  • the microwave windows can be openings or holes in the drum wall.
  • the drum itself can have a sieve shape.
  • Rod-shaped or sheet-like planes formed in the drum wall are preferably used as the microwave window.
  • the longitudinal axis of the rods or the longitudinal direction of the planes is preferably parallel to the longitudinal axis of the drum.
  • can microwave windows can also be arranged in the drum end faces.
  • the drum preferably consists entirely of a microwave-permeable material, for example a suitable plastic.
  • the microwaves are coupled into the drum in that a long-field radiator is arranged essentially coaxially with the drum axis and projecting into it.
  • a long-field radiator is arranged essentially coaxially with the drum axis and projecting into it.
  • the arrangement of the long-field radiator along the drum axis ensures a sufficient distance between the long-field radiator and the good particles. In principle, this means that an additional treatment room surrounding the drum can also be dispensed with entirely.
  • the drum can, as already mentioned above, be constructed entirely from a microwave-permeable plastic.
  • a drum with an end product inlet and outlet and an end air inlet and outlet is preferred.
  • With defined distances between the Product feed and product discharge can be controlled very precisely by controlling the drum revolutions per minute, the dwell time of the individual good particles.
  • Conveying and lifting elements are preferably used in the interior of the drum, such that a vertical movement upwards and downwards is superimposed on the material in addition to the longitudinal movement through the drum.
  • a vertical movement upwards and downwards is superimposed on the material in addition to the longitudinal movement through the drum.
  • the air inlet and outlet or the air duct are arranged transversely to the longitudinal axis of the drum.
  • the cross section of the drum can be round or polygonal, preferably hexagonal.
  • a round drum cross-section allows the goods to be treated much more gently, whereas the polygon increases the movement of the goods.
  • the drum is divided into three sections, the two end sides each forming a cold zone, which are intended for the introduction and export of the material and the conditioned air.
  • a particularly gentle and nevertheless effective treatment can be achieved with an embodiment in which several drums are arranged axially parallel in the treatment program.
  • the distribution of the goods over several drums enables a thin layer to be maintained and thus intensive treatment Microwaves and conditioned air.
  • the arrangement of several drums of small diameter has the advantage over the use of a single drum of larger diameter that the material is not raised as much by the lifting blades and accordingly falls back only over a short distance.
  • the embodiment with several axially parallel drums is therefore particularly suitable for mechanically sensitive products.
  • the goods are fed into the individual drums via a single feed connector, which is alternately connected to the individual drums in the course of the rotation.
  • the device shows a longitudinal section through a device for continuous thermal treatment.
  • the device consists of a metal housing 1, which is provided with thermal insulation 2 on the inside.
  • the heat insulation 2 is limited in relation to the cavity system interior with a microwave-reflecting material, referred to in the following reflector material 3, in such a way that a treatment space 4 which is completely closed to the outside is formed.
  • a magnetron space 5 is provided on the side, in which the magnetrons 6 required for microwave generation are installed.
  • the magnetron room is also provided with a microwave-impermeable outer skin.
  • only two magnetrons 6 are schematically provided on the same side. In the case of a larger device, in particular if its length dimensions are enlarged, a larger number of magnetrons would have to be provided.
  • magnetrons including their microwave decoupling devices and adjoining waveguide 7, to the left and right of the treatment room 4 in a corresponding magnetron room 5 '.
  • the microwaves are coupled into the waveguide 7 by the magnetron 6 and are emitted by the latter directly into the treatment room 4 through one or more couplers 8.
  • treatment room 4 can of course - in addition - not shown Liche movable or immovable reflectors are provided. However, as will be shown, in most cases these aid measures, which are known per se, can be dispensed with entirely, or at least largely.
  • a rotatably mounted drum 9 is arranged within the treatment room 4.
  • the drum 9 is supported on its two end sides on a drum bearing 16 and is driven by a drive motor (not shown) via a gear wheel 15.
  • the drum 9 has a circular cylindrical shape, that is to say it has a jacket 9 'which is circular in cross section.
  • a stiffening cross 10 is provided on each end.
  • the stiffening crosses 10 each have a tubular hub 11 guided in the drum bearings 16.
  • the drum 9 is closed by a microwave-permeable plate 12, a so-called microwave window.
  • an air supply 13 is of tubular design and is guided through the hub 11 into the interior of the drum 9. It is also equipped with a microwave lock 13 '.
  • an air discharge 14 in the exemplary embodiment shown in the form of a tube arranged coaxially with the air supply 13.
  • the air outlet 14 is also equipped with a microwave lock 14 '.
  • the tubular air supply 13 serves at the same time as an element of a screw conveyor device 17. For this purpose, several screw turns 17 ′ are routed around the outside of the air supply 13.
  • the open outer end of the screw conveyor 17 is designed as an open hopper 24.
  • the drum jacket 9 ' has a larger number of holes 21 in the region of the air discharge end of the drum 9. These holes serve to discharge the product from the drum 9.
  • the collecting funnel 20 opens directly into a rotary lock 18 which transfers the product via a connecting piece 25 downstream - not shown - away means of transport.
  • a plurality of longitudinal rods 26 are formed from a microwave-permeable material in the drum casing 9 '(these longitudinal rods 26 are shown in FIG. 1 as dashed lines parallel to the drum axis).
  • the longitudinal bars 26 can also perform a further function, namely to overturn the product in the direction of rotation, as is known per se from other drum applications. Due to the friction behavior between the product on the one hand and the longitudinal bars 26 and the inner wall of the drum 9, on the other hand, the product in the drum 9 is kidney-shaped. This movement is indicated in FIG. 2 by the dash-dotted line 27.
  • the inside of the drum 9 is equipped with spiral conveyor strips 28.
  • lifting blades 29 are arranged in this area.
  • the necessary air is preferably passed through the inside of the drum in such a way that a slight negative pressure is created inside the drum.
  • the product is fed into the drum interior via the feed hopper 24 and the screw conveyor 17.
  • the product is continued by the screw turns 17 from the hopper 24 and conveyed into the drum interior by their rotary movement.
  • the length of the hub 11 and that of the screw turns 17 ' is dimensioned such that the microwaves radiated into the interior of the drum cannot exit through the screw conveyor 17.
  • a corresponding dimensioning of the distances and lengths to fulfill the aforementioned purpose is known per se from practice, which is why there is no need to go into this in detail.
  • the air supply 13 and the screw conveyor 17 together with the hub 11 thus form a combined lock, through which product and climate-conditioned air are introduced on the one hand, and the escape of microwaves and climate-conditioned air on the other hand is prevented.
  • the product and air discharge can be constructed in accordance with the product and air introduction.
  • the waveguide 7 open into the treatment room 4.
  • the microwaves emerging from them are reflected by the microwave-reflecting wall 3 until they through one of the microwave window, ie through the plates 12 or Longitudinal rods 26 get inside the drum.
  • the entry of the micro is here waves in the drum regardless of whether the drum is rotating or whether it is stationary.
  • the rotation of the drum is essentially used to ensure a movement of the good particles inside the drum and thus to prevent the burning of good particles which are stationary on the microwave windows.
  • the microwaves radiated into the treatment room 4 can no longer leave it. All parts of it reflect back and forth until they finally enter the inside of the drum through the micro-trowel windows. Possibly. Microwaves emerging from the inside of the drum are subject to the same fate. Since, as is known, every change in an electromagnetic field, in particular also in a microwave field, propagates at the speed of light, any necessary changes or interventions in the microwave field are passed on to the product particles to be treated with virtually no delay.
  • the drum 9 is preferably given a rotational speed of only a few revolutions per minute.
  • the knowledge gained so far indicates that the speed can be varied as required in the range required for the industrial purpose - this with regard to the required protection of the product to be treated.
  • the speed can be varied from 1 to 10 revolutions per minute. These revolutions are particularly suitable, for example, for the thermal treatment of particularly delicate pasta parts, for example fine muesli, etc. To a particular degree this applies at the beginning of the drying phase, if necessary after a short drying of the pasta in a pre-dryer.
  • Other products can be thermally treated according to the invention at 10 to 100 drum rotations per minute. This includes most foods, such as rice, barley, wheat, corn, soybeans, hazelnuts, coffee, bean flour, tobacco, etc.
  • a kidney-shaped movement path is forced on the product after it exits the screw conveyor 17 (cf. the dash-dotted line 27 in FIG. 2).
  • This movement has a component pointing in the axial direction, which is determined by the degree of filling of the drum 9, the angular position of the conveyor strips 28 and in particular by the speed of the drum 9.
  • the second movement component of the good particles runs almost vertically upwards and downwards, which can also be seen from the dash-dotted line 27. If one now assumes that the microwaves enter the drum 9 essentially radially through the longitudinal rods 26, the result is that the three directions of microwave entry through the longitudinal rods 26 into the drum 9, the preferred flow of the climate.
  • the microwave rays are reflected multiple times within the drum 9 if the parts of the drum that are not designed as microwave windows, such as the microwave-reflecting wall 3 of the treatment room 4, reflect the microwaves.
  • the residence time of the individual good particles in the drum is namely determined by the aforementioned axial component of the good movement. This in turn can be controlled extremely precisely by the drum speed selected in each case.
  • the invention has made it possible for the first time to control all the essential parameters for the thermal treatment of bulk goods, in particular foodstuffs and luxury foods, independently of one another.
  • very high temperatures for example 200 to 400 ° C
  • the temperature of the climate-conditioned air on the other hand, can be set to only 100 ° C and the moisture content of the climate for the treatment required, for example from the point of view of the absorption of the water released can also be optimized.
  • Such a setting of the above three parameters is suitable, for example, for roasting coffee or hazelnuts.
  • FIGS. 3 and 4 A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 3 and 4, the same reference numerals being chosen for matching elements in all the figures, as usual.
  • the mechanical transport means for the transport of the food through the treatment room 4 is a drum conveyor 30.
  • the drum 30 has a hexagonal shape.
  • the product feed is located on the right (based on FIG. 3) end side of the drum 30.
  • a funnel 31, a rotary lock 32 and a microwave-impermeable channel 33 are provided.
  • the channel 33 is aligned with holes 34 in the drum shell.
  • the bores are designed so that they allow the good particles to be introduced into the interior of the drum.
  • a baffle plate 35 which tapers in the shape of a truncated cone to the center of the drum is arranged.
  • the guide plate 35 serves to deflect the product particles entering the drum interior from the holes 34 in the direction of the drum center. The purpose of the guide plate is therefore to direct the material into the interior of the drum 30 without any back pressure or "dead corners".
  • the central drum section has a hexagonal cross section.
  • the drum is composed of six flat or slightly curved plates 36 in its central section.
  • longitudinal profiles 37 are arranged in the corners of the hexagon.
  • the plates 36 and / or the longitudinal profiles 37 can be designed as microwave windows, ie they can be microwave-permeable.
  • the longitudinal bars 26 and / or plates 12 previously explained with reference to FIGS. 1 and 2 can also be used as microwave windows.
  • a construction has proven to be a very expedient solution in which the plates 36 are designed as microwave windows and the rest of the drum is essentially made of steel. With this solution, almost the entire drum circumference can be used to feed microwaves from the treatment room 4 into the drum interior.
  • the end faces can also be provided with microwave-permeable inserts 38.
  • the drum 30 is divided into three treatment zones by corresponding reflector elements 39 and 40, namely a hot zone in the middle of the drum and a cold zone adjoining it to the outside, i.e. a cold zone in the area the product infeed and the product unloading.
  • conveyor pallets 41 can be fastened to ensure an exact dwell time of the individual good particles.
  • the conveyor pallets 41 are preferably formed from microwave-permeable material, so that no microwave reflections occur at these points.
  • the solution concept according to FIGS. 3 and 4 has the particular advantage that the two end regions of the drum 30, that is to say the cold zones, can be designed for the specific type of product. This applies auth to the in Product flow direction upstream or downstream product locks.
  • the input lock 32 and the output lock 42 each primarily have a climate lock function. At the same time, they serve as a safety gate for a microwave outlet.
  • the microwave barriers 13 'and 14' are also provided in the air supply and air discharge.
  • an air-permeable fine fabric or grid made of electrically conductive material, preferably metal, is suitable as a climate barrier.
  • thermal treatment can be carried out in a device known per se, namely a mechanically moving drum.
  • the rotary movement of the drum 9 or 30 forces the movement and mixing of the individual product particles necessary for the uniform thermal treatment and, in particular, also allows the individual product particles to be flushed intensively with the climate-conditioned air.
  • the arrangement of the drum in a closed microwave-reflecting treatment room results in a particularly favorable field distribution of the microwaves, which penetrate radially into the interior of the drum through numerous moving microwave windows.
  • the formation of standing waves and the associated spatial field strength differences are avoided.
  • the desired energy distribution in the treatment room 4 can be ensured in various ways.
  • two options for energy supply and a combination of these two options have proven to be very advantageous.
  • the microwave energy is coupled out directly from the waveguide into the treatment room, that is to say without any special coupling devices being interposed.
  • FIGS. 5 and 6 represent a further embodiment of the invention, an entire food production line being shown in FIG. 5.
  • it is about the production of pasta, in particular so-called long goods.
  • Raw material, semolina, water and any ingredients are fed into a mixer 50.
  • the doughy mass emerging from the mixer 50 is brought into the desired shape of the pasta, in this case long goods, in a press 51 by means of suitable pressing tools 52.
  • the long goods must be hung from the freshly pressed state until they dry out on rods 57 still shown. This takes place in a hanger 53.
  • the hanger 53 conveys the rods 57 with the long goods attached to them in and through an dryer 54.
  • a targeted stabilization of the air is aimed at stabilizing the shape of the pasta. At the same time, part of the water will be out the pasta.
  • the actual pre-drying takes place in a pre-dryer 55, the major part of the water being able to be removed from the food in the pre-dryer.
  • the temperature in the pre-dryer 55 is set according to the new solution in a range of about 80 to 100 ° C. Accordingly, relatively harsh climatic conditions, i.e. There are large differences between the absolute moisture in the pasta and the relative humidity of the air between the pre-drying and the pre-drying, for example a temperature jump of around 30 to 40 ° C and more. The core problem for overcoming such a large jump in temperature lies less in the heating of the goods themselves, but rather in the interplay between the water content of the pasta and the humidity of the surrounding climate.
  • the temperature of the air conditioned and surrounding the pasta can be kept low also prevents the equally disadvantageous sweating in the area of the entire installation of the treatment room. Because the temperatures of the climate-conditioned air can be set to about 60 to 80 ° C, so that at the usual temperatures of 20 to 30 ° C of the outside air surrounding the treatment room, the condensation problems between the installation parts and the room air can be easily solved in a manner known per se can.
  • the aforementioned solution is diametrically opposed to the current trend in climate control when drying food, particularly pasta.
  • the current trend is towards so-called over-hot or super-hot air drying - in each case without the use of microwaves.
  • the formation of condensation on the installation parts in the treatment room causes the dreaded sticking of the pasta, in particular the long goods, to one another and to the installation parts.
  • the pasta 56 on the bars 57 are continuously transferred from a first conveyor 58 from the dryer 54 to a further endless conveyor 59.
  • the handover is carried out in a manner known per se.
  • the endless conveyor 59 moves in a treatment room 60, in which microwave outcouplings 61, be it in the form of long-field radiators or direct outcouplings, are attached from a waveguide at suitable points.
  • microwave outcouplings 61 be it in the form of long-field radiators or direct outcouplings
  • a vertical product entrance lock shaft 62 is passed through by the pasta.
  • This product entrance lock shaft 62 has a length L such that no microwaves can get from the treatment room 60 into the dryer 54.
  • the inner lock shaft wall 63 is perforated.
  • the outer lock well wall 64 may be made of microwave absorbing or reflecting material. It is essential that the product input.
  • T s-lock shaft 62 only has a width B that is only slightly larger than the corresponding transverse dimension C of the hanging goods, in this case the long goods 56.
  • the endless conveyor 59 travels through the treatment room 60 in several loops, the climate-conditioned air used for the treatment flowing through the treatment room 60 from bottom to top according to arrow 65 in FIG. 6.
  • the air movement is forced by a fan 66, the air movement being circulated from a side blow-in duct 67 (bottom in FIG. 6) through an outflow duct 68 (in FIG. 6 top).
  • the - not shown - necessary elements for climate conditioning such as air heaters, coolers, humidifiers and dryers are arranged - as well as the corresponding connecting channels. The air can be partially removed from the dryer 54 and discharged into the pre-dryer 55.
  • a product exit lock shaft 70 is located at the upper right end of the treatment room 60.
  • the product exit lock shaft 70 has a height L and width B corresponding to the product inlet lock shaft 62; likewise a perforated sheet as the inner shaft wall 71 and a microwave-absorbing or reflecting outer shaft wall 72.
  • the rods 57 hung with the pasta 56 are taken over in the pre-dryer and moved by a further conveyor 73 in the pre-dryer 55 in accordance with the throughput time required there.
  • the entire treatment room 60 has an inner microwave-reflecting wall 74, an outer shell 76 and an insulation layer 75 arranged between the wall 74 and the shell 76. These measures serve to prevent a microwave leak from the treatment room 60.
  • the longitudinal blowing-in ducts 67, 68 are also provided with the microwave-reflecting gratings already described.
  • the two product input / output lock shafts 62, 70 have a triple function at the same time, in particular due to their narrow, vertical design. During operation, these two lock shafts 62, 70 are essentially closed by the pasta. Air conditioned to a special climate cannot therefore exit the treatment room 60 through the two lock shafts 62, 70; Likewise, no (uncontrolled) outside air enters the treatment room 60 through these lock shafts. At the same time, these two lock shafts also serve as a microwave barrier.
  • the vertical entry and exit of the goods via the product entry / exit lock shafts 62, 70 is essential.
  • there is usually a sufficient room height so that the individual elements of the product processing line have or have the appropriate room height, such as this is shown for example in Figure 6.
  • the treatment room 60 essentially has a dominating vertical dimension.
  • the air movement is transverse to the net direction of transport of the pasta, in the illustrated embodiment from left to right. However, if one looks at the individual sections of the pasta on the endless conveyor 59, the pasta 56 travels the longest distance in a direction parallel to the air movement.
  • the thermal treatment of the pasta according to the invention is not only between the arrival and the pre-dryer 55, ie in the treatment room 60, but also between the pre-dryer 55 and an end dryer 80, ie namely a further treatment room 81.
  • the main problem lies in the control of a temperature jump in the pasta or in the conditioned air.
  • the use of the thermal treatment according to the invention has proven to be particularly interesting, since the temperature of the pasta can be brought to the maximum in the vicinity of a little below 100 ° C. almost without delay.
  • the treatment room 81 used in this treatment section corresponds to the treatment room 60 connected between the dryer 54 and the pre-dryer 55.
  • the pasta heating by means of the microwaves here enables the pasta to be heated almost instantaneously to its maximum temperature, which is only slightly below 100 ° C.
  • the conditioning of the air can be optimized essentially solely with regard to the removal of the water.
  • the final drying usually takes up most of the total drying time.
  • the drying time in the final drying can be reduced to a fraction of the previous values. This results in a gentler product treatment since the heat supply to the pasta or the heating of the pasta takes place only for a very short time. After the temperature peak is reached, the heat is used to dry off the expelled water. Investigations by the applicant have shown that the goods treated according to the invention were of a quality which is at least equal to that of the traditionally dried goods.
  • the transport route of the goods through the entire drying system is illustrated in FIG. 5 by the dashed line 82.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are essentially characterized by the advantages of saving time and of mastering the condensation or condensation water problem achieved with them.
  • the problems that often occur when heating or air conditioning air can also be solved in a simple manner according to the invention.
  • FIGS 7 and 8 show a further embodiment of the invention.
  • the thermal treatment of the bulk material is carried out on two endless conveyor belts 100 and 101. These conveyor belts are located in their entirety in a treatment room 102, which (in the direction from the inside to the outside) is delimited from the outside by a microwave-reflecting wall 103, an insulation 104 and an outer shell 105.
  • a product feed 106 is shown on the upper left edge of the figure in FIG. From this product feed, the material is metered directly onto the conveyor belt 100 via a rotary lock 107.
  • the rotary lock 107 prevents both the entry / exit of false air and an undesired microwave exit.
  • the product feed 106 can also be equipped with a microwave-absorbing material 108 over a length designed for this purpose.
  • the two conveyor belts 100 and 101 are driven by motor means (not shown) and their speed can be adjusted to the desired dwell time.
  • the product is transferred from the lower conveyor belt 101 via a discharge lock 109 from the treatment room 102 to a further conveyor belt 110.
  • the direction of movement of the climate-conditioned air is illustrated in FIGS. 7 and 8 by a number of arrows 111 pointing upwards. It is particularly important that the climate-conditioned air is guided evenly through the belts 100 'and 101' made of air-permeable material.
  • the conditioned air is conditioned in an air conditioning system arranged on the side of the treatment room 102.
  • the air flowing out of the treatment room 102 is conducted via a duct 112 to the air conditioning system.
  • the air is passed through a heating element 113, a humidifier / dryer 114 and a cooler 115 and then blown back into the treatment room 102 via a duct 116.
  • a fan 117 is installed in the duct 116, which maintains the pressure for the necessary air circulation.
  • part of the used air is released to the outside via a flap 118.
  • the two flaps 118, 119 are preferably controlled by the actual climate regulation; likewise the heating element 113, the humidifier / dryer 114 and the cooler 115.
  • Particularly suitable for this purpose is an additional air conditioning system, indicated by the dashed line 120, which is arranged on the opposite side of the previously mentioned air conditioning system with respect to the treatment room.
  • a plurality of magnetrons 121 and waveguides 122 are arranged outside the treatment room, more precisely below it and laterally offset from the belts 110 and 101.
  • the microwaves generated in the magnetrons 121 are coupled out in the usual way into the waveguide 122 and via the latter to the loading Action room 102 supplied.
  • the magnetrons are supplied with energy and controlled via corresponding electrical supply means 123.
  • the treatment room occupies approximately the upper half of the picture. This is followed by a second process zone arranged in the lower half of the figure, into which the product coming from the treatment room 102 enters.
  • the product cools and / or stabilizes on the conveyor belt 110 arranged in this process zone.
  • the air conditioning required for the cooling and / or stabilization zone is not shown. If the exemplary embodiment of the invention shown in FIGS. 7 and 8 is used for drying short pasta, it is necessary to stabilize the pasta beforehand in a shaker dryer. Apart from this predrying, in this case the entire drying and stabilization of the pasta is carried out in a single unit.
  • the long-field radiator 125 shown in FIG. 9 has proven to be particularly advantageous for the microwave feed.
  • the long-field radiators 125 have the advantage that the microwave field they set up is relatively uniform in the direction of the wire conductor even after a relatively short distance from the wire conductors - the distance was measured in the radiation direction.
  • a plurality of long-field radiators 125 are guided in parallel over the surface of the strips 100 and 101, the individual long-field radiators 125 being arranged offset from one another (FIG. 7).
  • the treatment room 102 represents a cavity system insofar as a considerable part of the microwaves is reflected one or more times on the microwave-reflecting wall 103. These reflections result in a relatively even distribution of the microwave energy throughout the treatment room.
  • the long-field radiator is designed in the manner of a Lech line system.
  • FIG. 9 shows the decrease in energy from the individual magnetrons 145 via the waveguide 143 and a coupling bar 133 in an elevation.
  • the main advantage of using long-field radiators is that the energy distribution can be adjusted over a relatively large length dimension.
  • the microwave is introduced into the treatment room in a given definable and, if necessary, adaptable direction.
  • the electromagnetic field vibrates according to the frequency of the electromagnetic radiation.
  • This frequency is preferably 2450 MHz or 915 MHz. It can be seen from this that the energy input of the microwaves can take place continuously or intermittently by means of an appropriate electronic circuit. In the case of intermittent feeding, any interval game can be selected in order to control the short or medium-term energy output to the product in this way.
  • the magnetron's energy output can be regulated by regulating the current consumption.
  • FIGS. 10 to 12 A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 10 to 12.
  • This embodiment also has a treatment room 4, which consists of a metal housing 1, thermal insulation 2 and a microwave-reflecting layer 3.
  • the microwaves are introduced into the treatment room 4 via waveguide couplings 8.
  • an inlet funnel 31, a rotary lock 32, a channel 33 or a collecting funnel 20, a further rotary lock 18 and an outlet connection 25 serve to feed and feed the goods the magnetron-containing space 5 is only indicated in a highly simplified manner in FIG. 12.
  • a connecting piece 13 which is sealed against the escape of microwaves with the aid of a grating 13 ', is used to supply climate-conditioned air.
  • a nozzle 14 serves to discharge the air.
  • the nozzles 13 and 14 are rotatably supported by means of bearings 16 in opposite walls of the treatment room 4 and carry the transport device.
  • the exemplary embodiment in FIG. 10 corresponds to the exemplary embodiment in FIG. 3, so that reference is made to the exemplary embodiment in FIG. 3 for further details of the components mentioned.
  • the transport device in the exemplary embodiment in FIG. 10 consists of four drums 9 arranged axially parallel.
  • the drums 9 are each rigidly connected to one another at their front ends by a cover-shaped closure 43, 44.
  • the four individual drums 9 are similar to the drum in their interior constructed 9 of the embodiment of Figure 1, ie they contain conveyor slats 28 and ikrowellenten as M-acting longitudinal rods 26th
  • the two lid-shaped cylindrical ends 43 and 44 are each connected in the center to the rotatably mounted connecting pieces 13 and 14, so that the conveying device can be rotated about its central longitudinal axis.
  • Baffles 35 which are star-shaped in cross section, as can be seen in FIG. 12, ensure the uniform distribution of the climate-conditioned air entering via the connection 13 and the uniform distribution of the product entering via the duct 33 to the individual drums 9.
  • the one closest to the feed point cover-shaped closure 43 has a plurality of radial bores 34, through which the feed channel 33 is alternately connected to the individual drums 9 in the course of the rotation of the conveying device and the goods are alternately introduced into these drums.
  • the material By rotating the conveying device about its central longitudinal axis, the material is conveyed by the action of the conveying strips 28 in the longitudinal direction (in relation to FIG. 10 from right to left). Thereafter, the four streams of material from the drum 9 combine in the outlet-side cover 44.
  • the feed of the material through holes 21 of the cover 44 and the collecting funnel 20 takes place in the same way as in the exemplary embodiment in FIG. 3, so that a new description is dispensed with can.
  • zones of different temperatures can be provided in the device according to FIG. 10.

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Abstract

Bei der Vorrichtung, dem Verfahren und der Anwendung desselben zur industriellen Mikrowellenbehandlung von schüttfähigen Nahrungsmitteln (56) wird das Nahrungsmittel (56) auf einer mechanischen Transporteinrichtung (9; 30; 59; 100; 101) Durchlauftrommel (9; 30) gesteuert durch einen Behandlungsraum (4; 60; 80: 102) transportiert. Wesentlich ist dabei, daß jedes Schüttgutteil (56) konditionierter Luft ausgesetzt, und daß eine Relativbewegung zwischen der konditionierten Luft und den einzelnen Schuttgutteilen (56) erzeugt wird. Der Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) kann durch sogenannte Langfeldstrahler (125) oder durch Direktauskopplung (8) aus einem Hohlleiter (7; 122; 123; 145) mit Mikrowellenenergie gespiesen werden. Dadurch entsteht eine sehr gute etliche und räumliche Verteilung der Mikrowellenenergie. Es können z.B. erfolgreich Teigwaren (56) und andere Nahrungsmittel erhitzt und/oder getrocknet. Sojabohnen entbittert und andere Bohnen im kontinuierlichen Durchlaufsystem geröstet werden. Im weiteren können Snacks, Tabakrippen etc. gepufft werden.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen, thermischen Behandlung von Nahrungsmitteln, nämlich Teigwaren und teigwarenähnlichen Produkten, mit Mikrowellen in einem Behandlungsraum, wobei die Mikrowellen über einen Hohlleiter in einen als Cavity-System ausgebildeten Behandlungsraum eingespeist werden.
    • Zugrundeliegender Stand der Technik
  • Eine derartige Einrichtung sowie ein derartiges Verfahren sind aus der Verwendung sogenannter Mikrowellen-Tunnelöfen für die thermische Behandlung von Nahrungsmitteln bekannt. Bei einem derartigen Mikrowellen-Tunnelofen wird das schüttfähige Nahrungsmittel auf einem Endlos-Förderband durch den Tunnelofen geführt. Derartige Tunnelöfen dienen jedoch in der Regel zum Erwärmen von portionierten Fertiggerichten auf Tellern. Hierbei sind sowohl das Förderband wie auch die Teller aus Materialien gefertigt, die keine Mikrowellenenergie absorbieren. Beim Durchlaufen des Gutes durch den Behandlungsraum wird lediglich das Nahrungsmittel über die Mikrowellen aufgeheizt. Die einzelnen Behältnisse (Teller) können zuvor auf die gewünschte Endtemperatur aufgewärmt werden.
  • Für die industrielle Fertigung würde sich dieses System für viele Produkte nicht eignen. Die Behandlung von Cerealien und anderen schüttfähigen Nahrungskomponenten wird üblicher Weise im vollständig kontinuierlichen Prozeß durchgeführt. Die Behandlung eines derartigen Gutes in einem Batchsystem, auch nur abschnittweise, wäre im Hinblick auf den heutigen Stand der Technik ein Rückschritt.
  • Eines der wohl am schwierigsten zu handhabenden Güter stellen die Teigwaren dar. Die Teigwaren werden aus einer teigigen Masse mittels spezieller Preßformen und Schneidwerkzeuge gefertigt. In einer ersten Stufe wird die Form der gepreßten Teigwaren durch Zuführen von Luft und Wärme verfestigt. Anschließend beginnt ein bis heute noch nicht ganz überschauter sehr komplexer physikalischer und biochemischer Prozeß der vollständigen Verfestigung und Trocknung der Teigwaren.
  • Mit der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung ist eine thermische Weiterbehandlung von vorverfestigten Teigwaren zu verkauffähigen Endprodukten nicht möglich, insbesondere deswegen, weil das zuvor beschriebene thermische Behandlungsverfahren nicht so-steuerbar ist, daß es den speziellen Erfordernissen der Behandlung von Teigwaren - aber auch anderer Nahrungsmittel - voll gerecht wird.
  • Gegenüber den traditionellen thermischen Behandlungsverfahren, bei welchen die Wärme von außen über die Oberfläche der Gutteilchen oder ganzer Gutteilchenklumpen in dessen Inneres gebracht wird, bringen Mikrowellen die Wärmeenergie im wesentlichen gleichmäßig in den gesamten Produktquerschnitt hinein. Bislang ist es zumindest für Nahrungsmittel noch unerforscht, in welchem Umfang und in welchen Verhältnissen die Mikrowellen auf die einzelnen Bestandteile wie Eiweiß, Stärke und Fette wirken. Nach der weit verbreiteten, aber sehr vereinfachten Vorstellung werden durch die Mikrowellenstrahlung lediglich die Wasseranteile beeinflußt, die ihrerseits dann die Wärme an die restlichen Gutbestandteile übertragen. Es ist auch nicht geklärt, in welchem Umfang beispielsweise das Wasser in die Dampfform gebracht wird und ob ein Teil der Wasserwanderung im Falle der Trocknung in Form von Wasserdampf oder Wasser vorsichgeht.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem technischen Hintergrund befaßt sich die erfindungsgemäße Lehre mit der Aufgabe, die gattungsgemäße Einrichtung sowie das gattungsgemäße Verfahren hinsichtlich seiner gezielten Anpaßbarkeit an unterschiedliche Ausgangsprodukte sowie daraus herzustellender Endprodukte zu verbessern.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die erfindungsgemäße Lehre vor, daß eine Relativbewegung zwischen den einzelnen Nahrungsmittel-Teilchen und klimakonditionierter Luft erzwungen wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine für den Durchtransport der Nahrungsmittel durch den Behandlungsraum ausgelegte mechanische Transportvorrichtung, eine zur Klimakonditionierung von Luft ausgelegte Klimaanlage und durch Zwangsmittel zur Erzwingung einer Relativbewegung zwischen der konditionierten Luft und den einzelnen Nahrungsmittel-Teilchen .
  • Zwar ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-26 34 267 bereits bekannt, bei der thermischen Behandlung von schüttfähigen Teigwaren dafür zu sorgen, daß die einzelnen Gutteile während des Durchlaufes durch die Behandlungszone mit Mikrowellen dauernd relativ zueinander verschoben und gegenüber der Durchlaufrichtung gedreht werden. Zu diesem Zwecke wird das Gut mittels eines pulsierenden Durchlaufwirbelbettes - nicht aber mittels einer mechanischen Transporteinrichtung - durch den Behandlungsraum geführt. Der Behandlungsraum ist hierbei selbst als Mikrowellenhohlleiter ausgestaltet. Die Ausgestaltung des Behandlungsraumes als Mikrowellenhohlleiter hat zur Folge, daß die Energiedichte-Schwankungen je nach Betriebsmode des Hohlleiters ein ganzzahliges Vielfaches oder ein Bruchteil der Grund-Mikrowellenlänge ist. Wegen der ständigen Bewegung der einzelnen Gutteilchen innerhalb des nach einem vorgegebenen Raummuster stark schwankenden Mikrowellenfeldes konnten jedoch auch mit der Vorrichtung gemäß der vorgenannten DE-A-26 34 267 qualitativ ausgezeichnete Endprodukte hergestellt werden, zumindest für einen Großteil von schüttfähigen Nahrungsmitteln.
  • Die aus der DE-A-26 34 267 vorbekannte Vorrichtung hat den Vorteil einer besonders einfachen Lösung zweier Probleme, nämlich des Problemes der Förderung und der Luftumspülung der einzelnen Gutteilchen. Denn hierzu wird ein einziges Mittel eingesetzt, nämlich ein pulsierendes Durchlaufwirbelbett. Zwischenzeitlich hat sich aber gezeigt, daß Gutteilchen, die sich voneinander hinsichtlich ihrer für deren Förderung im Durchlaufwirbelbett entscheidenden Parameter deutlich unterscheiden, unterschiedlich lange im Durchlaufwirbelbett und damit im Hohlleiter verweilen. Auch konnte bei der bekannten Vorrichtung nicht immer verhindert werden, daß anstelle des einzelnen Gutteilchens lediglich eine im Durchlaufwirbelbett schwebende "Gutteilchenwolke"- als Ganzes, nicht aber deren einzelne Teilchen, individuell von Luft umspült wird bzw. werden. Gleichwohl muß festgestellt werden, daß mit dem zuvor beschriebenen Verfahren in nahezu allen Fällen qualitativ ausgezeichnete Endprodukte erhalten wurden.
  • Für die industrielle Anwendung des aus der DE-A-26 34 267 bekannten Verfahrens sind jedoch in einzelnen Ländern gravierende Schwierigkeiten aufgetreten. Der Grund hierfür liegt darin, daß die industrielle Anwendung von Mikrowellenenergie wegen der Störmöglichkeit der Mikrowellen bei der drahtlosen Übertragung bewilligungspflichtig ist. Bewilligt wird grundsätzlich nur ein enger vorgegebener Frequenzbereich. Eine optimale Hohlleiterauslegung für den im europäischen Raume bewilligten Mikrowellen-Frequenzbereich führt zu unverhältnismäßig kleinen Hohlleiterquerschnitten, mit der Folge, einer erheblichen Beschränkung der Produktrate durch den Hohlleiter.
  • Die jüngere Praxis hat nun gezeigt, daß die beiden vorstehend beschriebenen vorbekannten Lösungswege zur kontinuierlichen, thermischen Behandlung von schüttfähigen Nahrungsmitteln, wie Teigwaren oder anderen Genußmitteln, nicht in größerem Umfange angewendet werden können. Außer in Sonderfällen, in denen das Schüttgut ähnlich einer Flüssigkeit transportiert werden kann oder bei Nahrungsmitteln, bei welchen nur oberflächlich störende Bakterien abgetötet werden müssen, ist zumindest im europäischen Raume die Anwendung von Mikrowellen zur kontinuierlichen, thermischen industriellen Behandlung nahezu ungenügend. In weiten Bereichen ist vielmehr sogar eine ablehnende Haltung für den Einsatz von Mikrowellen feststellbar. Dies trotz der Tatsache, daß entsprechende MikrowelHenaggregate in Haushalt und Großküchen schon weit verbreitet sind. In diesem Zusammenhang sei auch zu erwähnen, daß industrielle Versuche der Anmelderin immer wieder frühere Erfahrungen bestätigt haben, daß Produkte über gewisse Zeiträume optimal thermisch behandelt werden konnten, danach aber plötzlich ohne sichtbare Erklärungen abweichende Resultate auftraten.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. beim erfindungsgemäßen Verfahren traten bislang diese Überraschungen nicht auf, d. h. es wurden Endprodukte von stets gleichbleibender Qualität hergestellt. Möglicherweise ist dies unter anderem darauf zurückzuführen, daß die Erfindung eine voneinander unabhängige Steuerung der den einzelnen Gutteilchen zugeführten Mikrowellenenergie und damit der individuellen Guttemperatur, des Klimas der das Gut umgebenden Luft und der Verweilzeit der Gutteilchen in der Behandlungszone erlaubt, wobei allen einzelnen Gutteilchen dieselbe mittlere Verweilzeit vorgegeben und die Umspülung der einzelnen Gutteilchen mit Luft grundsätzlich unabhängig von deren mechanischer Förderung ist. Auch ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keinerlei Beschränkungen für die Querschnitte des Behandlungsraumes, so daß auch dieser hinsichtlich seiner Reflexions- und Feldverteilungs- sowie seiner Belüftungs- und Produktförder-Eigenschaften optimal ausgelegt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Transportvorrichtung, die Klimaanlage und/oder die Zwangsmittel steuerbar ausgelegt, so daß hierdurch mit einer einzigen Anlage beliebige Behandlungsparameter eingestellt werden können.
  • Eine besonders vorteilhafte thermische Behandlung des Gutes erreicht man, wenn die Mikrowellen in den Behandlungsraum bzw. den unmittelbaren Gut-Förderbereich quer zur Bewegungsrichtung des Gutes eingespeist werden. Werden mehrere Einspeisestellen vorgesehen, ergibt sich an diesen Stellen zunächst eine Energiekonzentration. Beim Querdurchfahren durch diese Konzentrationsstellen sind die einzelnen Gutteilchen nur eine vergleichsweise kurze, durch die Fördergeschwindigkeit vorgebbare Zeit einer vergleichsweise intensiven thermischen Behandlung ausgesetzt. Mittels einer wechselseitigen Anpassung der eingestrahlten Energie und der Fördergeschwindigkeit können Überhitzungen und Hitzeschäden an den Gutteilchen vermieden werden. Beim Einspeisen von Mikrowellen an mehreren Stellen in den Behandlungsraum erfolgt die Mikrowelleneinkopplung vorzugsweise alternierend von links und von rechts. Die Mikrowelleneinspeisestellen bzw. die Hohlleiterauskoppel-Stellen sind hierbei im Behandlungsraum vorzugsweise in mehreren Ebenen vorgesehen, wobei die Anordnung der Ebenen beispielsweise von der jeweils verwendeten Art der mechanischen Transporteinrichtung abhängen kann.
  • Die Mikrowellenabstrahlung in den Behandlungsraum wird bevorzugt nach zwei Prinzipien oder einer Kombination derselben durchgeführt. Nach einer ersten Variante wird die Auskopplung der Mikrowellen aus dem Hohlleiter bzw. die Mikrowelleneinstrahlung in den Behandlungsraum, im folgenden auch Cavity-System genannt, über Gegentaktelektroden bewirkt, die in den Behandlungsraum ragen. Bevorzugt sind hierbei die Gegentaktelektroden als Ein- oder Mehrdraht-Langfeldstrahler (Lecher-Leitung) ausgebildet. Derartige Gegentaktelektroden sind beispielsweise aus der schweizer Patentschrift CH-A-404 827 (P. Müller) bekannt. Durch diese Bezugnahme wird der Inhalt der vorgenannten schweizer Patentschrift voll in die vorliegende Beschreibung mit einbezogen.
  • Derartige Langfeldstrahler haben den Vorteil, daß sie innerhalb eines definierten Raumes den Aufbaueiner vorgegebenen Feldverteilung ermöglichen. Bei Verwendung mehrerer Langfeldstrahler kann selbst in einem Raum beachtlicher Dimension ein gewünschter Feldaufbau - zumindest im Nahbereich der Langfeldstrahler - erzeugt werden.
  • Bevorzugt sind die Langfeldstrahler an ihrem ihrer Mikrowellen-Einkopplung gegenüberliegenden Seite mittels eines elektrisch-leitenden Abstimmschiebers überbrückt. Mit Hilfe dieses Abstimmschiebers kann der Ort der zur Ausbildung der stehenden Wellen auf der Lecher-Leitung erforderlichen Reflexionsebene beliebig variiert werden.
  • Derartige Langfeldstrahler eignen sich besonders dann, wenn das mechanische Förderelement das Nahrungsmittel im wesentlichen flächig durch das Cavity-System führt. Bevorzugt werden hierbei die Langfeldstrahler in einem gewissen Abstand, beispielsweise von einigen bis zu 10 und mehr Zentimetern parallel zum flächigen mechanischen Förderelement angeordnet. Je größer der Abstand vom Langfeldstrahler ist, umso gleichmäßiger verteilt sich das Mikrowellenfeld im Gutbereich.
  • Nach der zweiten Variante läßt man die Mikrowellen direkt aus dem Hohlleiter in das Cavity-System eintreten. Gemäß einer Modifizierung dieser Variante kann der Mikrowellenhohlleiter ein Stück weit in den Cavityraum hineinragen und vorzugsweise eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen in seinen Seitenwandungen aufweisen.
  • Der Vorteil dieser direkten Einkopplung der Mikrowellen in den Behandlungsraum - also ohne Einsatz von Langfeldstrahlern - liegt darin, daß neben den zur unmittelbaren Produktförderung benötigten Elementen keine zusätzlichen Elemente im Behandlungsraum vorhanden sind. Die möglichen Ansatzflächen für Staub und andere unerwünschte Ablagerungen, einschließlich unerwünschter Produktablagerungen werden hierdurch minimiert - insbesondere unerwünschte Produktablagerungen würden nach kurzer Zeit verkohlen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mechanische Fördereinrichtung durch ein oder mehrere luft-und mikrowellendurchlässige Gutförderbänder, bevorzugt Endlos-Förderbänder realisiert. Bevorzugt bestehen hierbei die Bänder aus ausreichend wärmebeständigen Kunststoffen.
  • Anstelle der Bänder kann die mechanische Fördereinrichtung auch als Schuppenband ausgebildet sein. Sowohl die Bänder wie auch die Schuppenbänder eignen sich für die mechanische Förderung von besonders druck- und bruchempfindlichen Schüttgütern, beispielsweise kurze Teigwaren. Je nach Art des zu behandelnden Nahrungsmittels kann das Gut als ein oder mehrere Zentimeter dicke, gleichmäßige auf der Bandbreite verteilte Schicht durch den Behandlungsraum geführt werden.
  • Ein vorteilhafter, weiterer Ausbildungsgedanke liegt in der Verwendung eines Stabförderers als mechanisches Förderelement. Lange Teigwaren, beispielsweise Spaghetti, Nudeln, Lasagne können mittels des ansich bekannten Stabförder-Systems durch den Behandlungsraum geführt werden.
  • Insbesondere hierbei - aber auch bei anderen Nahrungsmitteln, insbesondere Teigwaren - können die Vorteile der Erfindung, nämlich die Steuerbarkeit der einzelnen für die Trocknung wesentlichen Parameter genutzt werden. Dies gilt in besonderem Maße im Hinblick auf die Markttendenz, die gesamte Teigwarenherstellung innerhalb eines wesentlich kürzeren Zeitraumes durchführen zu können.
  • Grundsätzlich kann jede Trocknung entweder durch Erhöhung der Trocknungstemperatur der umgebenden Luft, durch Vergrößerung der Differenz zwischen dem Wassergehalt des Produktes und dem der umgebenden Luft und/oder durch Erhöhung der Eigentemperatur der zu behandelnden Gutteilchen beschleunigt werden.
  • Bei Nahrungsmitteln sind nun aber verhältnismäßig enge Grenzen sowohl für die Feuchtigkeit als auch für die Temperatur gegeben. Der Übergang von der flüssigen Phase in die Dampfform bedingt eine entsprechende Volumenvergrößerung.
  • Für den ökonomischen Betrieb einer ganzen Teigwarenlinie liegt ein entscheidender Parameter in der klimatisierten Luft. Bekanntlich kann die erste Phase eines jeden Trocknungsvorganges in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden. Um in der zweiten Phase die Trocknung beschleunigt durchführen zu können, wird in jüngerer Zeit Luft verwendet, die auf höhere Temperatur aufgeheizt ist.
  • Obwohl die Verkurzung der Trocknung von Teigwaren schon sehr lange angestrebt wird, konnten nur beschränkte echte Erfolge erzielt werden.
  • Einer Beschleunigung der thermischen Behandlung steht eine qualitative Beeinflußung der Eigenschaften des behandelten Gutes, beispielsweise der Kocheigenschaft entgegen. Es konnte bis heute keine okonomische befriedigende Lösung für die Klimaführung von der Vortrocknung in die Haupttrocknung der Teigwaren gefunden werden.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nun eine Beschleunigung der thermischen Behandlung von Teigwaren dadurch erreicht werden, daß sowohl die Temperatur des Produktes wie auch die des Klimas unabhängig voneinander gesteuert werden können, wobei für die Klimasteuerung zusätzlich noch eine Unabhängigkeit hinsichl ich der Klimafaktoren Temperatur und Feuchtigkeit gegeben ist - selbstverständlich nur unter Beachtung der Grenzen für die Wassersättigung von Luft. Beispielsweise haben sich bei der Behandlung von Hörn- chen und Spiralen unter den nachfolgend wiedergegebenen Bedingungen vorzügliche Ergebnisse eingestellt:
    Figure imgb0001
  • Es hat sich gezeigt, daß die Ergebnisse bie allen Teigwaren besonders kritisch von der Einhaltung der Klimabedingungen im Behandlungsraum abhängig waren.
  • Nach der Erfindung wird das Gut bevorzugt zwischen einem großen Klimasprung unabhängig von dem Klima, direkt durch die Mikrowellen auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Zu diesem Zweck wird der Behandlungsraum bzw. das Cavity-System zwischen den Vortrockner und den Haupttrockner geschaltet. Im Falle von Langwaren wird der Stabförderer mit den daran hängenden Teigwaren im kontinuierlichen Verfahren durch das Cavity-System geführt. In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, bei der Endtrocknung die Teigwaren nochmals aufzuheizen. Dabei kann die Ware wie beim ersten Klimasprung mit dem Stabförderer oder einem allfälligen Band durch ein zweites Cavity-System geführt werden. Die Wärmezufuhr in der Endtrocknung kann gleichzeitig eine Verkrustung der Randzone jedes einzelnen Teigwarenteils verhindern und so auch hier zu einer Verkürzung der thermischen Behandlungsdauer führen.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die mechanische Fördereinrichtung als drehbare Trommel ausgebildet. Dabei ist die Trommel ganz oder teilweise innerhalb des Behandlungsraumes angeorndet.
  • Damit die Mikrowellenenergie in das Innere der Trommel eindringen kann, weist diese mikrowellendurchlässige Abschnitte, sogenannte Mikrowellenfenster auf. Die Mikrowellenfenster können Durchbrechungen bzw. Löcher in der Trommelwandung sein. Beispielsweise kann die Trommel selbst siebartig ausgebildet sein. Bei feinpulvrigen oder staubigen Gütern empfiehlt es sich jedoch, die Mikrowellenfenster staubdicht zu machen, beispielsweise dadurch, daß sie aus Kunststoff bestehen. Vorzugsweise werden als Mikrowellenfenster stab- oder flächenförmige in der Trommelwandung ausgebildete Ebenen verwendet. Die Längsachse der Stäbe bzw. die Längsrichtung der Ebenen liegt hierbei vorzugsweise parallel zur Trommellängsachse. Zusätzlich, insbesondere bei vergleichsweise kurzen Trommeln, können auch in den Trommelstirnseiten Mikrowellenfenster angeordnet sein. Ein besonders intensiver, allseitiger Mikrowelleneintritt in die Trommel wird dadurch ermöglicht, daß die Trommel vorzugsweise insgesamt aus einem Mikrowellen-durchlässigen Material, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff besteht.
  • Die Verwendung nur einzelner Mikrowellen-durchlässiger Fenster in der Trommel ermöglicht jedoch, die übrigen Teile der Trommel aus Stahl oder anderen hochverschleißfesten Materialien herzustellen. Diese Ausführungen sind besonders für die thermische Behandlung in einem höheren Temperaturbereich, beispielsweise von 150 bis 400°C geeignet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Mikrowellen dadurch in die Trommel eingekoppelt, daß ein Langfeldstrahler im wesentlichen koaxial zur Trommelachse und in diese hineinragend angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht mehr erforderlich, Mikrowellen durch den Trommelmantel in das Trommelinnere einstrahlen zu müssen. Gleichzeitig wird durch die Anordnung des Langfeldstrahlers längs der Trommelachse ein ausreichender Abstand zwischen dem Langfeldstrahler und den Gutteilchen gewährleistet. Im Prinzip kann hierdurch auch auf einen die Trommel umgebenden zusätzlichen Behandlungsraum ganz verzichtet werden.
  • Ist eine thermische Behandlung in einem Temperaturbereich von unter 100°C erforderlich, dann kann die Trommel, wie oben bereits gesagt, vollständig aus einem Mikrowellen-durchlässigem Kunststoff aufgebaut sein.
  • Bevorzugt wird eine Trommel mit einer stirnseitigen Produktein- und -ausspeisung sowie einer stirnseitigen Luftzu- und -abfuhr. Bei definierten Abständen zwischen der Produktzu- und der Produktabfuhr kann durch Steuerung der Trommelumdrehungen pro Minute die Verweilzeit der individuellen Gutteilchen sehr genau gesteuert werden.
  • Bevorzugt werden im Trommelinnern Förder- und Überhebeelemente eingesetzt, derart, daß dem Gut neben der Längsbewegung durch die Trommel eine senkrechte Bewegung nach oben und unten überlagert wird. Bei Betonung der senkrechten Bewegungskomponente ist die Voraussetzung für eine intensive Wechselwirkung zwischen dem Gut und der Strömungsrichtung der konditionierten Luft gegeben. Die Luftströmungsrichtung ist nahezu quer zur Bewegungsrichtung des Gutes.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden der Luftein-und -austritt bzw. die Luftführung quer zur Längsachse der Trommel angeordnet. Je nach Art des verwendeten Gutes kann der Querschnitt der Trommel rund oder vieleckig, vorzugsweise 6-eckig sein.
  • Ein runder Trommelquerschnitt gestattet eine wesentlich produktschonendere Behandlung des Gutes, wohingegen das Vieleck die Bewegung des Gutes verstärkt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Trommel in drei Abschnitte eingeteilt, wobei die beiden Endseiten je eine Kaltzone bilden, die für die Ein- und Ausführung des Gutes sowie der konditionierten Luft gedacht sind.
  • Eine besonders produktschonende und gleichwohl effektive Behandlung läßt sich mit einer Ausführungsform erzielen, bei der mehrere Trommeln achsparallel in dem Behandlungsprogramm angeordnet sind. Die Verteilung.des Gutes auf mehrere Trommeln ermöglicht die Einhaltung einer geringen Schichtdicke und damit eine intensive Behandlung durch Mikrowellen und durch die konditionierte Luft. Das Anordnen von mehreren Trommeln von kleinem Durchmesser bringt gegenüber der Verwendung einer einzigen Trommel von größerem Durchmesser den Vorteil, daß das Gut durch die Überhebeschaufeln nicht so stark angehoben wird und dementsprechend auch nur über eine geringere Entfernung zurück nach unten fällt. Die Ausführungsform mit mehreren achsparallelen Trommeln ist daher besonders für mechanisch empfindliche Produkte geeignet.
  • In konstruktiver Hinsicht hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die achsparallelen Trommeln starr miteinander zu verbinden und das so gebildete System um die gemeinsame Achse rotieren zu lassen. Die Zahl der Lager ist damit nicht größer als bei einer Ausführungsform mit einer einzigen großen Trommel.
  • Die Einspeisung des Gutes in die einzelnen Trommeln erfolgt über einen einzigen Einspeisestutzen, der im Laufe der Drehung abwechselnd mit den einzelnen Trommeln verbunden wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Anhand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen noch näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt ein Cavity-System mit mechanisch bewegter Trommel.
    • Figur 2 zeigt einen Schnitt II-II der Figur 1.
    • Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Cavity-Systems mit mechanisch bewegter Trommel.
    • Figur 4 stellt einen Schnitt IV-IV der Figur 3 dar.
    • Figur 5 zeigt die Anwendung der Erfindung bei der Herstellung langer Teigwaren.
    • Figur 6 zeigt in vergrößerten Maßstab den Behandlungsraum entsprechend Figur 5, wobei die Teigwarentransportstäbe an einer endlosen Förderkette angehängt sind.
    • Figur 7 stellt eine weitere Ausführungsvariante mit im Behandlungsraum angeordneten Förderbändern dar.
    • Figur 8 stellt einen Schnitt der Figur 7 dar.
    • Figur 9 stellt einen schematischen Schnitt zur Veranschaulichung der Einleitung der Mikrowellen von einem Hohlleiter über Langfeldstrahler in den Behandlungsraum dar.
    • Figur 10 zeigt eine Ausführungsform mit vier achsparallelenen Trommeln
    • Figur 11 zeigt einen Schnitt XI aus der Figur 10.
    • Figur 12 zeigt einen Schnitt XII aus der Figur 10.
  • Die Figur 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen thermischen Behandlung dar. Die Vorrichtung besteht aus einem Metallgehäuse 1, das innen mit einer Wärmeisolation 2 versehen ist. Die Wärmeisolation 2 ist gegenüber dem Cavity-System-Innenraum mit einem Mikrowellen-reflektierenden Material, in folgendem Reflektormaterial 3 genannt, begrenzt, und zwar derart, daß ein vollständig nach außen abgeschlossener Hehandlungsraum 4 gebildet wird.
  • In Figur 2 ist seitlich ein Magnetronraum 5 vorgesehen, in dem die für die Mikrowellenerzeugung benötigten Magnetrons 6 eingebaut sind. Als Sicherung gegen den Außenraum ist auch der Magnetronraum mit einer Mikrowellen-undurchlässigen Außenhaut versehen. In den Figuren 1 und 2 sind schematisch lediglich zwei Magnetrons 6 auf derselben Seite vorgesehen. Bei einer größeren Vorrichtung, insbesondere bei Vergrößerung von deren Längenabmessungen, müßte eine größere Anzahl Magnetrons vorgesehen werden.
  • Dabei wäre es zweckmäßig, die Magnetrons,einschließlich deren Mikrowellen-Auskopplungseinrichtungen und sich daran anschließender Hohlleiter 7 links und rechts vom Behandlungsraum 4 in einem entsprechenden Magnetronraum 5' anzuordnen.
  • Unterhalb des Magnetronraums 5 ist eine elektrische Versorgung mit den für die Magnetronspeisung und Steuerung benötigten Einrichtungen vorgesehen. Vom Magnetron 6 werden die Mikrowellen in die Hohlleiter 7 eingekoppelt und von diesen durch eine oder mehrere Holleiterauskopplungen 8 direkt in den Behandlungsraum 4 abgestrahlt.
  • Je nach besonderen Verhältnissen können selbstverständlich im Behandlungsraum 4 - nicht dargestellte - zusätzliche bewegliche oder unbewegliche Reflektoren vorgesehen werden. Wie noch gezeigt werden wird, kann jedoch in der Mehrzahl der Fälle auf diese an sich bekannten Hilfsmaßnahmen ganz, zumindest aber weitgehend verzichtet werden.
  • Innerhalb des Behandlungsraumes 4 ist eine drehbeweglich gelagerte Trommel 9 angeordnet. Die Trommel 9 ist zu ihren beiden Endseiten jeweils auf einem Trommellager 16 abgestützt und wird von einem(nicht dargestellten) Antriebsmotor über ein Zahnrad 15 angetrieben. Die Trommel 9 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel kreiszylindrische Form, weist also einen im Querschnitt kreisförmigen Mantel 9' auf. Stirnseitig ist je-ein Versteifungskreuz 10 vorgesehen. Die Versteifungskreuze 10 weisen jeweils eine in den Trommellagern 16 geführte rohrförmige Nabe 11 auf. Stirnseitig ist die Trommel 9 jeweils durch eine Mikrowellen-durchlässige Platte 12, sogenanntes Mikrowellen- fenster, geschlossen. Auf der rechten Bildseite der Figur 1 ist eine Luftzufuhr 13 rohrförmig ausgebildet und durch-die Nabe 11 in das Innere der Trommel 9 hineingeführt. Sie ist ferner mit einer Mikrowellen-Sperre 13' bestückt. Auf der der Luftzufuhr 13 gegenüberliegenden Stirnseite der Trommel 9 ist eine Luftabfuhr 14, im dargestellten-Ausführungsbeispiel in Form eines zur Luftzufuhr 13 koaxial angeordneten Rohres, angeordnet. Die Luftabfuhr 14 ist ebenfalls mit einer Mikrowellen-Sperre 14' bestückt. Die rohrförmige Luftzufuhr 13 dient gleichzeitig als Element einer Schneckenfördereinrichtung 17. Hierzu sind außen um die Luftzufuhr 13 mehrere Schraubenwindungen 17' herumgeführt.
  • Das offene äußere Ende der Schneckenfördereinrichtung 17 ist als offener Beschickungstrichter 24 ausgebildet. Die Trommel 9, das Versteifungskreuz 10, die Nabe 11 sowie die Luftzufuhr 13 nebst Schraubenwindungen 17' sind fest miteinander verbunden. Sie sind demgemäß mit der Trommel 9 zwangssynchronisiert, machen also deren Drehbewegung mit. Der Trommelmantel 9' weist im Bereich des luftabfuhrseitigen Endes der Trommel 9 eine größere Anzahl Löcher 21 auf. Diese Löcher dienen zur Produktausschleusung aus der Trommel 9. Unterhalb der Trommel 9, im Bereich der Löcher 21 ist ein Auffangtrichter 20 für das in der Trommel 9 behandelte Gut angeordnet. Der Auffangtrichter 20 mündet direkt in eine Rotationsschleuse 18, welche das Produkt über einen Stutzen 25 nachgeordneten - nicht dargestellten - Wegtransportmitteln übergibt.
  • Gemäß den Figuren 1 und 2 sind im Trommelmantel 9' mehrere Längsstäbe 26 aus einem Mikrowellen-durchlässigem Material ausgebildet (in Figur 1 sind diese Längsstäbe 26 als gestrichelte, Trommelachs-parallele Linien dargestellt). Die Längsstäbe 26, wie die zuvor genannten stirnseitigen Platten 12 dienen als Mikrowellen-Fenster. Alle übrigen Teile der Trommel 9 können aus einem beliebigen, jedoch den jeweils erforderlichen thermischen und mechanischen Beanspruchungen standhaltendem Material hergestellt sein. Hierzu eignen sich beispielsweise Stähle oder Kunststoffe.
  • Die Längsstäbe 26 können neben ihrer bereits beschriebenen Funktion als Mikrowellen-Fenster eine weitere Funktion erfüllen, nämlich das Produkt, wie an sich aus anderen Trommelanwendungen bekannt, in Drehrichtung zu überheben. Durch das Reibverhalten zwischen dem Produkt einerseits und den Längsstäben 26 und der Innenwandung der Trommel 9 andererseits, entsteht eine nierenförmige Bewegung des Produktes in der Trommel 9. Diese:Bewegung ist in Figur 2 mit der strichpunktierten Linie 27 angedeutet.
  • Zur Sicherstellung der Verweilzeit des Gutes innerhalb der Trommel 9 ist diese in ihrem Inneren mit spiralförmigen Förderleisten 28 bestückt. Zur Verhinderung von Produktrückständen im Bereich der beiden Stirnseiten der Trommel 9 sind Überhebeschaufeln 29 in eben diesem Bereich angeordnet.
  • Die Arbeitsweise der bisher beschriebenen Vorrichtung ist nun die folgende:
    • Zu Beginn der Verarbeitung irgendeines Schüttgutes wird zuerst der Mikrowellen-Generator, d. h. der oder die Magnetron(s) 6 eingeschaltet und die Mikrowellenenergie über die Hohlleiter 7 dem Behandlungsraum 4 zugeführt. Gleichzeitig wird über eine - nicht dargestellte - Klimaanlage klimatisierte Luft durch die Luftzufuhr 13 in das Innere der Trommel 9 eingeleitet und über die gegenüberliegende Luftabfuhr 14 wieder aus der Trommel herausgeführt. Die das Klima bestimmenden Parameter werden hierbei in Abhängigkeit von den übrigen Prozeßparametern vorgewählt, insbesondere in Abhängigkeit vom verwendeten Nahrungsmittel, der mit diesem durchzuführenden Behandlung bzw. vom gewünschten Endprodukt und der eingestrahlten Mikrowellen-Energie.
  • Vorzugsweise wird hierzu die notwendige Luft derart durch das Trommelinnere geleitet, daß im Innern der Trommel ein leichter Unterdruck entsteht. Über den Beschikkungstrichter 24 und den Schneckenförderer 17 wird schließlich noch das Produkt in das Trommelinnere eingespeist. Hierbei wird das Produkt von den Schraubenwindungen 17 aus dem Beschickungstrichter 24 fortgeführt und durch deren Drehbewegung in das Trommelinnere gefördert.
  • Die Länge der Nabe 11 sowie die der Schraubenwindungen 17' ist so dimensioniert, daß die in das Trommelinnere eingestrahlten Mikrowellen nicht durch den Schneckenförderer 17 austreten können. Entsprechendes gilt auch in Bezug auf die durch die Luftzufuhr 13 in das Trommelinnere eingeführte klimakonditionierte Luft. Eine entsprechende Dimensionierung der Abstände und der Längen zur Erfüllung des vorgenannten Zweckes ist an sich aus der Praxis bekannt, weshalb hierauf nicht näher eingegangen werden muß. Die Luftzufuhr 13 und der Schneckenförderer 17 nebst Nabe 11 bilden somit zusammen eine kombinierte Schleuse, durch die einerseits Produkt und klimakonditionierte Luft eingeschleust, der Austritt von Mikrowellen und klimakonditionierter Luft hingegen verhindert wird.
  • Im Prinzip kann die Produkt- und Luft-Ausschleusung entsprechend der Produkt- und Luft-Einschleusung konstruiert sein.
  • Bei der Ausführung gemäß Figur 1 wird jedoch einem radialen bzw. tangentialen Produktaustritt aus der Trommel 9 der Vorzug gegeben, wohingegen die Luftabfuhr im Bereich des Produktionsaustrittes im wesentlichen in axialer Richtung erfolgt, also im wesentlichen koaxial zur Richtung der Luftzufuhr.
  • Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel münden die Hohlleiter 7 offen in den Behandlungsraum 4. Die aus ihnen austretenden Mikrowellen werden so lange von der Mikrowellen-reflektierenden Wandung 3 reflektiert, bis sie durch eines der Mikrowellen-Fenster, d. h. durch die Platten 12 oder die Längsstäbe 26 in das Trommelinnere gelangen. Bereits hierdurch wird eine quasi statistische Vorverteilung der Mikrowellen-Strahlung bzw. eine Vergleichmäßigung des Mikrowellen-Feldes im Behandlungsraum 4 herbeigeführt. Selbstverständlich ist hierbei der Eintritt der Mikrowellen in die Trommel unabhängig davon, ob sich die Trommel dreht oder ob sie stillsteht. Die Trommeldrehung wird hierbei im wesentlichen dazu benutzt, um eine Bewegung der Gutteilchen im Inneren der Trommel sicherzustellen und damit ein Verbrennen von stationär an den Mikrowellen-Fenstern lagernden Gutteilchen zu verhindern. Da nicht nur der gesamte Behandlungsraum 4 mit der Mikrowellen-reflektierenden Wandung 3 ausgekleidet ist, sondern auch die Trommellager 16, die Nabe 11 und der Produktauffangtrichter Mikrowellen-undurchlässig, insbesondere mit Mikrowellen-reflektierendem Material ausgekleidet sind, können die in den Bekandlungsraum 4 eingestrahlten Mikrowellen diesen nicht mehr verlassen. Sie werden von dessen sämtlichen Teilen so lange hin- und herreflektiert, bis sie schließlich durch die MikroKellen-Fenster in das Trommelinnere eintreten. Ggf. aus dem Trommelinneren wieder austretende Mikrowellen unterliegen dem gleichen Schicksal. Da sich bekanntlich jede Änderung eines elektro-magnetischen Feldes, insbesondere also auch eines Mikrowellen- Feldes,mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzt, werden gegebenenfalls notwendige Änderungen oder Eingriffe in das Mikrowellen-Feld quasi verzögerungsfrei an die zu behandelnden Produktteilchen weitergegeben.
  • Vorzugsweise wird der Trommel 9 eine Umdrehungsgeschwindigkeit von nur wenigen Umdrehungen pro Minüte gegeben. Die bisher gemachten Erkenntnisse weisen darauf hin, daß die Drehzahl in dem für den industriellen Zweck erforderlichen Bereich beliebig variiert werden kann - dies im Hinblick auf die erforderliche Schonung des jeweils zu behandelnden Produktes. Bei ganz besonders bruch- oder reibempfindlichen Produkten kann die Drehzahl von 1 bis 10 Umdrehungen pro Minute variiert werden. Diese Umdrehungen eignen sich beispielsweise insbesondere für die thermische Behandlung besonders heikler Teigwarenteile, beispielsweise feiner Müscheli, usw. Im besonderen Maße gilt dies zu Beginn der Trocknungsphase, gegebenenfalls nach einer vorangegangenen kurzen Antrocknung der Teigware in einem Schüttelvortrockner. Andere Produkte können erfindungsgemäß bei 10 bis 100 Trommeldrehungen pro Minute thermisch behandelt werden. Hierunter fallen die meisten Nahrungsmittel, wie Reis, Gerste, Weizen, Mais Sojabohnen, Haselnüsse, Kaffee, Bohnenmehl, Tabak usw.
  • Wie bereits ausgeführt, wird dem Produkt nach dessen Austritt aus dem Schneckenförderer 17 eine nierenförmige Bewegungsbahn aufgezwungen (vgl. die strichpunktierte Linie 27 in Figur 2). Diese Bewegung weist eine in axialer Richtung weisende Komponente auf, die durch den Füllgrad der Trommel9,die Winkelstellung der Förderleisten 28 und insbesondere durch die Drehzahl der Trommel 9 bestimmt wird. Die zweite Bewegungskomponente der Gutteilchen verläuft nahezu senkrecht nach oben und nach unten, was ebenfalls der strichpunktierten Linie 27 entnehmbar ist. Geht man nun davon aus, daß die Mikrowellen im wesentlichen radial durch die Längsstäbe 26 in die Trommel 9 eintreten, so ergibt sich, daß die drei Richtungen des Mikrowellen-Eintrittes durch die Längsstäbe 26 in die Trommel 9, der bevorzugten Strömung der klima-. konditionierten Luft durch die Trommel 9 und der bevorzugten Bewegung des Produktes in der Trommel 9 orthogonal zueinander stehen. Zu beachten ist hierbei allerdings auch, daß die Mikrowellen-Strahlen jedenfalls dann auch innerhalb der Trommel 9 mehrfach reflektiert werden, wenn die nicht als Mikrowellen-Fenster ausgestalteten Teile der Trommel - wie die Mikrowellen-reflektierende Wandung 3 des Behandlungsraumes 4 - die Mikrowellen reflektieren.
  • Ein weiterer Gesichtspunkt wird noch besonders betont, nämlich die exakte Steuermöglichkeit der Verweilzeit der einzelnen Teilchen in der Trommel 9. Die Verweilzeit der einzelnen Gutteilchen in der Trommel wird nämlich durch die vorgenannte Axialkomponente der Gutbewegung bestimmt. Diese wiederum läßt sich äußerst genau durch die jeweils gewählte Trommelumdrehungszahl steuern.
  • Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurden bereits ausgezeichnete Resultate hinsichtlich der Prcduktqualität erzielt. Dies ist insbesondere auf die bereits beschriebene mechanische Zwangsförderung, die eine sehr einheitliche Trommel-Verweilzeit jedes einzelnen Gutteilchens garantiert, die Beaufschlagung jedes einzelnen Gutteilchens durch die klimakonditionierte Luft und die im Mittel gleichmäßige Mikrowellen-Beaufschlagung der Gutteilchen bedingt. Zu beachten ist hierbei auch, daß die Klimakonditionierung, insbesondere auch die Temperatur des Klimas im wesentlichen unabhängig von der Mikrowellen-Temperierung der einzelnen Gutteilchen und vice versa - gesteuert werden kann. Insbesondere kann, wenn die Elemente des Behandlungsraumes 4, insbesondere aber die der Trommel 9 - und zwar sowohl die Mikrowellen- Fenster als auch die Mikrowellen-undurchlässigen Elemente aus entsprechend temperaturbeständigen Materialien bestehen.
  • Durch die Erfindung ist es erstmals möglich geworden, gezielt alle wesentlichen Parameter für die thermische Behandlung von Schüttgütern, insbesondere von Nahrungs-und Genußmitteln unabhängig voneinander zu steuern. So können beispielsweise sehr hohe Temperaturen, beispielsweise 200 bis 400°C im Innern der einzelnen Gutteilchen erzielt werden, die Temperatur der klimakcnditicnierten Luft hingegen auf etwa nur 100°C eingestellt und der Feuchtigkeitsgehalt des Klimas für die jeweils erforderliche Behandlung, beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Aufnahme des freiwerdenden Wassers ebenfalls optimiert werden. Eine derartige Einstellung der vorstehend drei genannten Parameter eignet sich beispielsweise für die Röstung von Kaffee oder Haselnüssen.
  • In den Figuren 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei - wie üblich -für übereinstimmende Elemente in sämtlichen Figuren gleiche Bezugszeichen gewählt wurden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das mechanische Transportmittel für den Durchtransport des Nahrungsmittels durch den Behandlungsraum 4 ein Trommelförderer 30. Die Trommel 30 weist jedoch in Abweichung vom vorgenannten Ausführungsbeispiel Sechseckform auf. Die Produkteinspeisung findet sich auf der rechten (bezogen auf die Figur 3) Endseite der Trommel 30. Hierzu sind ein Trichter 31, eine Rotationsschleuse 32 und ein Mikrowellen-undurchlässiger Kanal 33 vorgesehen. Der Kanal 33 ist fluchtend auf Bohrungen 34 im Trommelmantel ausgerichtet. Die Bohrungen sind so ausgestaltet, daß sie eine Einführung der Gutteilchen in das Trommelinnere gestatten. Im Trommelinnern, und zwar unterhalb der Löcher 34 ist ein sich kegelstumpfförmig zur Trommelmitte hin verjüngendes Leitblech 35 angeordnet. Das Leitblech 35 dient dazu, die aus den Löchern 34 in das Trommelinnere eintretenden Produktteilchen in Richtung der Trommelmitte umzulenken. Der Zweck des Leitbleches liegt also darin, das Gut ohne Rückstau oder "tote Ecken" in den Innenraum der Trommel 30 zu lenken.
  • Wie aus Figur 4 ersichtlich, hat zumindest der mittlere Trommelabschnitt einen sechseckigen Querschnitt. Hierzu ist die Trommel in ihrem Mittelabschnitt aus sechs ebenen oder leicht gekrümmten Platten 36 zusammengesetzt. Zusätzlich sind Längsprofile 37 in den Ecken des Sechsecks angeordnet.
  • Zur Mikrowellen-Behandlung der Nahrungsmittel im Trommelinneren können beispielsweise die Platten 36 und/oder die Längsprofile 37 als Mikrowellen-Fenster ausgestaltet, also Mikrowellen-durchlässig sein. Stattdessen können aber auch die vorher anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Längsstäbe 26 und/oder Platten 12 als Mikrowellen-Fenster verwendet werden.
  • Als eine sehr zweckmäßige Lösung hat sich eine Konstruktion bewährt, bei welcher die Platten 36 als Mikrowellen- Fenster und der Rest der Trommel im wesentlichen aus Stahl ausgebildet ist. Bei dieser Lösung kann nahezu der gesamte Trommelumfang zur Einspeisung von Mikrowellen aus dem Behandlungsraum 4 in das Trommelinnere benutzt werden. Selbstverständlich können aber auch zusätzlich noch die Stirnseiten mit Mikrowellen-durchlässigen Einsätzen 38 versehen werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung-zur Behandlung sehr heikler Produkte ist die Trommel 30 durch entsprechende Reflektorelemente 39 und 40 in drei Behandlungszonen unterteilt, nämlich eine Heißzone in der Trommelmitte und jeweils eine sich daran nach außen anschließende Kaltzone, also je eine Kaltzone im Bereich der Produkteinspeisung und der Produktausspeisung. In der im wesentlichen sechseckförmigen Heißzone können zur Sicherstellung einer exakten Verweilzeit der einzelnen Gutteilchen Förderpaletten 41 befestigt sein. Die Förderpaletten 41 werden bevorzugt aus Mikrowellen-durchlässigem Material gebildet, damit an diesen Stellen keine Mikrowellen-Reflexionen eintreten.
  • Der Lösungsgedanke gemäß den Figuren 3 und 4 hat insbesondere den Vorteil, daß die beiden Endbereiche der Trommel 30, also die Kaltzonen, auf die spezifische Produktart hin ausgebildet werden können. Dies gilt auth für die in Produktströmungsrichtung jeweils vor- bzw. nachgeschalteten Produktschleusen. So hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel-die Eingangsschleuse 32 und die Ausgangsschleuse 42 jeweils in erster Linie eine Klimasperre-Funktion. Gleichzeitig dienen sie als Sicherheitstor für einen Mikrowellen-Austritt. Nur am Rande sei erwähnt, daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Mikrowellensperren 13'und 14' in der Luftzu- bzw. Luftabfuhr vorgesehen sind. Als Klimasperre eignet sich hierzu beispielsweise ein luftdurchlässiges feines Gewebe oder Gitter aus elcktrisch-leitendem Material, vorzugsweise Metall.
  • Der Lösungsweg gemäß den Figuren 3 und 4 bietet insbesondere im Hinblick auf sicherheitstechnische Fragen hinsichtlich eines Mikrowellen-Austrittes große Variationsmöglichkeiten. Er kann daher aus sicherheitstechnischen Gründen als optimal betrachtet werden.
  • Beide Lösungswege haben den gemeinsamen Vorteil, daß die thermische Behandlung in einer an sich bekannten Vorrichtung, nämlich einer mechanisch bewegten Trommel, durchgeführt werden kann. Die Drehbewegung der Trommel 9 bzw. 30 erzwingt die für die gleichmäßige thermische Behandlung notwendige Bewegung und Mischung der einzelnen Produktteilchen und erlaubt insbesondere auch eine intensive Umspülung der einzelnen Produktteilchen mit der klimakonditionierten Luft.
  • Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die dauernde Bewegung der Trommel 30 und die eingangs erwähnte Vergleichmäßigung des Mikrowellen-Feldes im Behandlungsraum 4 eine im hohem Maße gleichmäßige Beaufschlagung der einzelnen Gutteilchen mit Mikrowellen im Innern der Trommel 30 sichergestellt ist, selbst dann, wenn das unmittelbar in den Behandlungsraum 4 abgestrahlte, sozusagen noch "jungfräuliche" Mikrowellen-Feld stark variiert.
  • Durch die Anordnung der Trommel in einem geschlossenen mikrowellen-reflektierednen Behandlungsraum, also in einem Cavity-System, wird eine besonders günstige Feldverteilung der Mikrowellen erreicht, die durch zahlreiche sich bewegende Mikrowellenfenster in das Innere der Trommel überwiegend radial eindringen. Die Ausbildung von stehenden Wellen und die damit verbundenen räumlichen Feldstärkeunterschiede werden vermieden.
  • Die gewünschte Energieverteilung im Behandlungsraum 4 kann auf verschiedene ARt und Weise sichergestellt werden. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens haben sich zwei Möglichkeiten für die Energieeinspeisung sowie eine Kombination dieser beiden Möglichkeiten als sehr vorteilhaft erwiesen.
  • Gemäß der ersten Möglichkeit wird die Mikrowellenenergie unmittelbar aus dem Hohlleiter in den Behandlungsraum ausgekoppelt, also ohne Zwischenschaltung spezieller Auskoppeleinrichtungen.
  • Die Figuren.5 und 6 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, wobei in Figur 5 eine gesamte Nahrungsmittel-Herstellungsstrecke dargestellt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Herstellung von Teigwaren, insbesondere sogenannter Langwaren. Rohmaterial, Gries, Wasser und eventuelle Zutaten werden in einen Mischer 50 eingegeben. Die aus dem Mischer 50 austretende teigige Masse wird in einer Presse 51 durch geeignete Preßwerkzeuge52 in die gewünschte Form der Teigwaren, hier Langwaren, gebracht. Die Langwaren müssen vom frischgepreßten Zustand bis zur Austrocknung an noch gezeigten Stäben 57 aufgehängt werden. Dies geschieht in einem Behänger 53. Vom Behänger 53 werden die Stäbe 57 mit den daran hängenden Langwaren in und durch einen Antrockner 54 gefördert. Im Antrockner 54 wird durch eine gezielte Luftführung eine Formstabilisierung der Teigware angestrebt. Gleichzeitig wird ein Teil des Wassers aus den Teigwaren abgeführt.
  • Die eigentliche Vortrocknung findet in einem Vortrockner 55 statt, wobei der wesentliche Teil des Wassers dem Nahrungsmittel im Vortrockner entzogen werden kann. Die Temperatur im Vortrockner 55 wird gemäß der neuen Lösung auf einen Bereich von zirka 80 bis 100°C eingestellt. Entsprechend können verhältnismäßig harte Klimabedingungen, d.h. große Differenzen zwischen der absoluten Feuchtigkeit in der Teigware und der relativen Feuchtigkeit der Luft zwischen der An- und Vortrocknung entstehen, beispielsweise ein Temperatursprung von zirka 30 bis 40°C und mehr. Die Kernproblematik für die Überwindung eines derart großen Temperatursprunges liegt weniger in der Erhitzung der Ware selbst, sondern vielmehr im Wechselspiel zwischen dem Wassergehalt der Teigware und der Feuchtigkeit des umgebenden Klimas.
  • Aufgrund der Erfindung, insbesondere wegen deren Möglichkeit der voneinander unabhängigen Steuerbarkeit der den Teigwaren zugeführten Mikrowellenenergie einerseits sowie der Bedingungen des die Teigwaren umgebenden Klimas andererseits kann ein derartiger Temperatursprung ohne Nachteil verkraftet werden. Die genannte Steuermöglichkeiten gestatten nämlich die Unabhängigkeit der Einstellbarkeit der Temperatur der Ware selbst sowie der Temperatur und des relativen Feuchtigkeitsgehaltes der umgebenden Luft, derart, daß die Temperatur der umgebenden Luft ohne weiteres einen viel tieferen Wert aufweisen kann, als die Innentemperatur der Teigwaren. Hierdurch läßt sich die Luftfeuchtigkeit so steuern, daß die gefürchteten Schwitzprobleme - einerseits zwischen Ware und der diese unmittelbar umgebenden Luft und andererseits zwischen der Temperatur im Behandlungsraum und der Raumtemperatur außerhalb des Behandlungsraumes - gelöst werden können. Das Klima der die Teigwaren umgebenden Luft kann nämlich so gesteuert werden, daß trotz vergleichsweise niederiger Temperaturen der klimakonditionierten Luft die aus der Teigware austretende Feuchtigkeit ohne Kondenswasserbildung aufgenommen werden kann.
  • Dadurch daß die Temperatur der klimakonditionierten, die Teigwaren unmittelbar umgebenden Luft tief gehalten werden kann läßt sich aber auch das ebenso nachteilige Schwitzen im Bereich der gesamten Installation des Behandlungsraumes verhindern. Denn die Temperaturen der klimakonditionierten Luft können auf zirka 60 bis 80°C eingestellt werden, so daß bei den üblichen Temperaturen von 20 bis 30°C der den Behandlungsraum umgebenden Außenluft die Kondensationsprobleme zwischen den Installationsteilen und der Raumluft in ansich bekannter Weise ohne weiteres gelöst werden können.
  • Die vorgenannte Lösung wendet sich von der derzeitigen Tendenz der Klimaführung bei der Trocknung von Nahrungsmitteln, insbesondere von Teigwaren diametral ab. Die derzeitige Tendenz weist nämlich in Richtung einer sogenannten überheiß- bzw. Super-Heiß-Lufttrocknung - jeweils ohne Einsatz von Mikrowellen. Dies führt zu erheblichen Kondensationsproblemen, insbesondere auch im Hinblick auf die krassen Temperaturdifferenzen zwischen dem Behandlungsraum und dem den Behandlungsraum außen umgebenden Außenraum. Die Kondenswasserbildung an den Installationsteilen im Behandlungsraum ruft das gefürchtete Verkleben der Teigwaren, insbesondere der Langwaren aneinander sowie an den Installationsteilen hervor.
  • Gemäß Figur 6 werden die Teigwaren 56 an den Stäben 57 von einem ersten Förderer 58 kontinuierlich vom Antrockner 54 an einen weiteren Endlosförderer 59 übergeben. Die Stabübergabe wird hierbei in ansich bekannter Weise durchgeführt. Der Endlosförderer 59 bewegt sich in einem Behandlungsraum 60, in dem an geeigneten Stellen Mikrowellenauskopplungen 61, sei es-in Form von Langfeldstrahlern oder Direktauskopplungen, aus einem Hohlleiter angebracht sind. Besonders wesentlich bei dieser Anwendung ist die Frage der Ein- und Ausschleusung aller wesentlicher Elemente, also der Langwaren und der klimakonditionierten Luft. Das Problem der Einschleusung der langen Teigwaren ist dadurch gelöst worden, daß im Bereich der Übergabe der Stäbe 57 vor dem Antrockner 54 an den Endlosförderer 59 in den Hohl- bzw. Behandlungsraum 60 ein senkrechter Produkt-Eingangs-Schleusenschacht 62 von den Teigwaren durchfahren wird. Dieser Produkt-Eingangs-Schleusenschacht 62 weist eine derartige Länge L auf, daß keine Mikrowellen aus dem Behandlungsraum 60 in den Antrockner 54 gelangen können. Die innere Schleusenschachtwand 63 ist perforiert. Die äußere Schleusenschachtwand 64 kann aus mikrowellenabsorbierendem oder-reflektierendem Material bestehen. Wesentlich ist, daß der Produkt-Eingan.Ts-Schleusenschacht 62 lediglich eine Breite B aufweist, die nur unmerklich größer als die entsprechende Querabmessung C der hängenden Ware, in diesem Falle also der Langwaren 56 ist. Wie dargestellt, durchfährt der Endlosförderer 59 den Behandlungsraum 60 in mehreren Schleifen, wobei die zur Behandlung verwendete klimakonditionierte Luft gemäß dem Pfeil 65 in Figur 6 von unten nach oben durch den Behandlungsraum 60 strömt.
  • Gemäß Figur 6 wird die Luftbewegung durch einen Ventilator 66 erzwungen, wobei die Luftbewegung von einem seitlichen Einblas-Schacht 67 (unten in Figur 6) durch einen Ausström-Schacht 68 (in Figur 6 oben) zirkuliert. Außerhalb des Behandlungsraumes 60 sind die - nicht dargestellten - erforderlichen Elemente zur Klimakonditionierung, beispielsweise Lufterhitzer, Kühler, Befeuchter und Trockner angeordnet - ebenso die entsprechenden Verbindungskanäle. Die Luft kann teilweise dem Antrockner 54 entnommen und in den Vortrockner 55 abgegeben werden.
  • Es ist aber auch möglich, die Luft oder einen Teil der Luft dem Vortrockner 55 zu entnehmen und über - nicht dargestellte - Mittel gemischt und aufbereitet über den Ventilator 66 in den Behandlungsraum 60 zu geben.
  • Ein Produkt-Ausgangs-Schleusenschacht 70 befindet sich, gemäß Figur 6, am rechten oberen Ende des Behandlungsraumes 60. Der Produkt-Ausgangs-Schleusenschacht 70 weist eine dem Produkt-Einlaß-Schleusenschacht 62 entsprechende Höhe L und Breite B auf; ebenso ein perforiertes Blech als innere Schachtwand 71 sowie eine mikrowellenabsorbierende oder -reflektierende äußere Schachtwandung 72.
  • Im Vortrockner werden die mit den Teigwaren 56 behängten Stäbe 57 übernommen und durch einen weiteren Förderer 73 im Vortrockner 55 entsprechend der dort erforderlichen Durchlaufzeit bewegt.
  • Der gesamte Behandlungsraum 60 weist eine innere mikrowellenreflektierende Wandung 74, eine äußere Schale 76 sowie eine zwischen der Wandung 74 und der Schale 76 angeordnete Isolationsschicht 75 auf. Diese Maßnahmen dienen dazu, einen Mikrowellenaustritt aus dem Behandlungsraum 60 zu verhindern. Zu diesem Zweck sind auch die EinblasjAusström-Längsschächte 67, 68 mit den bereits beschriebenen mikrowellenreflektierenden Gittern versehen.
  • Diese Lösung erlaubt einen überraschend einfachen und eleganten Betriebsablauf. Die beiden Produkt-Ein/Ausgangs-Schleusenschächte 62, 70 haben insbesondere durch ihre enge, vertikale Ausbildung gleichzeitig eine 3-fache Funktion. Während des Betriebes sind nämlich diese beiden Schleusenschächte 62, 70 durch die Teigwaren im wesentlichen geschlossen. Auf ein spezielles Klima konditionierte Luft kann damit nicht durch die beiden Schleusenschächte 62, 70 aus dem Behandlungsraum 60 austreten; ebenso tritt keine (unkontrollierte) Außenluft durch diese Schleusenschächte in den Behandlungsraum 60 ein. Gleichzeitig dienen diese beiden Schleusenschächte auch noch als Mikrowellensperre.
  • Damit ist auf die genannte einfache Art die 3-fache Problematik
    • - mechanische Ein/Ausschleusung der Ware,
    • - Luft-Ein/Aus-Schleusung und
    • - Mikrowellensperre

    ohne irgendwelche zusätzlichen mechanisch bedingten Teile gelöst.
  • Wesentlich dabei ist die senkrechte Ein- und Ausförderung der Ware über die Produkt-Ein/Ausgangsschleusenschächte 62, 70. In der Regel ist in Teigwarenfabriken eine genügende Raumhöhe vorhanden, so daß die einzelnen Elemente der Produktverarbeitungsstrecke eine entsprechende Raumhöhe haben bzw. ausnutzen können, wie dies beispielsweise in Figur 6 dargestellt ist. Der Behandlungsraum 60 weist im wesentlichen eine dominierende vertikale Abmessung auf.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, den Behandlungsraum sozusagen "in die Länge zu ziehen". Hierdurch kann die 3-fache Umkehr bzw. Schleifenbildungdes Endlosförderers 59 entfallen. Die Ausbildung wäre sinngemäß zur Elementbauweise des Antrockners 54 ausgestaltet, wobei mehrere Elemente der Länge nach angeordnet sind. Bei Langwaren ist es sehr wesentlich, daß die Luftströmung die einzelnen Langwaren umspült, da sonst die Gefahr der Formabweichung und des Zusammenklebens der einzelnen Teigwaren besteht.
  • In Figur 6 ist somit die Luftbewegung quer zur Nettotransportrichtung der Teigwaren, im dargestellten Ausführungsbeispiel von links nach rechts. Betrachtet man jedoch die einzelnen Wegstücke der Teigware auf dem Endlosförderer 59, so durchläuft die Teigware 56 die längste Strecke in einer zur Luftbewegung parallelen Richtung.
  • Gemäß Figur 5 wird die erfindungsgemäße thermische Behandlung der Teigwaren nicht nur zwischen dem An- und dem Vortrockner 55, d.h. im Behandlungsraum 60, sondern auch zwischen dem Vortrockner 55 und einem Endtrockner 80, d.h. nämlich einem weiteren Behandlungsraum 81 durchgeführt. Auch in dem zwischen dem Vortrockner 55 und dem Endtrockner 80 liegenden Behandlungsabschnitt liegt die Hauptproblematik in der Beherrschung eines Temperatursprunges der Teigware bzw. der konditionierten Luft. Gerade in diesem Abschnitt hat sich der Einsatz der erfindungsgemäßen thermischen Behandlung als besonders interessant erwiesen, da hier fast ohne Verzögerung die Temperatur der Teigwaren auf das Maximum in der Nähe von wenig unter 100°C gebracht werden kann. Der in diesem Behandlungsabschnitt eingesetzte Behandlungsraum 81 entspricht dem zwischen den Antrockner 54 und den Vortrockner 55 geschalteten Behandlungsraum 60. Die Teigwarenaufheizung mittels der Mikrowellen ermöglicht hier eine fast verzögerungsfreie Aufheizung der Teigwaren auf ihre Maximaltemperatur, die nur wenig unter 100°C liegt. Die Konditionierung der Luft kann hierbei im wesentlichen allein im Hinblick auf die Wegführung des Wassers optimiert werden.
  • Hervorzuheben ist noch der weitere Vorteil der Beherrschung der Trocknungszeiten insgesamt. Die Endtrocknung benötigt in der Regel nach traditioneller Trocknung den größten Teil der gesamten Trocknungszeit. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann insbesondere die Trocknungszeit in der Endtrocknung auf einen Bruchteil der bisherigen Werte gesenkt werden. Es ergibt sich eine schonendere Produktbehandlung, da die Hitzezuführung zur Teigware, bzw. das Aufheizen der Teigware nur sehr kurzzeitig erfolgt. Nach Erreichen der Temperaturspitze wird die Wärme zur Abtrocknung des ausgetriebenen Wassers gebraucht. Anmelderseitige Untersuchungen haben ergeben, daß erfindungsgemäß behandelte Ware eine Qualität aufwies, die derjenigen der traditionell getrockneten Ware zumindest ebenbürtig ist.
  • Der Transportweg der Waren durch die gesamte Trocknungsanlage ist in Figur 5 durch die gestrichelte Linie 82 veranschaulicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnen sich wesentlich durch die mit ihnen erzielten Vorteile des Zeitgewinnes sowie der Beherrschung <des Kondensations- bzw. Schwitzwasserproblems aus. Auch die sonst oft auftretenden Probleme bei einer Erhitzung bzw. Klimatisierung von Luft können gemäß der Erfindung in einfacher Weise gelöst werden.
  • Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die thermische Behandlung des Schüttgutes wird auf zwei Endlos-Förderbändern 100 und 101 durchgeführt. Diese Förderbänder befinden sich vollumfänglich in einem Behandlungsraum 102, welcher (in Richtung von innen nach außen) gegen den Außenraum durch eine mikrowellenreflektierende Wandung 103, eine Isolation 104 sowie eine äußere Schale 105 begrenzt ist.
  • Auf dem linken oberen Bildrand in Figur 7 ist eine Produktzuführung 106 dargestellt. Von dieser Produktzuführung wird das Gut über eine Rotationsschleuse 107 direkt auf das Förderband 100 dosiert. Die Rotationsschleuse 107 verhindert sowohl den Ein/Austritt von Falschluft als auch einen unerwünschten Mikrowellen- austritt. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann die Produktzuführung 106 auch auf einer für diesen Zweck konzipierten Länge mit einem Mikrowellen-absorbierenden Material 108 bestückt sein. Die beiden Förderbänder 100 und 101 werden durch (nicht dargestellte) motorische Mittel angetrieben und können in ihrer Geschwindigkeit auf die jeweils gewünschte Verweilzeit eingestellt werden. Das Produkt wird vom unteren Förderband 101 über eine Austragsschleuse 109 aus dem Behandlungsraum 102 einem weiteren Förderband 110 übergeben.
  • Durch eine Anzahl von unten nach oben gerichteter Pfeile 111 ist in den Figuren 7 und 8 die Bewegungsrichtung der klimakonditionierten Luft veranschaulicht. Besonders wichtig ist dabei, daß die klimakonditionierte Luft gleichmäßig durch die aus luftdurchlässigem Material gebildeten Bänder 100' und 101' geführt wird. Gemäß Figur 8 wird die klimatisierte Luft in einer seitlich am Behandlungsraum 102 angeordneten Klimaanlage aufbereitet. Die aus dem Behandlungsraum 102 abströmende Luft wird über einen Kanal 112 zur Klimaaufbereitungsanlage geleitet. In der Klimaaufbereitungsanlage wird die Luft über ein Heizelement 113, einen Befeuchter/Trockner 114 sowie einen Kühler 115 geführt und dann über einen Kanal 116 wieder in den Behandlungsraum 102 eingeblasen. Im Kanal 116 ist ein Ventilator 117 eingebaut, welcher den Druck für die notwendige Luftzirkulatiön aufrechterhält. Für einen ökonomischen Betrieb der Anlage wird ein Teil der verbrauchten Luft über eine Klappe 118 nach außen abgegeben. Es ist möglich, über eine Klappe 119 Frischluft anzusaugen. Vorzugsweise werden die beiden Klappen 118, 119 von der eigentlichen Klimaregulierung gesteuert; ebenso das Heizelement 113, der Befeuchter/Trockner 114 und der Kühler 115. Je nach besonderem Einsatz und der notwendigen Breite B der luftdurchlässigen Bänder 100' und 101' kann es vorteilhaft sein, die klimakonditionierte Luft zu beiden Seiten des Behandlungsraumes 102 in letztere einzuführen. Hierzu eignet sich in besonderem Maße-, eine zusätzliche, mit der gestrichelten Linie 120 angedeutete Klimaanlage, die bezüglich des Behandlungsraumes auf der gegenüberliegenden Seite der zuvor genannten Klimaanlage angeordnet ist.
  • Gemäß den Figuren 7 -und 8 sind außerhalb des Behandlungsraumes, genauer unterhalb desselben und seitlich gegenüber den Bändern 110 und 101 versetzt, mehrere Magnetrons 121 sowie Hohlleiter 122 angeordnet. Die in den Magnetrons 121 erzeugten Mikrowellen werden in üblicher Weise in die Hohlleiter 122 ausgekoppelt und über letztere dem Behandlungsraum102 zugeführt.Die Magnetrons werden über entsprechende elektrische Versorgungsmittel 123 mit Energie versorgt und gesteuert.
  • In den Figuren 7 und 8 nimmt der Behandlungsraum etwa die obere Bildhälfte ein. Daran schließt sich eine in der unteren Bildhälfte angeordnete zweite Verfahrenszone an, in welche das aus dem Behandlungsraum 102 kommende Produkt eintritt. Auf dem in dieser Verfahrenszone angeordneten Förderband 110 kühlt und/oder stabilisiert sich das Produkt. Die für die Kühl- und/oder Stabilisierungszone notwendige Luftaufbereitung ist nicht dargestellt. Wird das in den Figuren 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Trocknung kurzer Teigwaren eingesetzt, ist es erforderlich, die Teigwaren vorher in einem Schütteltrockner zu formstabilisieren. Abgesehen von dieser Vortrocknung wird in diesem Fall die gesamte Trocknung und Stabilisierung der Teigwaren in einer einzigen Einheit durchgeführt.
  • Mit einer entsprechenden Einrichtung anmelderseitig durchgeführte Versuche führten zu sehr guten Resultaten, insbesondere hinsichtlich der Qualität der Nahrungsmittel. Als einen sehr wesentlichen Punkt hat sich die Steuerung der drei folgenden Grundparameter erwiesen: -
    • - die horizontal geführte Bewegung der Ware auf den Förderbändern 100 und 101,
    • - die senkrecht zur Warenbewegung, quer durch die Förderbänder 100 und 101 gerichtete Führung der klimakonditionierten Luft und
    • - die horizontale, quer zur Bewegungsrichtung der Förderbänder 100 und 101 gerichtete Einstrahlung der Mikrowellen.
  • Ganz besonders vorteilhaft für die Mikrowelleneinspeisung haben sich neben und/oder zusätzlich zur in den Figuren 7 und 8 dargestellten Hohlleiterdirektauskopplung 124 die in der Figur 9 näher dargestellte Langfeldstrahler 125 erwiesen. Die Langfeldstrahler 125 haben den Vorteil, daß das von ihnen aufgebaute Mikrowellenfeld bereits nach einem relativ geringen Abstand von den Drahtleitern verhältnismäßig gleichmäßig in Richtung der Drahtleiter ist - der Abstand wurde hierbei in Abstrahlrichtung gemessen.
  • Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Langfeldstrahler 125 parallel über die Fläche der Bänder 100 und 101 geführt, wobei die einzelnen Langfeldstrahler 125 versetzt zueinander angeordnet sind (Figur 7).
  • Der Behandlungsraum 102 stellt insoweit ein Cavity-System dar, als in ihm ein beachtlicher Teil der Mikrowellen an der Mikrowellen-reflektierenden Wandung 103 ein- oder mehrfach reflektiert wird. Diese Reflexionen haben eine verhältnismäßig gleichmäßige Verteilung der Mikrowellenenergie im gesamten Behandlungsraum zur Folge.
  • Versuche haben gezeigt, daß mit dieser Lösung unterschiedliche Nahrungsmittel unterschiedlichen thermischen Behandlungen mit Erfolg unterworfen werden konnten insbesondere konnten hiermit Sojabohnen behancelt bzw. entbittert oder geschält werden. Auch bei der Behandlung von Bohnenmehl wurden ausgezeichnete Resultate erzielt. Im weiteren können Snacks oder z. B. Tabakrippen erfolgreich gepufft werden.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist der Langfeldstrahler nach Art eines Lecherleitungssystems ausgeführt.
  • In Figur 9 ist die Energieabnahme von den einzelnen Magnetrons 145 über den Hohlleiter 143 und einen Auskopplungssteg 133 im Aufriß dargestellt.
  • Der wesentliche Vorteil der Verwendung von Langfeldstrahlern liegt jedoch darin, daß die Energieverteilung über eine relativ große Längenabmessung gezielt eingestellt werden kann.
  • Wie sich aus den vorgenannten Ausführungsbeispielen ergibt, ist es auch von Bedeutung, daß die Mikrowelleneinführung in einer gegebenen definierbaren und gegebenenfalls anpaßbaren Richtung in den Behandlungsraum erfolgt.
  • Das elektromagnetische Feld schwingt entsprechend der Frequenz der elektromagnetischen Strahlung. Diese Frequenz beträgt vorzugsweise 2450 MHz oder 915 MHz. Daraus ist ersichtlich, daß die Energieeinspeisung der Mikrowellen durch eine entsprechende elektronische Schaltung kontinuierlich oder stoßweise erfolgen kann. Bei der stoßweisen Einspeisung kann jedes beliebige Intervallspiel gewählt werden, um die kurz- bzw. mittelfri-stige Energieabgabe an das Produkt auf diese Weise zu steuern.
  • Wenn auch weniger üblich, kann die Energieabgabe vom Magnetron durch Regulierung der Stromaufname geregelt werden.
  • In den Figuren 10 bis 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Auch diese Ausführungsform weist einen Behandlungsraum 4 auf, der aus einem Metallgehäuse 1, einer Wärmeisolation 2 und einer Mikrowellen-reflektierenden Schicht 3 besteht. Über Hohlleiterauskopplungen 8 werden die Mikrowellen in den Behandlungsraum 4 eingeleitet. Zur Ein- und Ausspeisung des Gutes dienen, ebenso wie im Ausführungsbeispiel der Figur 3., ein Einlaßtrichter 31, eine Rotationsschleuse 32, ein Kanal 33 bzw. ein Auffangtrichter 20, eine weitere Rotationsschleuse 18 sowie ein Auslaßstutzen 25. Der die Magnetronsenthaltende Raum 5 ist lediglich stark vereinfacht in Figur 12 angedeutet. Zum Zuführen von klimkonditionierter Luft dient - ebenso wie im Ausführungsbeispiel der Figur 3 - ein Stutzen 13, der mit Hilfe eines Gitters 13' gegen den Austritt von Mikrowellen abgedichtet ist. Zum Auslaß der Luft dient ein Stutzen 14. Die Stutzen 13 und 14 sind rotierbar mit Hilfe von Lagern 16 in sich gegenüberliegenden Wänden des Behandlungsraumes 4 gelagert und tragen die Transportvorrichtung. Insoweit entspricht das Ausführungsbeispiel der Figur 10 dem Ausführungsbeispiel der Figur 3, so daß bezüglich weiterer Einzelheiten der angesprochenen Bauteile auf das Ausführungsbeispiel der Figur 3 verwiesen wird.
  • Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Figur 3 besteht die Transportvorrichtung des Ausführungsbeispieles der Figur 10 aus vier achsparallel angeordneten Trommeln 9. Die Trommeln 9 sind jeweils durch einen deckelförmigen Abschluß 43, 44 an ihren stirnseitigen Enden starr miteinander verbunden. Die vier Einzeltrommeln 9 sind in ihrem Innern ähnlich wie die Trommel 9 des Ausführungsbeispieles der Figur 1 aufgebaut, d. h. sie enthalten Förderleisten 28 und als Mikrowellenfenster wirkende Längsstäbe 26.
  • Die beiden deckelförmigen zylindrischen Abschlüsse 43 und 44 sind jeweils mittig mit den drehbar gelagerten Stutzen 13 und 14 verbunden, so daß die Fördervorrichtung um ihre zentrale Längsachse drehbar ist. Leitbleche 35, die im Querschnitt sternförmig sind, wie aus Figur 12 hervorgeht, sorgen für die gleichmäßige Verteilung der über den Stutzen 13 eintretenden klimakonditionierten Luft und für die gleichmäßige Verteilung des über den Kanal 33 eintretenden Produktes auf die einzelnen Trommeln 9. Der der Einspeisestelle nahegelegene deckelförmige Abschluß 43 weist mehrere Radialbohrungen 34 auf, durch die der Zufuhrkanal 33 im Laufe der Drehung der Fördervorrichtung abwechslungsweise mit den einzelnen Trommeln 9 in Verbindung gebracht wird und das Gut in diese Trommeln abwechslungsweise eingeleitet wird. Durch die Drehung der Fördervorrichtung um ihre zentrale Längsachse wird das Gut durch die Wirkung der Förderleisten 28 in Längsrichtung (bezogen auf Figur 10 von rechts nach links) gefördert. Danach vereinigen sich die vier Gutströme aus den Trommel 9 in dem auslaßseitigen deckelförmigen Abschluß 44. Die Ausspeisung des Gutes über Löcher 21 des deckelförmigen Abschluß 44 und den Auffangtrichter 20 vollzieht sich ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 3, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet werden kann.
  • Dadurch, daß der Gutstrom bei diesem Ausführungsbeispiel auf vier kleinere Trommeln verteilt wird, ergibt sich eine geringere Schichtdicke, so daß auch Mikrowellen kürzerer Wellenlänge das Gut sicher durchdringen können. Außerdem ist die Fallstrecke des durch die Förderleisten 28 angehobenen Gutes kleiner, so daß auch Teigwaren, die gegen mechanische Beanspruchung empfindlich sind, zufriedendstellend behandelt werden können. Dadurch, daß sich die einzelnen Trommeln 9 nicht nur um ihre eigene Längsachse drehen, sondern gewissermaßen durch die Drehung der gesamten Fördervorrichtung nahezu den ganzen Behandlungsraum durchlaufen, werden eventuelle Feldinhomogenitäten ausgeglichen und es wird sichergestellt, daß das gesamte Gut gleichmäßig behandelt wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß Figur 10 können ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 zonen unterschiedlicher Temperatur vorgesehen werden.

Claims (34)

1. Einrichtung zur kontinuierlichen, thermischen Behandlung von Nahrungsmitteln, nämlich Teigwaren und teigwarenähnlichen Produkten, mit Mikrowellen in einem Behandlungsraum (4; 60; 80; 102), wobei die Mikrowellen über einen Hohlleiter in einen als Cavity-System ausgebildeten Behandlungsraum eingespeist werden, gekennzeichnet durch eine für den Durchtransport der Nahrungsmittel durch den Behandlungsraum ausgelegte mechanische Transportvorrichtung (9; 30; 59; 100; 101), eine zur Klimakonditionierung von Luft ausgelegte Klimaanlage (113; 114; 115; 129) und durch Zwangsmittel (9; 13; 14; 28; 30; 41; 59; 66; 100'; 101'; 117; 118) zur Erzwingung einer Relativbewegung zwischen der konditionierten Luft und den einzelnen Nahrungsmittelteilchen (56).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (9; 30; 59; 100; 101), die Klimaanlage (113; 114; 115; 120) und/oder die Zwangsmittel (9; 13; 14; 28; 30; 41; 59; 66; 100'; 101'; 117; 118) steuerbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (8; 61; 125) zur Einspeisung der Mikrowellen in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) derart ausgelegt und angeordnet sind, daß die Mikrowellen quer zur Bewegungsrichtung der mechanischen Transportvorrichtung (9; 30; 59; 100; 101) in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) einfallen.
4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mikrowellen-Koppelvorrichtung zur alternierenden Einkopplung der Mikrowellen von links und rechts in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102).
5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-Koppelvorrichtung zur Einspeisung der Mikrowellen in mehreren Ebenen in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) angeordnet und ausgelegt ist.
6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-Koppelvorrichtung in den Behandlungsraum (102) ragende, als Langfeldstrahler ausgebildete Gegentaktelektroden (140) aufweist.
7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Transportvorrichtung (30, 59; 100; 101) im wesentlichen mikrowellendurchlässig ist.
8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Transportvorrichtung (59; 100; 101) im wesentlichen aus einem oder mehreren luftdurchlässigen Bändern (100'; 101'), Schuppenbändern oder Stabförderern besteht und vorzugsweise in mehreren Ebenen durch den Behandlungsraum (102) geführt ist.
9. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Transportvorrichtung (9; 30) als drehbare Trommel ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) eine klimadichte, mikrowellenundurchlässige, als Förderschnecke (17) oder Förderrad (18; 19; 32; 42) ausgebildete Nahrungsmitteleingangs- und/oder -ausgangsschleuse (17; 18; 24; 31; 32; 42; 62; 70; 106; 109) vor- bzw. nachgeschaltet ist.
11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9; 30) Mikrowellenfenster (12; 26; 36; 37) im Trommelmantel (9') und/oder an den Stirnseiten der Trommel aufweist.
12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9; 30) im wesentlichen aus einem mikrowellendurchlässigen Material (Kunststoff) besteht.
13. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (9') im wesentlichen aus Stahl besteht.
14. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mikrowellen-Einkopplung wenigstens ein im wesentlichen koaxial zur Trommelachse angeordneter Langfeldstrahler (125) vorgesehen ist.
15. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hohlleiter (7; 122; 132; 143) quer zur Trommelachse in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) münden.
16. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9; 30) stirnseitig je eine Produktein- und ausspeisung (17; 21; 34) sowie eine Luftzu- und -abfuhr (13; 14) aufweist.
17. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzu-und -abfuhr quer zur Längsachse der Trommel (9; 30) angeordnet ist.
18. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder- schnecke (17) zum Zwecke der Luftzu- und/oder -abfuhr innen hohl ausgebildet ist.
19. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Trommel (9) mindestens teilweise siebartige Flächen aufweist.
20. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an die Trommelstirnseite angrenzenden Bereich des Trommelmantels Löcher(34;21)für die Nahrungsmittelein- und/oder -ausspeisung vorgesehen sind.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel (9) im Bereich der Nahrungsmitteleinspeisung ein sich zum Trommelinnern hin verjüngender Hohlkegelstumpf (35) angeordnet ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen gegenüber dem ins Trommelinnere weisenden Ende des Hohlkegelstumpfes (35) in Richtung der nahen Stirnseite zurükcgesetzten Ring (40), der von der Innenseite des Trommelmantels radial in Richtung der Trommelachse vorsteht.
23. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum (4) bzw. die Trommel (9; 30) an den beiden Enden je eine Kaltzone für die Ein- und Ausführung des Nahrungsmittels sowie der klimakonditionierten Luft aufweist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trommeln (9) achsparallel, vorzugsweise um eine gemeinsame zentrale Achse rotierbar angeordnet sind.
25. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage (113; 114; 115; 120) eine Umluftleitung (112; 116) sowie Lufttrockner und/oder -befeuchter (114) aufweist.
26. Verfahren zur kontinuierlichen, thermischen Behandlung von Nahrungsmitteln, nämlich Teigwaren und teigwarenähnlichen Produkten, mit Mikrowellen in einem Behandlungsraum (4; 60; 80; 102), bei dem die Mikrowellen über einen Hohlleiter in einen als Cavity-System ausgebildeten Behandlungsraum eingespeist werden, insbesondere mittels der Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Teigwaren mit einem mechanischen Förderelement durch das Cavity-System transportiert und eine Relativbewegung zwischen den einzelnen Nahrungsmittelteilen (56) und konditionierter Luft erzwungen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mikrowellenfelder zeitlich variiert im Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) aufgebaut werden.
28. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenenergie in Abhängigkeit von der Temperatur- bzw. relativen Feuchtigkeits-Differenz zwischen der klimakonditionierten Luft und den Nahrungsmitteln (56) variiert wird.
29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel (56) vor dem Eintritt in den Behandlungsraum (4; 60; 80; 102) vorgetrocknet werden und/oder nach dem Durchlaufen des Behandlungsraums (4; 60; 80; 102) stabilisiert und/oder gekühlt werden.
30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel auf einer mechanischen Transportvorrichtung (100; 101) (Förderband) liegend im wesentlichen horizontal durch den Behandlungsraum (102) geführt wird, die Mikrowellen flächig und horizontal, jedoch quer zur Förderrichtung in das Nahrungsmittel eingestrahlt werden und die klimakonditionierte Luft senkrecht sowohl zur Förderrichtung als auch zur Mikrowelleneinstrahlrichtung durch das Nahrungsmittel und die mechanische Transportvorrichtung (100; 101) hindurchgespeist wird.
31. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel durch eine Fördertrommel (9; 30) geführt und ihm hierbei aufgrund der Trommeldrehung eine vorzugsweise quer zur Trommelachse gerichtete Hin- und Herbewegung aufgeprägt wird, die Mikrowellen - mittels Direktauskopplung aus einem Hohlleiter (7) oder über Langfeldstrahler (125) - quer zur Nahrungsmittelbewegung in die Trommel (9; 30) eingestrahlt werden und die klimakonditionierte Luft im wesentlichen in Richtung der Trommc-achse durch die Trommel (9; 30) geführt wird.
32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß zur beschleunigten Trocknung von Nahrungsmitteln (56), insbesondere Teigwaren, die Lufttemperatur und - feuchtigkeit konditioniert werden.
33. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß zur be-
Figure imgb0002
Trocknung und/oder Stabilisierung langer Teigwaren (56) letztere hängend durch den Behandlungsraum (60; 80) geführt werden.
34. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet,daß zur Keimfreimachung der Nahrungsmittel, insbesondere geformter Nahrungsmittel und/oder zum Puffen von Nahrungsmitteln die Lufttemperatur sowie -feuchtigkeit konditioniert werden.
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