WO2006125411A1 - Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten - Google Patents

Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten Download PDF

Info

Publication number
WO2006125411A1
WO2006125411A1 PCT/DE2006/000795 DE2006000795W WO2006125411A1 WO 2006125411 A1 WO2006125411 A1 WO 2006125411A1 DE 2006000795 W DE2006000795 W DE 2006000795W WO 2006125411 A1 WO2006125411 A1 WO 2006125411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
products
heated
heat transfer
heating
medium
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/000795
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Eisner
Thomas Pfeiffer
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to EP06722849A priority Critical patent/EP1891835B1/de
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority to JP2008512682A priority patent/JP2008541706A/ja
Priority to PL06722849T priority patent/PL1891835T3/pl
Priority to CN2006800178629A priority patent/CN101213874B/zh
Priority to DE112006002005T priority patent/DE112006002005A5/de
Priority to BRPI0610164A priority patent/BRPI0610164A2/pt
Priority to DK06722849.4T priority patent/DK1891835T3/da
Priority to AT06722849T priority patent/ATE476085T1/de
Priority to US11/920,775 priority patent/US20090297680A1/en
Priority to CA002608298A priority patent/CA2608298A1/en
Priority to DE502006007537T priority patent/DE502006007537D1/de
Publication of WO2006125411A1 publication Critical patent/WO2006125411A1/de
Priority to NO20075870A priority patent/NO20075870L/no

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/005—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
    • 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
    • H05B6/46—Dielectric heating
    • H05B6/62—Apparatus for specific applications

Definitions

  • Heating methods are used i.a. necessary for
  • Products that need to be heated for pasteurization, sterilization or other reasons include:
  • Viscous or pasty and / or solid-containing liquids and pastes, sauces, creams, foams and other multiphase systems which are not or only very inhomogeneously heated due to the heterogeneous composition and / or solid and / or gas contents in conventional plate heat exchangers or tube heat exchangers • substances which lead to encrustations, deposits, thermal damage and the like on the superheated heat exchanger surfaces, as well as
  • Embodiment Heater tube for liquid suspensions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichmäßigen Erhitzung von Produkten, bei dem die Produkte in einem elektromagnetischen Wechselfeld, insbesondere einem HF-Feld, erhitzt werden, durch das sich erste Bereiche der Produkte stärker erwärmen als zweite Bereiche. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Bereiche zumindest vor oder während der Erhitzung in dem Wechselfeld durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung gekühlt und/oder die zweiten Bereiche durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung erwärmt werden . Mit dem vorliegenden Verfahren wird eine Vergleichmäßigung des Temperaturprofils in Lebensmittel-, Pharma- und/ oder Kosmetikprodukten bei der Erhitzung in einem hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld erreicht.

Description

Verfahren zur gleichmäßigen Erhitzung von Produkten
Technisches Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichmäßigen Erhitzung von Produkten, insbesondere zur Vergleichmäßigung des Temperaturprofils in Lebensmittel-, Pharma- und/oder Kosmetikprodukten bei der Erhitzung in einem hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld.
Erhitzungsverfahren werden u.a. benötigt, um
Lebensmittel oder Pharmaprodukte zu entkeimen und damit haltbar zu machen. Beispiele sind die Pasteurisierung oder Sterilisierung von Lebensmitteln wie z.B. Konserven in Gläsern oder Dosen.
Stand der Technik
Bekannt sind Verfahren zur Erhitzung von Produkten mittels Wärmetauscher oder Dampfautoklaven. So wird z.B. Milch bei der Pasteurisierung in Plattenwärme- tauschern erhitzt, eine definierte Zeit auf Pasteu- risierungstemperatur gehalten und anschließend wieder abgekühlt. Dieses Verfahren ist für flüssige Lebensmittel etabliert und seit Langem bewährt.
Konservendosen oder -gläser mit Gemüse, Früchten, Fertiggerichten, Eintöpfen oder mit ähnlichen Inhalten werden fast ausschließlich in Autoklaven erhitzt und damit haltbar gemacht . In den Autoklaven wird heißer Dampf bei Temperaturen von über 120 0C eingeleitet. Der Dampf überträgt die Energie durch Kondensation an die Außenseite der Dosen. Von dort findet eine Erwärmung fast ausschließlich über Wärmeleitung statt, so dass die Produkte erst nach 30 bis 60 Minuten die gewünschte Endtemperatur in der Mitte der Konserve erreicht haben.
Vergleichbares gilt für die Erhitzung von stückigen Gütern in flüssigen Matrices, wie zum Beispiel von Fleischstückchen in Soßen oder von Früchten in FruchtZubereitungen oder Konfitüren. Diese Suspensionen müssen sehr lange erhitzt werden, da im Innern der Feststoff-Stücke auch die gewünschte Temperatur erreicht werden muss und die Wärme durch Wärmeleitung übertragen wird. Dies führt dazu, dass das Produkt sehr lange erhitzt werden muss und damit massive Verschlechterungen des Geschmacks, des Vitamingehalts sowie der Konsistenz und Farbe der Produkte auftreten. Konservierte Lebensmittel in Dosen haben aus diesem Grund nur eine minderwertige Verzehrqualität und weisen ausgeprägte Veränderungen im Vergleich zum frischen Ausgangsprodukt z.B. der Früchte auf.
Produkte, die zum Zwecke der Pasteurisierung, Sterilisierung oder aus anderen Gründen erwärmt werden müssen, sind unter anderem:
• Feststoffe und stückige Güter in einer umgebenden flüssigen Phase (z.B. Fisch oder Fleisch in Soßen, Früchte in Wasser oder Säften, Marmelade mit Fruchtstücken, FruchtZubereitungen für Milch- produkte, Flüssigkeiten mit Proteinstücken usw.),
• Verpackte Lebensmittel, Pharmaprodukte und Kosmetika als Flüssigkeit, Feststoff oder Suspension in Verpackungen wie Blistern, Folien, Schläuchen, Wursthäuten, Därmen, polymeren Verpackungen und anderen,
• Viskose oder pastöse und/oder Feststoff-haltige Flüssigkeiten und Pasten, Soßen, Cremes, Schäume und andere mehrphasige Systeme, die aufgrund der heterogenen Zusammensetzung und/oder Feststoff- und/oder Gasgehalte in konventionellen Plattenwärmetauschern oder Rohrwärmetauschern nicht oder nur sehr inhomogen erwärmt werden können, • Stoffe, die an den überhitzten Wärmetauscherflächen zu Verkrustungen, Belägen, Temperaturschädigung und dergleichen führen, sowie
• Stoffe, die sehr temperaturempfindlich sind, wie z.B. Pharmaprodukte, Infusionslösungen, medizinische Flüssignahrung oder andere Stoffe, die besonders gleichmäßig und schonend erwärmt werden müssen.
In der vorliegenden Patentanmeldung werden die genannten Stoffe und Stoffgemische als Produkte bezeichnet .
Ein Lösungsansatz zur Verkürzung der Aufheizzeit und damit zur Verbesserung der Qualität der Produkte stellt die schnelle, durchdringende Erhitzung mit elektromagnetischen Wechselfeldern dar. Neben der Mikrowellenerwärmung, deren geringe Eindringtiefe von 5 bis 20 mm für eine gleichmäßige Erhitzung der genannten Produkte nicht ausreichend ist, bietet sich hierfür vor allem die Verwendung eines hochfrequenten Wechselfeldes (HF-Erhitzung) an. Übliche HF-Erhitzer bestehen aus zwei parallel angeordneten Elektroden, an die ein elektrisches Wechselfeld mit einer Frequenz von beispielsweise 27,12 MHz und einer Spannung von 2 bis 10 kV angelegt wird. Diese Felder sind in der Lage, tief in elektrisch leitfähige feuchte Feststoffe und Suspensionen einzudringen und diese zu erwärmen. Im Idealfall einer vollkommen gleichmäßigen Ausprägung des elektromagnetischen Feldes können Stoffe gleichmäßig erwärmt werden.
Das Ziel der HF-Erhitzung ist eine schnelle und gleichmäßige und damit eine schonende Erwärmung von temperaturempfindlichen Stoffen, die einer konventionellen Erhitzung in Wärmetauschern nicht oder nur schlecht zugänglich sind.
Eine HF-Erhitzung wird vielfach gewählt, um
Produkte über den gesamten Querschnitt gleichmäßig zu erwärmen z.B. mit dem Ziel der Pasteurisierung, Sterilisierung oder der Zubereitung. Es zeigt sich aber, dass in HF-Erhitzern, die in Luft ein homogenes elektromagnetisches Feld ausbilden, beim Betrieb mit den genannten Produkten teilweise extreme Feld- und Temperaturinhomogen!täten auftreten. Die Produkte werden sehr inhomogen erhitzt, was den Vorteil der durchdringenden Erhitzung aufhebt und zu erheblichen Produktschädigungen führen kann.
So zeigen sich z.B. bei verpackten Feststoffen besonders an den Rändern der Verpackungen, an der Außenseite und an besonders dünnen Stellen der Produkte ausgeprägte Übertemperaturen. Es kann an diesen Stellen zu Überhitzungen und zu Schädigungen der Produkte kommen. Die inneren Bereiche der Feststoffe werden dabei trotz der hohen, produktschädigenden Temperaturen der äußeren Bereiche vielfach nur unzureichend erwärmt.
Die gleichen Effekte sind auch beim Einsatz von HF-Erhitzerrohren zu beobachten, bei denen außen an einem nicht leitfähigen Rohr (z.B. aus Quarzglas) Elektroden angebracht werden. Durch das Rohr können zur Erhitzung hochviskose, pastöse Flüssigkeiten oder Suspensionen gefördert werden. Dabei zeigen sich vor allem an den Rohrwandungen ausgeprägte Schädigungen. Hier kommt es zu starken Überhitzungen. In der Rohrmitte werden trotz der hohen Temperaturen an der Rohrwandung nur unzureichende Temperaturen erreicht . Dadurch entstehen ähnliche Probleme mit Temperatur- Inhomogenitäten im Rohrquerschnitt und mit Belagbildung an der Rohrwandung wie bei konventionellen von außen beheizten Rohrwärmetauschern.
Ein weiterer Nachteil einer ungleichmäßigen Erhitzung ergibt sich durch die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit an den wärmeren Stellen. Die warmen Stellen weisen vielfach eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit auf, wodurch sie vielfach im HF-Feld noch schneller erhitzt werden. Dieser Vorgang kann zum Auftreten so genannter „Hot Spots" führen, da die heißen Stellen überproportional erhitzt werden. Die Temperaturinhomogenitäten werden damit immer weiter verstärkt .
Trotz der Versuche zur Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes und der Energiedichte zwischen den Elektroden durch Anpassung der Elektrodengeometrie gelingt es mit den bekannten Verfahren nach Stand der Technik nicht, Überhitzungen und Temperaturinhomo- genitäten zu vermeiden. Die Temperaturen sind fast immer an den Außenseiten der Produkte deutlich erhöht, während an Stellen im Innern der Produkte häufig deutlich niedrigere Temperaturen vorhanden sind. Dies gilt im Besonderen für Feststoffe, die z.B. verpackt im HF-Feld erwärmt werden, und für hochviskose Flüssigkeiten und Suspensionen in HF-Erhitzerrohren.
Die Nachteile der HF-Erhitzer nach Stand der Technik lasen sich somit wie folgt zusammenfassen:
• ungleichmäßige Erhitzung über dem Produkt- oder Rohrquerschnitt ; • Ausbildung eines ungleichmäßigen HF-Feldes, da wärmere Stellen im Produkt immer schneller erhitzt werden;
• Temperaturschädigung an einigen Stellen der Produkte, vielfach an den Außenseiten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich Produkte gleichmäßiger erhitzen lassen. Insbesondere sollen mit dem Verfahren eine Vergleichmäßigung der Temperaturver- teilung in den Produkten erreicht und somit Temperaturinhomogenitäten reduziert oder vermieden werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patent- anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche oder können den nachfolgenden Ausführungen entnommen werden. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur gleichmäßigen Erhitzung von Produkten werden die Produkte einem elektromagnetischen Wechselfeld, vorzugsweise einem HF-Feld, ausgesetzt. Unter einem HF-Feld ist hierbei ein elektromagnetisches Feld im Frequenzbereich zwischen etwa 1OkHz und etwa 300MHz zu verstehen, in dem die Produkte durch dielektrische Erwärmung erhitzt werden. Vorzugsweise werden die Frequenzen 13,56 MHz, 27,12 MHz oder 40,68 MHz verwendet, die für indus- trielle Anwendungen freigegeben sind. Generell sind aber auch andere Frequenzen für eine HF-Erhitzung geeignet. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass erste Bereiche der Produkte, die durch das Wechselfeld stärker erwärmt werden als zweite Bereiche, zumindest vor oder während der Erhitzung in dem Wechselfeld durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung gekühlt und/oder die zweiten Bereiche durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung erwärmt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Erwärmung der Produkte im elektrischen Wechselfeld somit eine Temperaturvergleichmäßigung überlagert, die durch einen zusätzlichen gezielten Wärmetransport über Konvektion oder Wärmeleitung erreicht wird.
Die Temperaturvergleichmäßigung wird über eine zusätzliche Erwärmung der kälteren Stellen der Produkte und/oder eine zusätzliche Kühlung der heißen Stellen der Produkte erreicht. Dieser Vorgang erfolgt in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung direkt im Wechselfeld, vorzugsweise einem HF-Feld, auf das in den folgenden Ausführungen beispielhaft Bezug genommen wird.
Die zusätzliche Erwärmung und/oder Abkühlung der Produkte kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abführen der Überhitzungen in einem Erhitzerrohr, im Produkt oder von Produkt- oder Verpackungsaußenseiten durch Übertragung der Wärme in einen geeigneten Wärmeträger erreicht . Dieser Wärmeträger kann z.B. Thermoöl, Wasser oder dergleichen sein, der das Produkt entweder direkt umströmt oder der durch Wärmetauscherflächen oder durch die Verpackung vom Produkt getrennt ist.
So können die Produkte oder die verpackten Produkte oder die Erhitzerrohre von außen mit Wasser umströmt werden. Dies kann z.B. durch den Einsatz eines Doppelmantelrohres als Erhitzerrohr oder dadurch erreicht werden, dass sich die verpackten Produkte in einem Wasserbad befinden oder von einem Wasserstrom umströmt werden. Dabei sollte das Wasser eine niedrigere oder maximal gleich hohe Temperatur aufweisen als die angestrebte maximale Temperatur des Produktes. Damit ist ein Abführen von Wärme aus Zonen mit einer Übertemperatur sichergestellt. Die Kontaktstellen zwischen Rohrwand bzw. der Produktverpackung und Produkt werden dadurch gekühlt, die elektrische Leitfähigkeit der Produktstelle wird gesenkt und eine
Temperaturvergleichmäßigung wird erreicht . So genannte Hot Spots und lokale Überhitzungen können an diesen Stellen vermieden werden. Neben Wasser können selbst- verständlich auch andere als Wärmeträger geeignete Medien eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird für den Transport der Wärme ein flüssiges oder gasförmiges Medium eingesetzt, das im HF-Feld nicht oder nur geringfügig erwärmt wird. Als in diesem Sinne inerte Flüssigkeit eignet sich im Besonderen destilliertes oder entionisiertes Wasser. Dieses wird in einem HF-Feld fast nicht erwärmt. Somit gelingt es, Wärme direkt im Bereich des HF-Feldes aus heißen Zonen des Produktes in ein Kühlmedium mit einer hohen Wärmekapazität sehr schnell abzuführen ohne das Kühlmedium durch das HF-Feld selbst zu erwärmen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Anwendung wird ein verpacktes Produkt durch ein definiert temperiertes Wasserbad mit entionisiertem oder destilliertem Wasser geführt. So kann ein verpacktes Produkt, das z.B. auf 90 °C erwärmt werden soll, zunächst durch ein kühles Wasserbad geführt werden, das eine Temperatur von z.B. 40 0C aufweist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass dünne Bereiche des Produktes und die Außenzonen auf Werte deutlich unter 90 0C gekühlt werden, während das Produkt im Wasserbad mit dem elektrischen Wechselfeld, insbesondere mit HF-Strahlung, beaufschlagt wird. Die inneren Bereiche werden dagegen nicht gekühlt, so dass insgesamt eine gleichmäßige Erwärmung bis zu einer Temperatur von 90 0C erreicht werden kann. Das Produkt kann dann bei Bedarf nach Verlassen des HF-Feldes in ein Wasserbad gefördert werden, das eine Temperatur von 90 0C aufweist. Hier werden dann die äußeren Bereiche auf die gewünschte Zieltemperatur erwärmt und dort gehalten. Durch diese Prozessführung kann trotz schneller Erhitzung vermieden werden, dass im Produkt höhere Temperaturen auftreten als 90 0C.
Es ist auch möglich und kann vielfach vorteilhaft sein, Wärme mittels Wärmeträgermedien in kältere Bereiche einzubringen z.B. in die Mitte des Erhitzerrohres. Hierfür können z.B. Wärmetauscherrohre in das Zentrum des Erhitzerrohres eingebracht werden, die z.B. mit heißem Wasser durchströmt werden. Auch durch diese Maßnahme kann eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung im Produkt erreicht werden. Es eignet sich auch die Einbringung eines Materials ins Innere der Rohre oder Produkte, das im HF-Feld besonders schnell erhitzt wird, wie z.B. Metall. Somit kann Wärme in der Mitte des Produktes gezielt erzeugt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Übertemperaturen besteht bei der Erwärmung von
Produkten mit einem Flüssiganteil in der Absenkung des Systemdrucks auf einem Wert, bei dem die Siedetemperatur des Flüssiganteils in etwa der Ziel- temperatur entspricht, auf die das Produkt erhitzt werden soll. Wird in einem wässrigen System ein Druck von z.B. 200 hPa (200 mbar) angelegt, so wird die Siedetemperatur des Wassers auf 60 0C reduziert . Wenn es erforderlich ist, dass die Produkt-Temperatur Werte von z.B. 60 0C nicht übersteigt und es die Produkt- Zusammensetzung zulässt, können dadurch gezielt kleine
Volumina des Produktes in heißen Zonen des Produktes verdampft werden. Der Dampf kann dann, vergleichbar der Dampfkavitation bei der konventionellen Erhitzung an heißen Flächen, zu kälteren Produktstellen im Erhitzerrohr oder in der Verpackung strömen. Dort kondensiert der Dampf unmittelbar an den kalten Produktstellen und erwärmt diese dabei. Durch die schnelle Kondensation wird ein Platzen der Verpackung oder ein Druckanstieg im Erhitzerrohr vermieden. Auch durch diese Maßnahme wird einer Strahlungserhitzung eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung und Konvektion überlagert und eine Temperaturvergleichmäßigung erreicht .
Ausführungsbeispiel: Erhitzerrohr für flüssige Suspensionen
100 kg einer FruchtZubereitung bestehend aus Erdbeeren, Zucker und Geliermittel wurden durch ein HF- Erhitzerrohr gefördert. Als Erhitzerrohr wurde ein Quarzglasrohr eingesetzt, an dem außen Aluminiumelektroden angebracht sind, an die ein HF-Feld angelegt wurde. In einem ersten Versuch wurde die Frucht- Zubereitung durch das HF-Feld gepumpt. An der Innenseite des Quarzglasrohres stellte sich aufgrund der hohen Produktviskosität und der damit verbundenen längeren Verweilzeit des Produktes eine Übertemperatur im Vergleich zur Kernströmung von 300K ein.
Zur ausreichenden Erwärmung des Produktes in der Kernströmung musste die Fördergeschwindigkeit so eingestellt werden, dass sich im Innern eine Temperatur von 70 0C ergab. An der Rohrwandung wurden dabei Temperaturen von über 100 0C erreicht, was die Qualität der Fruchtzubereitung massiv verschlechterte.
In einem zweiten Versuch, der gemäß dem vorliegenden Verfahren durchgeführt wurde, kam ein Doppelmantel-Quarzglasrohr zum Einsatz. Im inneren Rohr wurde wieder FruchtZubereitung gefördert. Durch den Außenmantel strömte destilliertes Wasser mit 60 0C. Durch das destillierte Wasser konnten Überhitzungen von der Rohrwand abgeführt werden, so dass das Produkt im Innern des Rohres gleichmäßig auf 700C erhitzt wurde und auch Produktteile an der Außenwand nicht heißer wurden. Eine gleichmäßige Pasteurisierung wurde erreicht.
Ausführungsbeispiel: Erhitzer für verpackte Lebensmittel
In der ersten Ausführung besteht der Erhitzer aus zwei parallelen Plattenelektroden von 40 cm x 40 cm im Abstand von 40 cm voneinander. Durch Anlegen einer Spannung von 10 kV und einer Frequenz von 27,12 MHz an die Elektroden entsteht im Luftraum zwischen den Elektroden ein Hochfrequenzfeld. Ein 1000 ml Konserven- glas wurde mit Früchten in Zuckeraufguss gefüllt und mit einem Schraubdeckel verschlossen. Das Konservenglas wurde in das Hochfrequenzfeld eingebracht und von 20 0C auf 90 0C erwärmt.
Die Aufheizrate der Früchtemischung war gering. Ferner kam es am Boden des Glases und an der Schulter zum Schraubrand zu erhöhten Temperaturen über 100 °C.
In einer zweiten Ausführung ist der Raum zwischen den Elektroden mit einem quaderförmigen Wasserbecken ausgefüllt, dessen Wände und Boden aus elektrisch isolierenden Materialen, z.B. Borsilikatglas ausgeführt sind. Das Wasserbecken wurde mit 70 0C warmem, entionisiertem Wasser gefüllt . Die Elektrodenspannung betrug 10 kV mit einer Frequenz von 27,12 MHz. Ein Konservenglas in der gleichen Ausführung und mit der gleichen Füllung wie in der ersten Ausführung beschrieben wurde in das Wasserbad eingebracht und von 20 0C auf 90 0C in 120 Sekunden erwärmt. Die Aufheizrate war etwa um den Faktor 100 höher als in der ersten Ausführung des Erhitzers. Die Temperaturerhöhungen am Boden und an der Schulter des Glases konnten durch die kühlende Wirkung des Wasserbades deutlich geringer gehalten werden als in der ersten Erhitzerausführung.
Das Verfahren in der zweiten Ausführung eignet sich gleichermaßen für Produkte in Kunststofffolien-- beuteln, in Kunststoffbechern und in Kunststoffeimern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur gleichmäßigen Erhitzung von Produkten, bei dem die Produkte in einem elektromagnetischen Wechselfeld, insbesondere einem HF-Feld, erhitzt werden, durch das sich erste Bereiche der Produkte stärker erwärmen als zweite Bereiche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bereiche zumindest vor oder während der Erhitzung in dem Wechselfeld durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung gekühlt und/oder die zweiten Bereiche durch zusätzliche Mittel und/oder Maßnahmen zur Wärmeübertragung erwärmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Bereiche mit einem Wärmeträger als Mittel zur Wärmeübertragung in Kontakt gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger ein flüssiges oder gasförmiges Medium ist, mit dem die Produkte umströmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Bereiche mit zumindest einem Wärmetauscher als Mittel zur Wärmeübertragung in Kontakt gebracht werden, in dem ein Wärmeträger strömt .
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in einem Erhitzerrohr erwärmt werden, das als Doppelmantelrohr mit einem inneren Volumen und einem äußeren Volumen ausgebildet ist, wobei die Produkte in das innere Volumen eingebracht werden und das äußere Volumen von einem Wärmeträger durchströmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in einem Erhitzerrohr erwärmt werden, das als Doppelmantelrohr mit einem inneren Volumen und einem äußeren Volumen ausgebildet ist, wobei die Produkte in das äußere Volumen eingebracht werden und das innere Volumen von einem Wärmeträger durchströmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Produkten um verpackte
Produkte handelt, die mit ihrer Verpackung in ein flüssiges Medium als Mittel zur Wärmeübertragung eingebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium ein Wasserbad ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeträger ein Medium eingesetzt wird, das durch das Wechselfeld nicht oder zumindest schwächer als die Produkte erwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeträger ein Medium eingesetzt wird, das durch das Wechselfeld stärker als die Produkte erwärmt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger temperiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in einem Erhitzerrohr erwärmt werden, auf dessen Achse ein oder mehrere Elemente aus einem Festkörpermaterial angeordnet sind, das sich im Wechselfeld stärker erwärmt als die Produkte in diesem Bereich.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erhitzung von Produkten mit einem Flüssiganteil auf eine Zieltemperatur, insbesondere von wässrigen Produkten, ein Druck eingestellt wird, bei dem die Siedetemperatur des
Flüssiganteils in etwa der Zieltemperatur entspricht .
PCT/DE2006/000795 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten WO2006125411A1 (de)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0610164A BRPI0610164A2 (pt) 2005-05-23 2006-05-09 "processo para o aquecimento homogêneo de produtos"
JP2008512682A JP2008541706A (ja) 2005-05-23 2006-05-09 製品の均質な加熱方法
PL06722849T PL1891835T3 (pl) 2005-05-23 2006-05-09 Sposób równomiernego grzania produktów
CN2006800178629A CN101213874B (zh) 2005-05-23 2006-05-09 均匀加热产品的方法
DE112006002005T DE112006002005A5 (de) 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen Erhitzung von Produkten
EP06722849A EP1891835B1 (de) 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten
DK06722849.4T DK1891835T3 (da) 2005-05-23 2006-05-09 Fremgangsmåde til homogen opvarmning af produkter
CA002608298A CA2608298A1 (en) 2005-05-23 2006-05-09 Method for homogeneously heating products
US11/920,775 US20090297680A1 (en) 2005-05-23 2006-05-09 Method for homogeneously heating products
AT06722849T ATE476085T1 (de) 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten
DE502006007537T DE502006007537D1 (de) 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten
NO20075870A NO20075870L (no) 2005-05-23 2007-11-15 Fremgangsmate for homogen oppvarming av produkter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005024152 2005-05-23
DE102005024152.2 2005-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006125411A1 true WO2006125411A1 (de) 2006-11-30

Family

ID=36785213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2006/000795 WO2006125411A1 (de) 2005-05-23 2006-05-09 Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20090297680A1 (de)
EP (2) EP2001268A3 (de)
JP (1) JP2008541706A (de)
CN (1) CN101213874B (de)
AT (1) ATE476085T1 (de)
BR (1) BRPI0610164A2 (de)
CA (1) CA2608298A1 (de)
DE (2) DE112006002005A5 (de)
DK (1) DK1891835T3 (de)
ES (1) ES2347464T3 (de)
NO (1) NO20075870L (de)
PL (1) PL1891835T3 (de)
PT (1) PT1891835E (de)
WO (1) WO2006125411A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021212286A1 (de) 2021-11-01 2023-05-04 Benecke-Kaliko Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Flächenproduktes

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015023826A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 食品の加熱処理方法
JP6484783B2 (ja) * 2014-12-11 2019-03-20 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 食品の加圧加熱処理装置及び加圧加熱処理方法
CN104902603B (zh) * 2015-05-05 2017-03-01 昆明理工大学 一种快速加热Al2O3的方法及装置
CN113712265B (zh) * 2021-10-08 2024-08-13 海南摩尔兄弟科技有限公司 气溶胶生成品、电子雾化器和雾化系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4091119A (en) * 1976-05-13 1978-05-23 Jean Bach Method for uniform heating of a foodstuff for preservation and apparatus therefor
US20030198721A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-23 Price William D. Jacketed reclosable container

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR941191A (fr) * 1944-07-20 1949-01-04 Int Standard Electric Corp Perfectionnements aux procédés de traitement des produits alimentaires par la haute fréquence
US2761940A (en) * 1951-04-02 1956-09-04 Julius W Mann Immersion high frequency heating apparatus and method
DE2422530C3 (de) * 1974-05-09 1980-10-16 Bach, Hannelore Wilhelmine Else, 8032 Graefelfing Verfahren zur Konservierung von wasser- und/oder eiweißhaltigen homogenen Lebensmitteln
JPS59119188A (ja) * 1982-12-26 1984-07-10 Sanai Yoshitaka エネルギ−の収集、輸送方法及びその実施に利用する蓄熱器
JPS59137057A (ja) * 1983-01-27 1984-08-06 東洋製罐株式会社 殺菌処理法
JP2717833B2 (ja) * 1989-01-19 1998-02-25 株式会社スワーク 通電加工食品の製造方法およびその食品容器
JPH0640809B2 (ja) * 1990-03-15 1994-06-01 東洋製罐株式会社 食品の加熱方法
JPH04126060A (ja) * 1990-09-18 1992-04-27 Toppan Printing Co Ltd 加熱殺菌方法
CN2076871U (zh) * 1990-10-24 1991-05-15 唐小明 套管双效膜式蒸发器
JP3160903B2 (ja) * 1990-11-19 2001-04-25 凸版印刷株式会社 加熱殺菌方法
JPH06300470A (ja) * 1993-04-09 1994-10-28 Hisaka Works Ltd ３重管式熱交換器及び加熱・冷却ユニット
JP2875157B2 (ja) * 1994-05-24 1999-03-24 山本ビニター株式会社 加熱殺菌装置
DK174057B1 (da) * 1994-08-17 2002-05-13 Tulip Internat A S Fremgangsmåde og apparat til opvarmning af medier ved hjælp af højfrekvente elektromagnetiske bølger
US5614238A (en) * 1995-05-16 1997-03-25 Mendez; Alejandro Process for the natural aseptic packaging of juices for extending shelf life without refrigeration
US6251466B1 (en) * 1996-08-15 2001-06-26 Brookside Foods, Ltd. Particulate natural fruit product and method of making same
JP3601570B2 (ja) * 1997-03-27 2004-12-15 日世株式会社 食品の殺菌方法
JP2001149007A (ja) * 1999-11-30 2001-06-05 Snow Brand Milk Prod Co Ltd カードの連続製造方法および連続加熱装置
JP4065768B2 (ja) * 2002-11-28 2008-03-26 株式会社フロンティアエンジニアリング 飲食物の加熱装置
JP2004290094A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Toyo Jidoki Co Ltd 食品の殺菌方法及び装置
US7213851B2 (en) * 2003-03-27 2007-05-08 Jesse A Mann Canning rack utensil
JP2006067943A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Mayekawa Mfg Co Ltd 上限臨界温度を有する流動食品の加熱方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4091119A (en) * 1976-05-13 1978-05-23 Jean Bach Method for uniform heating of a foodstuff for preservation and apparatus therefor
US20030198721A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-23 Price William D. Jacketed reclosable container

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021212286A1 (de) 2021-11-01 2023-05-04 Benecke-Kaliko Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Flächenproduktes

Also Published As

Publication number Publication date
CA2608298A1 (en) 2006-11-30
DK1891835T3 (da) 2010-11-15
EP1891835B1 (de) 2010-07-28
PT1891835E (pt) 2010-10-22
DE502006007537D1 (de) 2010-09-09
CN101213874B (zh) 2012-02-29
NO20075870L (no) 2007-12-19
EP2001268A3 (de) 2014-06-18
CN101213874A (zh) 2008-07-02
US20090297680A1 (en) 2009-12-03
ATE476085T1 (de) 2010-08-15
BRPI0610164A2 (pt) 2016-08-23
PL1891835T3 (pl) 2010-11-30
EP2001268A2 (de) 2008-12-10
JP2008541706A (ja) 2008-11-27
DE112006002005A5 (de) 2008-04-30
ES2347464T3 (es) 2010-10-29
EP1891835A1 (de) 2008-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69205296T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbewahrung von biologischen Produkten.
DE60123645T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur sterilisation
EP1891835B1 (de) Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten
Huang et al. Designs of pulsed electric fields treatment chambers for liquid foods pasteurization process: A review
DE2144778C2 (de) Verfahren zum Sterilisieren oder Pasteurisieren gesonderter Körper aus einem hitzeempfindlichen Nahrungsmittelprodukt
JP4977812B2 (ja) 食材の塊を低温殺菌する装置
DE4310753A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum elektrischen Erhitzen von Flüssigei
DE69033273T2 (de) Gepulste hochspannungssysteme zur verlängerung der haltbarkeit von pumpfähigen nährmtteln
JP2008022852A (ja) 塩水の後添加を伴う通電加熱によって殺菌された無菌食料品を製造するためのシステム
KR20140047697A (ko) 멸균 온도에서 불안정한 에멀젼, 특히 피부용 코스메틱 에멀젼을 초고온에서 멸균하기 위한 장치 및 방법
WO2007108674A1 (en) Device for pasteurizing a mass of foodstuff
EP2613646B1 (de) Beschickungsbehälter und Verfahren zur zeitgleichen Hochdruck- und Temperaturbehandlung eines Nahrungsmittels in einem Hochdruckkessel
DE69606997T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur sterilisierung von biologischen flüssigkeiten, insbesondere milch und dessen nebenprodukten
Kumar et al. Overcoming issues associated with the scale-up of a continuous flow microwave system for aseptic processing of vegetable purees
EP2604090A1 (de) Verfahren zur gleichmässigen erhitzung von produkten durch ein hochfrequentes elektromagnetisches wechselfeld
DE2144732A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln eines wärmeempfindlichen Produkts vor dessen elektromagnetischem Erhitzen
DE102016116529A1 (de) Füllmaschine und Verfahren zum sterilen Abfüllen eines Lebensmittels umfassend eine Hauptkomponente und eine Zusatzkomponente
DE4413500A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Pasteurisierung von Flüssigei
DE2834515A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von lebensmitteln
DE60218070T2 (de) Industrielle vorrichtung zum anlegen eines hochfrequenten elektromagnetischen feldes an halbleitende bzw. dielektrische materialien
US11882856B2 (en) System and method for continuous thermal treatment of a flowable product
DE3606032A1 (de) Vorrichtung fuer konduktive erwaermung fliessfaehigen gutes
DE2410283A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur hitzebehandlung von lebensmitteln
Reuter Basic principles
Dhobale et al. Microwave Heat treatment for Milk Processing

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2608298

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008512682

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680017862.9

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11920775

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006722849

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120060020056

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006722849

Country of ref document: EP

REF Corresponds to

Ref document number: 112006002005

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080430

Kind code of ref document: P

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0610164

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20071122