DE19805773A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von Einzelportionen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von EinzelportionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren/
Pasteurisieren eines gewichtsmäßig vorportionierten
Gemüse- bzw. Fruchtproduktes. Das Verfahren umfaßt die
Schritte Vorsortieren, Ausrichten, Wiegen, Sterilisieren,
Kühlen und Abfüllen.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und
Vorrichtungen zum Sterilisieren von schüttbaren Produkten
bekannt, beispielsweise zeigt das EP 0 196 464 A3 ein
Verfahren zum Sterilisieren von pulverförmigen und/oder
granulösen Substanzen mittels Heißluft. Im EP 0 269 25 A2
wird die batchweise Entkeimung von granulösen und
blättrigen Gewürzen in einem Rührwerkmischer mittels
Dampf beschrieben.
Ein weiteres Batchverfahren wird in der EP 0 532 839 B1
beschrieben, wo die schüttbaren Güter in einem Behältnis
mit Dampf erhitzt und anschließend durch Vakuumkühlung
abgekühlt werden. Eine aseptische Vorgehensweise ist
nicht vorgesehen.
Alle zuvor genannten Entkeimungsverfahren von
Schüttgütern arbeiten diskontinuierlich im Batchverfahren
ohne anschließende aseptische Übergabe des entkeimten
Produktes an eine aseptischarbeitende Füllstation. Ein
weiterer Nachteil ist die Tatsache, daß alle bislang
bekannten Verfahren eine relativ starke mechanische und
thermische Belastung auf das Sterilisiergut ausüben oder
durch Druckwechsel eine Zerstörung der Produkte
verursachen.
Ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren und eine
entsprechende Vorrichtung zum Sterilisieren von
Lebensmitteln ist aus der DE 16 92 224 A bekannt. Dort
erfolgt jedoch die Sterilisation nach dem Abfüllen des
Produktes in seine endgültige Verpackung. Die befüllten,
noch teilweise offenen Behältnisse werden einem
Autoklaven zugeführt und in demselben verschlossen. Ein
weiterer Nachteil ist das Vorhandensein von Prozeßwasser
in der Dose.
Aus der Konservenherstellung ist es auch bekannt, die
Produkte erst abzufüllen, dann die Behältnisse fertig zu
verschließen und erst abschließend die Sterilisation/
Pasteurisation durchzuführen (DE 195 20 066 A1).
Schließlich ist der EP 0 5-0 953 A2 ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Tomatenmark
bekannt. Auch bei diesem, kontinuierlich arbeitenden
Verfahren spielt die auf das Produkt ausgeübte
mechanische Belastung keine Rolle. Da hier kein
Portionieren vor der Sterilisation stattfindet, und daher
auch kein gekochtes - weiches - Produkt abgefüllt wird,
muß der Faktor "Produktschonung" dort überhaupt nicht
berücksichtigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die
Verfahrensschritte Sterilisieren, Abkühlen und
Transportieren so qualitätsschonend, schnell und
kontinuierlich durchzuführen, daß z. B. Gemüse wie grüne
Bohnen, Erbsen, Rosenkohl etc. oder auch Früchte wie z. B.
Pfirsiche, Kirschen, Fruchtcocktails etc. ohne
nennenswerte Zerstörung und ohne nennenswerte
Sterilisationsflüssigkeiten anschließend aseptisch
abgefüllt werden können.
Die Erfindung wird bezüglich ihres Verfahrens durch
folgende kontinuierlich ablaufende Verfahrensschritte
gelöst:
- - Vorsortieren und ggf. Ausrichten der Ausgangsprodukte,
- - Portionieren in die jeweilige Abfüllmenge,
- - Übergabe jeder Einzelportion in ein einseitig offenes Behältnis,
- - Transport des Behältnisses in eine Druckkammer,
- - Einblasen von Dampf in die geschlossene Druckkammer mit der gewünschten Sterilisationstemperatur für eine gewisse Zeitspanne zur Sterilisation/Pasteurisation,
- - Unterbrechen der Dampf zufuhr und Aufrechterhaltung des Druckes mittels Sterilluft, Schutzgas oder Kühlwasser,
- - indirektes und/oder direktes Abkühlen des Produktes bis auf Werte ≦ 100°C unter konstantem Druck,
- - Öffnen der Druckkammer,
- - Entnahme des Behältnisses und
- - aseptisches Entleeren des Behältnisses in eine aseptische Verpackung.
Vorrichtungsmäßig erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch,
daß eine Sortiereinheit, ggf. eine Ausrichteeinheit, eine
Portioniereinheit, wenigstens eine Druckkammer als
Sterilisations-/Pasteurationseinheit und Kühleinheit mit
entsprechenden druckdichten Schleusen sowie durch eine
Mehrzahl verschließbarer Behältnisse, die zur Aufnahme
einer vorgegebenen Menge des Ausgangsproduktes dienen in
der Druckkammer arretierbar sind und die einzelnen
Einheiten nacheinander durchlaufen.
Bevorzugt läßt die Produktschüttung im Behältnis eine
gleichzeitige und damit gleichmäßige Erhitzung aller
Produktstücke mit Dampf oder überhitztem Wasser zu. Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die
Kühlung unter Druck durch sukzessives Kühlen mittels
Kühlmedium mit einem Temperaturgradienten von maximal T =
10°K. Diese direkte Kühlung kann dabei mittels sterilem
Kühlwasser, sterilen flüssigen/gasförmigen Schutzgasen
wie N2, CO2 od. dgl. einzeln oder nacheinander erfolgen,
ohne nennenswerte Flüssigkeitsrückstände.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Kühlung bis auf ≦ 100°C
unter konstant gleichem Druck.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß die
Übergabe der Behältnisse an die Füllstation drucklos und
aseptisch erfolgt. Dabei können vor der aseptischen
Abfüllung Zusatzstoffe wie Öl, Butter,
Gewürze/Zuckerlösungen od. dgl. steril injiziert werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Sterilisieren der
Verpackungen unmittelbar vor dem Befüllen mit dem
sterilisierten Produkt erfolgt.
Die notwendige Sterilisations-/Pasteurisationszeit
und/oder die Kühlzeit kann über die Geschwindigkeit der
die einzelnen Stationen durchlaufenden Behältnisse bzw.
über die Geschwindigkeit der Abfüllanlage eingestellt
werden.
Alternativ können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Einheiten in einer Reihe (Längsläufer) oder aber auch
kreisförmig (Rundläufer) angeordnet sein. Bevorzugt sind
die zur Sterilisation eingesetzten Behältnisse von einer
Seite befüllbar und auf der anderen Seite entleerbar.
Eine weitere Leere der Erfindung sieht dazu vor, daß die
Behältnisse als oben offene Körbe aus Lochblech
ausgebildet sind und daß jeder Korb einen zum Öffnen
schwenkbaren Boden aufweist. Bevorzugt ist der Boden
entlang einer Längsseite am Behältnis schwenkbar
angeordnet und weist zur seitlichen Produktführung einen
U-förmigen Querschnitt auf.
Um nun ein zuverlässiges, schnelles und produktschonendes
"trockenes" Abfüllen des Produktes in die aseptische
Packung zu gewährleisten, sind die Abmessungen des
Behältnisses geringfügig kleiner als die Abmessungen der
Verpackung und/oder erweitern sich die Behältnisse leicht
konisch nach unten. Alternativ oder zusätzlich können
auch das Behältnis und/oder die gerade befüllte
Verpackung von einem Vibrator in Schwingung versetzt
werden, um den Abfüllvorgang zu erleichtern.
Die jeweils mit Dampf bzw. einem Kühlmedium
beaufschlagbaren Elemente (Behältnisse bzw.
Druckkammer/n) sind bevorzugt mit einer Druck-/
Temperaturüberwachung ausgestattet, welcher wiederum
vorzugsweise eine Regelung aufweist. Ein Steuer- und
Regelkreis kann zum Erreichen eines automatischen Ablaufs
vorgesehen sein.
Zweckmäßigerweise ist die gesamte erfindungsgemäße
Vorrichtung einer aseptischen Abfüllmaschine
vorgeschaltet, so daß auch die aseptische Dosierung in
die Abfüllstation von der aseptischen Abfüllmaschine
gesteuert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Sterilisieren im schematischen Querschnitt,
Fig. 2 den Füllbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vor dem Entleeren des Behältnisses,
Fig. 3 den Füllbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach dem Entleeren des Behältnisses
und
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines als Rundläufer
ausgebildeten Autoklaven.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein mit dem zu
sterilisierenden Produkt gefüllter Korb 1 wird mittels
einer Hubstation 2 in einen Behälter 3 verbracht und dort
mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln arretiert.
Der Behälter 3 befindet sich dabei in einer im
dargestellten und insoweit bevorzugten
Ausführungsbeispiel ringförmigen Sterilkammer 4, wo er
mittels eines Drehantriebes 5 bewegt werden kann. Zum
Sterilisieren wird dabei Dampf oder erhitztes Wasser über
einen Drehverteiler 6, der auch an einen Rückkühler 7
angeschlossen ist, aufgegeben. Auf der linken Seite der
Sterilkammer 4 ist ein oberer Deckel 8 und ein unterer
Deckel 9 dargestellt, um den Behälter 3 hermetisch
abschließen zu können. Des weiteren ist mit dem Pfeil 10
ein Zulauf für Prozeßmedien und mit dem Pfeil 11 ein
Ablauf für Prozeßmedien nur schematisch angedeutet. Auf
diese Weise ist eine Aufrechterhaltung des Druckes
mittels Sterilluft nach dem Unterbrechen der Dampf- bzw.
Wassersterilisation und Einschaltung der externen Kühlung
möglich. Vor dem Öffnen der Deckel 8, 9 erfolgt ein
direktes Abkühlen des im Korb 1 sterilisierten Produktes
auf die gewünschte Abfülltemperatur unter gleichzeitigem
weiteren Verdrehen des Drehtellers.
Fig. 2 und 3 zeigt die Abfüllstation schematisch im
Querschnitt. Dabei ist der mit dem Produkt P gefüllte
Korb 1 im Sterilbereich über einer Verpackung V
positioniert. Man erkennt im unteren Bereich des Korbes 1
einen an diesem schwenkbar angebrachten Korbboden 12. Ein
Stößel 13 wird von unten durch den nur angedeuteten
Drehteller 14 bewegt und dient zur Öffnung des Korbbodens
12. Bevorzugt ist der Korbboden 12 mit einem U-förmigen
Querschnitt versehen, so daß das Produkt P beim Einfüllen
in die Verpackung V von drei Seiten geführt wird. Die
Führung auf der vierten, in den Fig. 2 und 3 linken Seite
erfolgt durch eine Düse 15, durch die Stickstoff N2 zur
Sauerstoffverdrängung in der Verpackung V während des
Einfüllvorganges eingeleitet wird. So kann mit Hilfe der
Düse 15 nicht nur der Sauerstoffanteil in der Verpackung
V reduziert, sondern auch gleichzeitig die sichere
Führung des Produktes P gewährleistet werden.
Fig. 4 zeigt schließlich noch schematisch einen
kontinuierlich arbeitenden Rotationssterilisator 16 in
der Draufsicht, wobei in jedem Behälter 3 zwölf Körbe 1
angeordnet sind, so daß jeweils eine Charge von zwölf
Verpackungen V gleichzeitig mit Produkt in einer
aseptischen Füllmaschine 17 befüllt werden können. Ein
solcher Rotationssterilisator 16 kann mehrere Ebenen
aufweisen, um die Anzahl der zu sterilisierenden
Behältnisse 1 und damit die Taktanzahl der Füllmaschine
17 zu erhöhen.
Claims (24)
1. Verfahren zum Sterilisieren/Pasteurisieren eines
Gemüse- bzw. Fruchtproduktes mit den folgenden,
kontinuierlich ablaufenden Verfahrensschritten:
- - Vorsortieren und ggf. Ausrichten der Ausgangsprodukte,
- - Portionieren in die jeweilige Abfüllmenge,
- - Übergabe jeder Einzelportion in ein einseitig offenes Behältnis,
- - Transport des Behältnisses in eine Druckkammer, Einblasen von Dampf in die geschlossene Druckkammer mit der gewünschten Sterilisationstemperatur für eine gewisse Zeitspanne zur Sterilisation/Pasteurisation,
- - Unterbrechen der Dampfzufuhr und Aufrechterhaltung des Druckes mittels Sterilluft, Schutzgas oder Kühlwasser,
- - indirektes und/oder direktes Abkühlen des Produktes bis auf Werte ≦ 100°C unter konstantem Druck,
- - Öffnen der Druckkammer,
- - Entnahme des Behältnisses und
- - aseptisches Entleeren des Behältnisses in eine aseptische Verpackung.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Produktschüttung im Behältnis eine gleichzeitige
Erhitzung aller Produktstücke mit Dampf zuläßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Sterilisation/Pasteurisation mit Dampf oder überhitztem
Wasser erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,daß die
Kühlung unter Druck durch sukzessives Kühlen mittels
Kühlmedium mit einem Temperaturgradienten von max. T =
10°K erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
direkte Kühlung mittels sterilem Kühlwasser, sterilen
flüssigen/gasförmigen Schutzgasen wie N2, CO2 od. dgl.
einzeln oder nacheinander erfolgen kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kühlung bis auf ≦ 100°C unter konstant gleichem Druck
erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Übergabe der Behältnisse an die Füllstation drucklos und
aseptisch erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß vor
der aseptischen Abfüllung Zusatzstoffe wie Öl, Butter,
Gewürze, Salz/Zuckerlösungen od. dgl. steril injiziert
werden können.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Sterilisieren der Verpackungen unmittelbar vor dem
Befüllen mit dem sterilisierten Produkt erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
notwendige Sterilisations-/Pasteurisationszeit und/oder
die Kühlzeit über die Geschwindigkeit der Behältnisse
bzw. über die Geschwindigkeit der Abfüllanlage
eingestellt wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch eine
Sortiereinheit, ggf. eine Ausrichteeinheit, eine
Portioniereinheit, wenigstens eine Druckkammer (3) als
Sterilisations-/Pasteurationseinheit und Kühleinheit mit
entsprechenden druckdichten Schleusen (8, 9) sowie durch
eine Mehrzahl verschließbarer Behältnisse (1), die zur
Aufnahme einer vorgegebenen Menge des Ausgangsproduktes
(P) dienen, in der Druckkammer (3) arretierbar sind und
die einzelnen Einheiten nacheinander durchlaufen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Einheiten kreisförmig angeordnet sind (Rundläufer), so
daß die Behältnisse (1) nach ihrem Entleeren wieder der
Portioniereinheit zum erneuten Befüllen zur Verfügung
stehen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Einheiten in einer Reihe angeordnet sind (Längsläufer)
und daß die Behältnisse (1) nach der Übergabe des
sterilisierten/pasteurisierten Produktes an die
Füllstation wieder der Portioniereinheit zugeführt
werden.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Behältnisse (1) von einer Seite befüllbar und aus der
anderen Seite entleerbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Behältnisse als oben offene Körbe (1) aus Lochblech
ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Korb (1) einen zum Öffnen schwenkbaren Boden (12)
aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden (12) entlang einer Längsseite am Korb (1)
schwenkbar angeordnet ist und zur seitlichen
Produktführung einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abmessungen des Behältnisses (1) geringfügig kleiner als
die Abmessungen der Verpackung (V) sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Behältnisse (1) sich nach unten leicht konisch erweitern.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die
jeweils mit Dampf (H2O) bzw. einem Kühlmedium
beaufschlagbaren Elemente (1 bzw. 3) mit einer Druck-/
Temperaturüberwachung ausgestattet sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Druck-/Temperaturüberwachung eine Regelung aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21,
gekennzeichnet durch einen Steuer-
und Regelkreis zum Erreichen eines automatischen Ablaufs.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die
aseptische Dosierung in die Abfüllstation von der
aseptischen Abfüllmaschine gesteuert wird.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erleichterung jedes Entleerens des Behältnisses (1) in
die aseptische Verpackung (V) das Behältnis (1) und/oder
die Verpackung (V) mit einem Vibrator versehen ist.
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| DE59800356T DE59800356D1 (de) | 1997-07-16 | 1998-05-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von Einzelportionen |
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Publications (2)
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|---|---|
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