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WO2015067393A1 - Verfahren und vorrichtung zur rohstoffaufbereitung und effektiven herstellung von rohdauerwaren auf fleisch- und wurstbasis - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur rohstoffaufbereitung und effektiven herstellung von rohdauerwaren auf fleisch- und wurstbasis Download PDF

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WO2015067393A1
WO2015067393A1 PCT/EP2014/069779 EP2014069779W WO2015067393A1 WO 2015067393 A1 WO2015067393 A1 WO 2015067393A1 EP 2014069779 W EP2014069779 W EP 2014069779W WO 2015067393 A1 WO2015067393 A1 WO 2015067393A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vacuum
drying
raw material
treated
adsorber
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/069779
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fritz Kortschack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Triton GmbH
Original Assignee
DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Triton GmbH
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
Application filed by DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV, Triton GmbH filed Critical DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Priority to US15/035,127 priority Critical patent/US20160309729A1/en
Priority to JP2016552670A priority patent/JP2016537025A/ja
Priority to EP14772302.7A priority patent/EP3068231A1/de
Priority to CA2929183A priority patent/CA2929183A1/en
Priority to CN201480061531.XA priority patent/CN105722398A/zh
Publication of WO2015067393A1 publication Critical patent/WO2015067393A1/de
Priority to IL245212A priority patent/IL245212A0/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • A23B4/00—Preservation of meat, sausages, fish or fish products
    • A23B4/03—Drying; Subsequent reconstitution
    • A23B4/033—Drying; Subsequent reconstitution with addition of chemicals
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    • A23B4/03—Drying; Subsequent reconstitution
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    • A23B4/14—Preserving with chemicals not covered by groups A23B4/02 or A23B4/12
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    • A23L13/60—Comminuted or emulsified meat products, e.g. sausages; Reformed meat from comminuted meat product
    • A23L13/65—Sausages
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Definitions

  • the invention relates to a method for processing raw material and effective production of raw durables on meat or sausage basis by drying and ripening process together with addition of starter cultures, wherein the raw material or an already existing intermediate product is exposed to a vacuum, and an associated device according to the preamble of claims 1 and 7.
  • freeze-dried meat requires contradictory conditions during the production of the raw material, which leads to increased costs and burdens on the raw material substance. It has been found that, as a result of the freeze-drying, the desired total coloring and protein potential for the production of raw sausage is not available or is retained. The frequently observed oxidation, in particular of fatty components, can not be completely ruled out.
  • the adsorbents used e.g. Silica gel or zeolite, have a high water-binding capacity under vacuum and can be used according to the invention in a corresponding device.
  • moisture released in the course of the treatment under vacuum is bound by means of adsorbents to accelerate the drying process of the raw material or of an already existing intermediate product, wherein the adsorption process starts or stops depending on the desired degree of drying or aw value of the raw material or intermediate product runs in several stages.
  • the regeneration of adsorbents used is preferably energy-saving through the use of waste heat from subsequent raw material process treatment steps possible.
  • Released condensation and adsorption heat can be used for gentle heating of the raw material or the intermediate product.
  • the raw material or the intermediate product may be partially provided with a sheath in order to accomplish a selective drying and a selective moisture removal.
  • Meat is introduced as a material to be treated in a double-walled vacuum tumbler or vacuum mixer.
  • the material to be treated is regularly rearranged to ensure uniform drying.
  • a vacuum is drawn in the tumbler or mixer.
  • moisture is removed from the meat.
  • the energetic concept according to the invention consists in utilizing the evaporation cooling produced during the vacuum withdrawal for cooling the adsorbents having a hygroscopic effect. In this regard, the heating of the adsorbents is counteracted, resulting in a lower efficiency.
  • the incorporation of moisture into the adsorbents of an adsorber used generates heat. This heat is used to heat the double-walled vacuum vessel. This heating of the container at the same time the material to be treated is heated, resulting in a faster discharge of water from the material to be treated.
  • the treated material Due to the evaporating under vacuum from the treated water, the treated material is cooled due to the evaporation of cold. The vapor pressure decreases with decreasing temperature. For this reason, it is necessary and preferred to keep the material to be dried at the highest possible, but not product-damaging level.
  • the transfer to the material to be treated can be done, for example, via pipe coils in the treatment space, the aforementioned heatable double jacket and / or heated stirring arms in a rigid or rotating vacuum container.
  • the item to be treated can be dried according to the invention in a very small space, wherein the shifting movements ensure that the surface of the item undergoes uniform drying.
  • double-walled tempered plates occupied by the material to be treated are used.
  • a germ-reducing treatment by plasma or pulsed light can be performed.
  • the treatment room can be designed as a conventional vacuum tumbler, vacuum mixer or other evacuable container in which the material to be treated is subjected to slow redeployment or movement.
  • the container used should ensure a high drying rate by supplying heat to the material to be treated during vacuum drying.
  • a vacuum container drying space is initially provided with means for introducing and removing the treated material.
  • the drying chamber is preferably a vacuum tumbler or vacuum mixer application.
  • the vacuum container drying space can be brought into contact with an evacuated adsorber via a first valve arrangement. Furthermore, the adsorber is coupled via a second valve arrangement with a condenser, wherein adsorbed after opening of the first valve arrangement of the adsorber in the vacuum container drying space released water vapor. To adjust the water vapor pressure, the adsorber is designed to be coolable and heatable.
  • a plurality of adsorbers with associated valve arrangements can be connected to a vacuum container drying space and can be operated in a phase-shifted or anticyclical manner.
  • the adsorber or the adsorber can be designed as a zeolite-coated heat exchanger and cooled or heated by a heat transfer fluid.
  • all areas of the device potentially coming into contact with the material to be treated are provided with an antimicrobial coating, for example an antimicrobial powder coating.
  • means for generating a dielectric barrier discharge for the purpose of inactivating microorganisms may be provided.
  • this alternating voltage gas discharge creates a low-temperature plasma, or cold plasma called, which is used for surface disinfection and sometimes conventional disinfectants, which are not tastes or odor-neutral, is superior.
  • the invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of a figure.
  • the figure shows the basic structure of an adsorptive vacuum dryer according to the invention.
  • moist substances e.g. Food can be dried by adsorption of water vapor in an effective manner, so that sets a faster and energy-saving drying process.
  • a regeneration of the adsorbent or of the adsorbents can be carried out in an energy-saving manner.
  • the exemplary device starts from an adsorber 1, which is designed as a zeolite-coated heat exchanger and which is heated by a heat transfer medium, e.g. Water or air, can be heated or cooled.
  • a heat transfer medium e.g. Water or air
  • a vacuum container drying space 3 Within a vacuum container drying space 3 is the item to be dried 2.
  • the relevant container 3 may be provided with a simple vacuum flange, but also with a lock system to avoid a regular Nachevakuleiter.
  • the vacuum container drying chamber 3 is connected to the adsorber 1 via a first valve arrangement 5.
  • the adsorber 1 is coupled to a condenser-heat exchanger 4, which by means of heat transfer medium, e.g. Water or air, can be cooled.
  • heat transfer medium e.g. Water or air
  • the valve arrangement or the container separation 5; 6 can be switched or automatically executed as a check valve in the sense of a flutter valve become.
  • the separation itself can be realized as a relatively thin, intrinsically stable sheet material, since both the vacuum box drying chamber 3 and the adsorber 1 are evacuated.
  • the container separation with valve between adsorber 1 and 4 condenser space can be switched or automatically realized as a check valve. Again, the spatial separation can be realized on an inherently stable sheet material, since the device components 3 and 1 are under vacuum. Due to the higher water vapor density present in the second valve arrangement, a smaller valve cross section is conceivable with regard to the first valve arrangement.
  • the reference numeral 8 shows a connection to a vacuum pump.
  • the outer housing comprising adsorber, vacuum container drying chamber and condenser heat exchanger
  • the outer housing can be realized as a common housing with correspondingly thinner intermediate walls with a view to the overall arrangement under vacuum.
  • the good to be treated i. the Trocknungsgut
  • the vacuum box drying chamber 3 With the application of a vacuum moisture evaporates, especially water.
  • the first valve arrangement 5 then opens or the valve opens itself, on the basis of the resulting pressure difference.
  • the previously regenerated adsorber 1 absorbs the released water vapor.
  • the first valve assembly 5 When the adsorber 1 is saturated with water vapor, the first valve assembly 5 is closed or closes because the pressure difference is reduced. In order to achieve a maximum capacity, the adsorber 1 is cooled. About the choice of the cooling temperature, the minimum achievable Water vapor pressure can be adjusted so that in the event that a certain degree of drying may not be exceeded, a corresponding equilibrium quasi automatically.
  • condensation and adsorption heat released during the process at a lower temperature can be used according to the invention for gentle heating of the material to be dried.
  • minimum achievable vapor pressures can be preset, which can not be undershot. This default value can also be changed during the drying phase by changing the temperatures. be fit. As a result, a particularly gentle drying of the drying or treated good is possible.
  • the device used can be a vacuum tumbler or vacuum mixer or similar container to be evacuated, in which the material to be treated can be exposed to a slow motion or can be stored in very thin layers.
  • the treatment room has a vacuum-tight closable opening, via which the material to be treated can be introduced and removed. Through this opening then there is the possibility of appropriate cleaning of the device.
  • the material to be treated can be moved in and out of the vacuum container drying space via a vacuum lock.
  • the treatment device communicates with tubing connections and valve assemblies with their specific evacuated adsorbers containing adsorbents.
  • a separation under vacuum from the treatment chamber is advantageous, so that the water stored in the adsorbents can be expelled by a heat transfer fluid.
  • a likewise evacuated cold trap is connected to the adsorber, so that steam resulting from the subsequent heating within the adsorber can precipitate on cold surfaces of the cold trap until the reuse of the corresponding adsorber for dehumidification is possible.
  • the water collected in the cold trap is removed from the adsorber after vacuum separation or decoupling.
  • the adsorbents in the adsorber boxes should be kept constantly under vacuum. This means that the treatment chamber or the cold trap before connection or coupling with the corresponding adsorber have an equal vacuum level.
  • salt can be added.
  • the salt although water binding, acts as a transport aid.
  • the addition of starter cultures and spice mixtures for the preparation of, in particular, raw sausage meat can already take place during the drying phase. In this case, it is desirable to ensure as fast as possible further processing such as crushing, filling, tires and so on.
  • the following tabular overview shows the result of an adsorption attempt on raw sausage / silica gel with silica gel as adsorbent.
  • the basic meat was pork in the composition 75:25, i. relatively lean and gewollft available, which was mixed with 28g / kg nitrate pickling salt.
  • the pre-shredded sausage meat was weighed exactly into an ice-cream dispenser.
  • the adsorbent used is weighed dry silica gel.
  • the entire system is then evacuated and the vacuum maintained throughout the treatment time.
  • the eksiccator was placed in a cold water bath so that the silica gel used is subject to cooling to maintain the water receptivity.
  • the exemplary procedure was limited to four hours.
  • porous glasses By adjusting the pore size, the pore volume and the particle shape, an optimum of moisture storage capacity can be realized.
  • Used porous glasses are able to absorb vaporous water, store and remove the moisture after a given time again.
  • the advantage of porous glasses is their non-toxicity and the fact that they are not flammable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen, wobei der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt einem Vakuum ausgesetzt wird. Erfindungsgemäß wird bei der Behandlung unter Vakuum freigesetzte Feuchte, insbesondere Wasser oder Wasserdampf, zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses mittels Adsorbentien gebunden, wobei der Adsorptionsprozess je nach gewünschtem Trocknungsgrad oder aw-Wert des Rohstoffs oder Zwischenprodukts ein- oder mehrstufig abläuft.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- und Wurstbasis
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen, wobei der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt einem Vakuum ausgesetzt wird, sowie eine zugehörige Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 7.
Insbesondere in der Fleischwarenindustrie werden vielfach Produktionstechniken angewandt, deren Behandlungsschritte letztendlich beim Endprodukt zu einer Qualitätsverminderung führen und sich durch einen hohen Energieverbrauch auszeichnen. Als Beispiel sei hier auf die Produktion von Brühwürstchen verwiesen, die etappenweise erhitzt, gekühlt, erhitzt und wieder gekühlt werden.
Insbesondere der Einsatz von gefriergetrocknetem Fleisch erfordert während der Produktion des Rohmaterials widersprechende Bedingungen, die zu erhöhten Kosten und Belastungen der Rohstoffsubstanz führen. Es hat sich gezeigt, dass im Ergebnis der Gefriertrocknung nicht das gewünschte gesamte Färb- und Eiweißpotential für die Fertigung von Rohwurst zur Verfügung steht bzw. erhalten bleibt. Auch die häufig beobachtete Oxida- tion insbesondere von Fettbestandteilen lässt sich nicht gänzlich ausschließen.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen anzugeben, wobei in an sich bekannter Weise der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt zunächst einem Vakuum ausgesetzt wird. Der eigentliche Trocknungsschritt soll dann derart realisierbar sein, dass ohne Gefriervorgang die für die Reifung notwendige Anfangswasseraktivität (aw-Wert) erreichbar ist, ohne dass Oxidationser- scheinungen auftreten oder das Färb- und Eiweißpotential nicht mehr in der gewünschten Weise für das Gelingen eines hochwertigen Fertigprodukts zur Verfügung steht.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig durch die Lehre nach Anspruch 1 sowie vorrichtungsseitig mit der Merkmalskombination nach Anspruch 7, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Es wird demnach erfindungsgemäß dem Rohprodukt, insbesondere dem Frischfleisch unter Vakuum mit Hilfe von Adsorbentien so viel Wasser entzogen, dass der aw-Wert der Gesamtmischung einen solchen Wert erreicht, dass die Starterkulturen im nachfolgenden Behandlungs- bzw. Produktions- prozess wirksam werden können und die erforderlichen biochemischen Vorgänge ungestört ablaufen.
Die eingesetzten Adsorbentien, wie z.B. Silikagel oder Zeolith, weisen unter Vakuum eine hohe Wasserbindefähigkeit auf und können in einer entsprechenden Vorrichtung erfindungsgemäß genutzt werden.
Es wird demnach bei der Behandlung unter Vakuum freigesetzte Feuchte, insbesondere Wasser oder Wasserdampf, zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses des Rohstoffs bzw. eines bereits vorliegenden Zwischenprodukts mittels Adsorbentien gebunden, wobei der Adsorptionsprozess je nach gewünschtem Trocknungsgrad oder aw-Wert des Rohstoffs oder Zwischenprodukts ein- oder mehrstufig abläuft. Die Regeneration eingesetzter Adsorbentien ist bevorzugt durch die Nutzung von Abwärme aus nachfolgenden Rohstoffprozess-Behandlungs- schritten energiesparend möglich.
Freigesetzte Kondensations- und Adsorptionswärme kann zur schonenden Erwärmung des Rohstoffs bzw. des Zwischenprodukts genutzt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Rohstoff oder das Zwischenprodukt teilweise mit einer Umhüllung versehen sein, um eine selektive Trocknung und einen selektiven Feuchteentzug zu bewerkstelligen.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Lösung wird z.B. Fleisch als Behandlungsgut in einen doppelwandigen Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer eingebracht. Das Behandlungsgut wird regelmäßig umgeschichtet, um eine gleichmäßige Trocknung zu gewährleisten. Um nun den Trocknungsvorgang einzuleiten, wird im Tumbler oder Mischer ein Vakuum gezogen. Durch das Anlegen eines entsprechenden Vakuums wird dem Fleisch Feuchtigkeit entzogen. Das erfindungsgemäße energetische Konzept besteht darin, die beim Vakuumentzug entstehende Verdunstungskälte zum Kühlen der hygroskopisch wirkenden Adsorbentien zu nutzen. Diesbezüglich wird der Erwärmung der Adsorbentien mit der Folge eines schlechteren Wirkungsgrads entgegengewirkt. Bei der Einlagerung der Feuchtigkeit in die Adsorbentien eines eingesetzten Adsorbers entsteht Wärme. Diese Wärme wird zum Erwärmen des doppelwandigen Vakuumbehälters genutzt. Durch diese Erwärmung des Behälters wird gleichzeitig das Behandlungsgut erwärmt, was zu einer schnelleren Wasserabgabe aus dem Behandlungsgut führt.
Durch das unter Vakuum aus dem Behandlungsgut verdampfende Wasser wird infolge der Verdunstungskälte das Behandlungsgut gekühlt. Der Dampfdruck nimmt hierbei mit sinkender Temperatur ab. Aus diesem Grund ist es notwendig und bevorzugt, das zu trocknende Behandlungsgut auf einem möglichst hohen, jedoch nicht produktschädigenden Niveau zu halten. Insofern wird wie vorerwähnt die während der Wassereinlagerung in den Adsorbentien innerhalb einer speziellen Adsorberanordnung entstehende Wärme dem zu trocknenden Gut zugeführt. Die Übertragung auf das Behandlungsgut kann z.B. über Rohrschlangen in dem Behandlungsraum, dem vorerwähnten beheizbaren Doppelmantel und/oder beheizbaren Rührarmen in einem starren bzw. rotierenden Vakuum-Behälter geschehen.
Durch eine Steuerung der jeweiligen Temperaturen in dem Vakuum-Trocknungsbehälter bzw. der Adsorbervorrichtung, durch Austausch von Kühlbzw. Temperiermedien über einen entsprechenden Kreislauf und steuerungstechnische Mittel kann der Wirkungsgrad im Vakuum-Behälter bzw. der Adsorbervorrichtung im Sinne einer schnellen und effektiven Trocknung energiesparend beeinflusst werden.
Im Gegensatz zur bekannten Gefriertrocknung kann das Behandlungsgut erfindungsgemäß in einem sehr kleinen Raum getrocknet werden, wobei die umschichtenden Bewegungen dafür sorgen, dass die Oberfläche des Gutes einer gleichmäßigen Trocknung unterliegt.
Denkbar ist hier auch, dass mit dem Behandlungsgut belegte, doppelwan- dige temperierte Platten zum Einsatz kommen. Während des Trocknungsprozesses oder im Anschluss daran kann eine keimreduzierende Behandlung durch Plasma oder gepulstes Licht vorgenommen werden.
Der Behandlungsraum kann als üblicher Vakuum-Tumbler, Vakuum-Mischer oder sonstiger evakuierbarer Behälter ausgeführt sein, in dem das Behandlungsgut einer langsamen Umschichtung oder Bewegung ausgesetzt ist. Der eingesetzte Behälter soll durch Zuführung von Wärme an das Behandlungsgut während der Vakuum-Trocknung eine hohe Trocknungsrate gewährleisten.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen, wobei der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt einem Vakuum ausgesetzt wird, ist zunächst ein Vakuumbehälter-Trocknungsraum mit Mitteln zum Ein- und Ausbringen des Behandlungsguts vorgesehen. Als Trocknungsraum findet bevorzugt ein Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer Anwendung.
Der Vakuumbehälter-Trocknungsraum ist über eine erste Ventilanordnung mit einem evakuierten Adsorber in Verbindung bringbar. Weiterhin ist der Adsorber über eine zweite Ventilanordnung mit einem Kondensator gekoppelt, wobei nach Öffnung der ersten Ventilanordnung der Adsorber im Vakuumbehälter-Trocknungsraum freigesetzten Wasserdampf adsorbiert. Zur Einstellung des Wasserdampfdrucks ist der Adsorber kühl- und heizbar ausgeführt.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Adsorber mit zugehörigen Ventilanordnungen mit einem Vakuumbehälter-Trocknungsraum verbunden sein und phasenverschoben bzw. antizyklisch betrieben werden.
Der oder die Adsorber können als Zeolith-beschichtete Wärmeübertrager ausgebildet sein und durch ein Wärmeträgerfluid gekühlt oder beheizt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind alle potentiell mit dem Behandlungsgut in Kontakt kommenden Bereiche der Vorrichtung mit einer antimikrobiellen Beschichtung, beispielsweise einem antimikrobiellen Pulverlack versehen.
Darüber hinaus können Mittel zum Erzeugen einer dielektrischen Barriereentladung zum Zweck der Inaktivierung von Mikroorganismen vorgesehen werden. Mit Hilfe dieser Wechselspannungs-Gasentladung entsteht ein Niedertemperaturplasma, oder auch kaltes Plasma genannt, welches der Oberflächendesinfektion dient und teilweise üblichen Desinfektionsmitteln, die im Übrigen nicht geschmacks- oder geruchsneutral sind, überlegen ist. Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.
Die Figur zeigt hierbei den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen adsorptiven Vakuumtrockners.
Mit Hilfe des in der Figur vom Grundaufbau her dargestellten sorptiv unterstützten Vakuumtrockners können feuchte Substanzen, z.B. Lebensmittel durch Adsorption von Wasserdampf in effektiver Weise getrocknet werden, so dass sich ein schnellerer und energiesparender Trocknungsprozess einstellt.
Insbesondere dann, wenn während folgender oder begleitender Produktionsschritte Abwärme entsteht, kann in energiesparender Weise eine Regeneration des Adsorbens bzw. der Adsorbentien vorgenommen werden.
Die beispielhafte Vorrichtung gemäß Figur geht von einem Adsorber 1 aus, der als Zeolith-beschichteter Wärmeübertrager ausgebildet ist und welcher durch ein Wärmeträgermedium, z.B. Wasser oder Luft, beheizt oder gekühlt werden kann.
Innerhalb eines Vakuumbehälter-Trocknungsraums 3 befindet sich das Trocknungsgut 2. Zur Beschickung kann der diesbezügliche Behälter 3 mit einem einfachen Vakuumflansch, aber auch mit einem Schleusensystem zur Vermeidung einer regelmäßigen Nachevakuierung versehen sein.
Der Vakuumbehälter-Trocknungsraum 3 steht über eine erste Ventilanordnung 5 mit dem Adsorber 1 in Verbindung. Über eine weitere Ventilanordnung 6 ist der Adsorber 1 mit einem Kondensator-Wärmeübertrager 4 gekoppelt, der mittels Wärmeträgermedium, z.B. Wasser oder Luft, gekühlt werden kann.
Die Ventilanordnung bzw. die Behältertrennung 5; 6 kann schaltbar oder selbsttätig als Rückschlagklappe im Sinne eines Flatterventils ausgeführt werden. Die Trennung selbst kann als relativ dünnes, eigenstabiles Blechmaterial realisiert werden, da sowohl der Vakuumbehälter-Trocknungsraum 3 als auch der Adsorber 1 evakuiert sind. Auch die Behältertrennung mit Ventil zwischen Adsorberraum 1 und Kondensatorraum 4 kann schaltbar oder selbsttätig als Rückschlagklappe realisiert werden. Auch hier kann die räumliche Trennung über ein eigenstabiles Blechmaterial realisiert werden, da die Vorrichtungsbestandteile 3 und 1 unter Vakuum stehen. Aufgrund der bei der zweiten Ventilanordnung vorliegenden höheren Wasserdampfdichte ist hinsichtlich der ersten Ventilanordnung ein geringerer Ventilquerschnitt denkbar.
Über eine Schleuse 7 wird Kondensat aus dem Raum mit Kondensator- Wärmeübertrager 4 entfernt. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Anschluss zu einer Vakuumpumpe dargestellt.
Grundsätzlich kann das Außengehäuse, umfassend Adsorber, Vakuumbehälter-Trocknungsraum sowie Kondensator-Wärmeübertrager, als gemeinsame Umhausung realisiert werden mit entsprechend dünneren Zwischenwänden mit Blick auf die insgesamt unter Vakuum stehende Anordnung.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei nachstehend erläutert.
Zunächst wird das zu behandelnde Gut, d.h. das Trocknungsgut, in den Vakuumbehälter-Trocknungsraum 3 eingeführt. Mit Anlegen eines Vakuums verdampft Feuchtigkeit, insbesondere Wasser. Es erfolgt dann ein Öffnen der ersten Ventilanordnung 5 bzw. das Ventil öffnet sich selbst, und zwar aufgrund der entstehenden Druckdifferenz. Der im Vorfeld regenerierte Adsorber 1 absorbiert den freigesetzten Wasserdampf.
Wenn der Adsorber 1 mit Wasserdampf gesättigt ist, wird die erste Ventilanordnung 5 geschlossen oder schließt sich, da die Druckdifferenz abgebaut wird. Um eine maximale Kapazität zu erreichen, wird der Adsorber 1 gekühlt. Über die Wahl der Kühltemperatur kann der minimal erreichbare Wasserdampfdruck eingestellt werden, so dass für den Fall, dass ein bestimmter Trocknungsgrad nicht überschritten werden darf, sich ein entsprechendes Gleichgewicht quasi automatisch einstellt.
Mittels Aufheizen des Adsorbers 1 wird der adsorbierte Wasserdampf freigesetzt. Es findet hierbei eine Regeneration des Adsorbers bzw. der Ad- sorbentien statt. Nach Öffnen der zweiten Ventilanordnung 6 bzw. einer entsprechenden dort vorgesehenen Rückschlagklappe gelangt der Wasserdampf in den Kondensator 4.
Durch Kühlung des Kondensators 4 erfolgt eine Kondensation des freigesetzten Wasserdampfs. Das Kondensat wird durch die Vakuumschleuse 7 entfernt.
Der vorstehend erläuterte Prozess kann so lange wiederholt werden, bis der entsprechende Trocknungsgrad des Behandlungsguts 2 erreicht ist.
Wenn eine schnellere Trocknung erwünscht ist, können auch mehrere Ad- sorber 1 mit zugehörigen Ventilanordnungen 5 und 6 mit dem Trocknungsraum 3 und dem Kondensatorraum 4 verbunden werden und diesbezüglich antizyklisch oder phasenverschoben betrieben werden. Durch eine dann sinnvolle Wärmerückgewinnung zwischen den eingesetzten Adsorbern kann der Energieaufwand für die Regeneration der Adsorbentien weiter reduziert werden.
Die während des Prozesses bei einer niedrigeren Temperatur freiwerdende Kondensations- und Adsorptionswärme kann erfindungsgemäß zur schonenden Erwärmung des Trocknungsguts eingesetzt werden.
Durch die Einstellung der Temperaturen bei der Regeneration und/oder der Adsorption können minimal zu erreichende Dampfdrücke vorgegeben werden, die nicht unterschritten werden können. Dieser Vorgabewert kann auch während der Trocknungsphase durch Änderung der Temperaturen an- gepasst werden. Hierdurch ist eine besonders schonende Trocknung des Trocknungs- bzw. Behandlungsguts möglich.
Bei der eingesetzten Vorrichtung kann es sich um einen wie bereits erwähnten Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer oder ähnlichen zu evakuierenden Behälter handeln, in dem das Behandlungsgut einer langsamen Bewegung ausgesetzt werden kann oder in sehr dünnen Schichten lagerbar ist.
Diesbezüglich verfügt der Behandlungsraum über eine vakuumdicht verschließbare Öffnung, über die das Behandlungsgut ein- und ausgebracht werden kann. Durch diese Öffnung besteht dann die Möglichkeit der entsprechenden Reinigung der Vorrichtung.
Wenn eine kontinuierliche Behandlung gewünscht wird, kann über eine Vakuumschleuse das Behandlungsgut in den Vakuumbehälter-Trocknungsraum ein- und ausgefahren werden.
Die Behandlungsvorrichtung steht mit Rohrverbindungen und Ventilanordnungen mit ihren speziellen evakuierten Adsorbern in Verbindung, die Adsorbentien enthalten.
Zur Regeneration der Adsorber ist eine Abtrennung unter Vakuum von dem Behandlungsraum von Vorteil, damit das in den Adsorbentien eingelagerte Wasser durch ein Wärmeträgerfluid ausgetrieben werden kann. Zu diesem Zweck wird eine ebenfalls evakuierte Kältefalle an den Adsorber angeschlossen, so dass durch die nachfolgende Erhitzung innerhalb des Adsor- bers entstehender Dampf sich auf kalten Flächen der Kältefalle so lange niederschlagen kann, bis die Wiederverwendung des entsprechenden Ad- sorbers zur Entfeuchtung möglich ist.
Das in der Kältefalle gesammelte Wasser wird nach der unter Vakuum erfolgten Trennung bzw. Abkopplung vom Adsorber entfernt. Zur Vermeidung unnötiger Evakuierungsmaßnahmen sollen die Adsorben- tien in den Adsorberboxen ständig unter Vakuum gehalten werden. Dies bedeutet, dass der Behandlungsraum bzw. die Kältefalle vor Anschluss bzw. Kopplung mit dem entsprechenden Adsorber über ein gleiches Vakuumniveau verfügen.
Zur Verbesserung des Transports von Wasser aus dem Behandlungsgut heraus kann Salz zugefügt werden. Das Salz wirkt, obwohl wasserbindend, als Transporthilfe. Bei einer Ausführungsform des Vakuumbehälter-Trocknungsraums ohne keimreduzierende Vorrichtungen kann bereits während der Trocknungsphase die Zugabe von Starterkulturen und Gewürzmischungen für die Aufbereitung von insbesondere Rohwurstbrät erfolgen. In diesem Fall ist es anzustreben, eine möglichst zügige Weiterverarbeitung wie Zerkleinern, Füllen, Reifen und so weiter sicherzustellen.
Die nachfolgende tabellarische Übersicht zeigt das Ergebnis eines Adsorptionsversuchs Rohwurst / Silicagel mit Silicagel als Adsorbens. Als Grundbrät stand Schweinefleisch in der Zusammensetzung 75:25, d.h. relativ mager und gewolft zur Verfügung, welches mit 28g/kg Nitratpökelsalz versetzt wurde. Das vorzerkleinerte Brät wurde exakt abgewogen in einen Eksikkator gegeben. Als Adsorbens wird abgewogenes trockenes Silicagel eingesetzt.
Das Gesamtsystem wird dann evakuiert und das Vakuum über die gesamte Behandlungszeit aufrechterhalten.
Im Versuchsaufbau wurde der Eksikkator in ein kaltes Wasserbad gestellt, damit das eingesetzte Silicagel zur Aufrechterhaltung der Wasseraufnahmebereitschaft einer Kühlung unterliegt. Die beispielhafte Prozedur beschränkte sich auf vier Stunden.
Im Ergebnis wurden die veränderten Gewichtsdaten des Brätes und des Silicagels ermittelt. Das Ergebnis bei kühlem Silicagel zeigt besonders positive Resultate und bestätigt damit die prinzipielle vorteilhafte Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Weiterbildung der Erfindungslehre besteht die Möglichkeit, die Aufnahme und Speicherung von Feuchtigkeit, insbesondere Wasser dadurch zu optimieren, dass sogenannte poröse Gläser eingesetzt werden. Über die Einstellung der Porengröße, des Porenvolumens und der Partikelform lässt sich ein Optimum an Feuchtespeicherkapazität realisieren. Eingesetzte poröse Gläser sind in der Lage dampfförmiges Wasser aufzunehmen, zu speichern und die Feuchtigkeit nach gegebener Zeit wieder abzuführen. Der Vorteil poröser Gläser liegt im Übrigen in der Ungiftigkeit und der Tatsache, dass diese nicht brennbar sind.
Adsorptionsversuch Rohwurst/Silicagel
Grundbrät: Schweinefleisch 75/25 gewolft und mit 28g/kg NPS versetzt
Exsikkator: Raumtemperatur
Fleischeinwaage: 250,80 g
Silicageleinwaage: 50,20 g
Ergebnis nach 4h bei 20°C:
Fleischgewicht: 249,60 g
Silicagelgewicht: 51,20 g
Verlust beim Fleisch: 0,48 %
Zunahme Silicagel: 1,99 %
Vakuumschrank:
Fleischeinwaage: 401,80 g
Silicageleinwaage: 80,00 g
Ergebnis nach 4h bei 20°C: (Silicagel befand sich auf gefrorenen Akkus) Fleischgewicht: 381,00 g
Silicagelgewicht: 91,20 g
Verlust beim Fleisch: 5,18 %
Zunahme Silicagel: 14,00 %

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen, wobei der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt einem Vakuum ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Behandlung unter Vakuum freigesetzte Feuchte, insbesondere Wasser oder Wasserdampf, zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses mittels Adsorbentien gebunden wird und der Adsorptionsprozess je nach gewünschtem Trocknungsgrad oder aw-Wert des Rohstoffs oder Zwischenprodukts ein- oder mehrstufig abläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Regeneration eingesetzter Adsorbentien Abwärme aus nachfolgenden oder technologisch begleitenden Rohstoffprozess-Behandlungs- schritten genutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
freigesetzte Kondensation- und Adsorptionswärme zur schonenden Erwärmung des Rohstoffs oder Zwischenprodukts genutzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rohstoff oder das Zwischenprodukt teilweise umhüllt ist, um eine selektive Trocknung und dementsprechenden Feuchteentzug zu erreichen.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut in einen Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer eingebracht und einer Umschichtung während der Behandlung ausgesetzt ist, wobei durch das angelegte Vakuum dem Behandlungsgut Feuchte entzogen wird, weiterhin die entstehende Verdunstungskälte zum Kühlen eingesetzter Adsorbentien und die durch Feuchteanlagerung an die Adsorbentien freigesetzte Wärme zum Erwärmen des Behandlungsguts im Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer genutzt wird, so dass die Feuchteabgabe aus dem Behandlungsgut einer Beschleunigung unterliegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
während der Behandlung eine Inaktivierung unerwünschter Mikroorganismen mittels antimikrobieller Beschichtung der eingesetzten Apparaturen und/oder dielektrischer Barriereentladung und/oder Strahlungsbehandlung erfolgt.
7. Vorrichtung zur Rohstoffaufbereitung und effektiven Herstellung von Rohdauerwaren auf Fleisch- oder Wurstbasis mittels Trocknungs- und Reifeprozess nebst Zugabe von Starterkulturen, wobei der Rohstoff oder ein bereits vorliegendes Zwischenprodukt einem Vakuum ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Vakuumbehälter-Trocknungsraum (3), insbesondere ausgeführt als Vakuum-Tumbler oder Vakuum-Mischer mit Mitteln zum Ein- und Ausbringen des Behandlungsguts vorgesehen ist, wobei der Vakuumbehälter-Trocknungsraum (3) über eine erste Ventilanordnung (5) mit einem evakuierten Adsorber (1) in Verbindung steht, weiterhin der Adsorber (1) über eine zweite Ventilanordnung (6) mit einem Kondensator (4) gekoppelt ist, wobei nach Öffnung der ersten Ventilanordnung (5) der Adsorber (1) im Vakuumbehälter-Trocknungsraum (3) freigesetzten Wasserdampf adsorbiert und zur Einstellung des Wasserdampfdrucks der Adsorber (1) kühl- und heizbar ausgeführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Adsorber (1) mit zugehörigen Ventilanordnungen (5; 6) mit dem Vakuumbehälter-Trocknungsraum (3) verbunden und phasenverschoben bzw. antizyklisch betreibbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der oder die Adsorber (1) als Zeolith-beschichtete Wärmeübertrager ausgebildet und durch ein Wärmeträgerfluid kühl- oder heizbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle mit dem Behandlungsgut potentiell in Kontakt kommenden Bereiche mit einer antimikrobiellen Beschichtung versehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zum Erzeugen eines oder Behandeln mit einer dielektrischen Barriereentladung zur Inaktivierung von Mikroorganismen vorgesehen sind.
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