Vorrichtung zur Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, in einer definierten Atmosphäre

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, bei denen es auf die Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre während der Behandlung ankommt. Die Vorrichtung besitzt einen Behandlungsraum (1), der eine Zuführung (3) für Gas oder verflüssigtes Gas sowie eine Öffnung (4) für austretendes Abgas aufweist. In einem Abstand h oberhalb der Öffnung (4) ist eine Absaughaube (5) mit einer Absaugeinrichtung (6) angeordnet, die aus dem Behandlungsraum (1) ausströmendes Abgas auffängt. Dabei ist der Abstand h so gewählt, daß einerseits keine direkten Absaugkräfte auf den Behandlungsraum (1) wirken und andererseits aus dem Behandlungsraum (1) austretendes Abgas von der Absaughaube (5) weitgehend aufgefangen wird. Dadurch wird ein freies Ausströmen des Abgases aus dem Behandlungsraum (1) erreicht, ohne daß von außen aufgeprägte Strömungskräfte auf den Behandlungsraum (1) wirken. Ein unbeabsichtigtes Einziehen von Gas aus der Umgebung in den Behandlungsraum (1), z. B. bei Undichtigkeiten, wird zuverlässig verhindert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, mit einem Behandlungsraum, der eine Zuführung für Gas und/oder verflüssigtes Gas sowie eine Öffnung für austretendes Abgas aufweist.

[0002] Häufig ist es erforderlich, bestimmte Güter in einer definierten Gasatmosphäre zu behandeln. So ist es bspw. in der Lebensmitteltechnik weit verbreitet, die Lebensmittel zur Erzeugung oder Aufrechterhaltung bestimmter Qualitätseigenschaften in einen Behandlungsraum einzubringen, in dem eine definierte Gasatmosphäre aufrechterhalten wird. Es ist z. B. bekannt, Lebensmittel durch Schockgefrieren in einem mit einer bestimmten Gasmischung gefüllten Behandlungsraum haltbar zu machen. Ferner ist es bereits bekannt z. B. Früchte in einem Lagerraum aufzubewahren, in dem eine definierte Gasatmosphäre aufrechterhalten wird.

[0003] Während es bei der Lagerung von Lebensmitteln noch relativ einfach ist, die gewünschte kontrollierte Gasatmosphäre herzustellen, ergeben sich bei der Bearbeitung von Lebensmitteln oder anderen Gütern erhebliche Probleme, da der Behandlungsraum wegen der häufig erforderlichen kontinuierlichen Zufuhr und Abfuhr der zu bearbeitenden Güter nicht hermetisch abgeschlossen werden kann. Beispielhaft sei in diesem Zusammenhang das thermische Garen, insbesondere Fritieren, von Lebensmitteln angeführt. Bei großtechnischen Anlagen in der Lebensmittelindustrie werden die zu garenden Lebensmittel an einem Ende einer länglichen Garanlage in die Garanlage eingegeben, kontinuierlich durch die Garanlage hindurchbefördert und am anderen Ende als Endprodukt herausgenommen. In der Garanlage werden die Lebensmittel bei hohen Temperaturen mit einem Fett in Berührung gebracht. Um ein zu schnelles Altern des Fetts zu verhindern, ist in Chemical Abstracts 88:188481 bereits vorgeschlagen worden, den Garvorgang unter einer CO₂-Atmosphäre durchzuführen. Die Umsetzung dieses Vorschlags in die Praxis ist jedoch insbesondere bei kommerziell genutzten Garanlagen aufgrund der kontinuierlichen Betriebsweise äußerst schwierig.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln mit einem Behandlungsraum, der eine Zuführung für Gas und/oder verflüssigtes Gas sowie eine Öffnung für austretendes Abgas aufweist, zur Verfügung zu stellen, die auch bei einem kontinuierlichen Betrieb die Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre im Behandlungsraum ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Abstand h oberhalb der Öffnung eine mit einer Absaugeinrichtung ausgestattete Absaughaube angeordnet ist, wobei der Abstand h so gewählt ist, daß einerseits keine direkten Absaugkräfte auf den Behandlungsraum wirken und andererseits aus dem Behandlungsraum austretendes Abgas von der Absaughaube weitgehend aufgefangen wird.

[0006] Während bei konventionellen Anlagen zum thermischen Garen von Lebensmitteln eine direkte Absaugung der entstehenden Dämpfe üblich ist, eignet sich eine solche direkte Absaugung für einen Betrieb unter Schutzgasatmosphäre nicht. Die entstehende Dampfmenge hängt nämlich von der behandelten Produktmenge ab. Um eine definierte Gasatmosphäre im Behandlungsraum aufrechterhalten zu können, müßten bei einer direkten Absaugung die relevanten Meßdaten ständig ermittelt werden und die Gaszufuhrmenge und/oder die Abgasabsaugmenge bei jeder Änderung der Meßdaten sofort nachgeregelt werden. Dies erfordert einen sehr großen Meß- und Regelaufwand. Mit der Erfindung wurde nun eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der ohne den Einsatz von Meß- und Regeltechnik auf einfache und elegante Weise eine definierte Gasatmosphäre im Behandlungsraum sicher eingestellt und aufrechterhalten werden kann.

[0007] Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:

[0008] Einerseits soll aus dem Behandlungsraum nicht unbeabsichtigt Gas austreten, da sonst die Raumluft für das Bedienungspersonal unzumutbar wird. Andererseits soll kein Gas in den Behandlungsraum aus der Umgebung eingezogen werden, da sonst die definierte Gasatmosphäre im Behandlungsraum verändert wird, was zumeist mit großen technologischen Nachteilen verbunden ist. Bei Anwendung einer Zwangsabsaugung, wie sie bspw. bei herkömmlichen Garanlagen eingesetzt wird, wirken auf den Behandlungsraum von außen aufgeprägte Strömungskräfte, die ein unbeabsichtigtes Einziehen von Gas aus der Umgebung, z. B. bei Undichtigkeiten oder Unterströmungen an vorgesehenen Öffnungen, bewirken können. Deshalb wird erfindungsgemäß auf eine Zwangsabsaugung verzichtet. Stattdessen werden die Druck- und Strömungsverhältnisse im Behandlungsraum ausgenutzt. Beim thermischen Garen der Lebensmittel entsteht Dampf und zusätzlich wird Gas oder verflüssigtes Gas in den Behandlungsraum eingeleitet. Dabei entsteht eine überschüssige Gasmenge, die aufgrund der sich im Behandlungsraum einstellenden Druckverhältnisse über die Öffnung im Behandlungsraum frei nach außen ausströmen kann. Dabei sind Einbauten zur Abgasabführung, wie z. B. Gebläse, im Behandlungsraum nicht erforderlich. Das überschüssige Abgas zieht aufgrund der Thermik nach oben und wird von der Absaughaube aufgefangen, deren Strömung nicht direkt auf den Behandlungsraum wirkt. Durch diese Absaugung wird eine Verteilung des Abgases in die Umgebung weitestgehend verhindert. Außerdem wird ein Einziehen von Gas aus der Umgebung in den Behandlungsraum zuverlässig unterbunden.

[0009] Die Absaughaube weist eine Absaugeinrichtung, z. B. ein Gebläse, mit vorgegebener Absaugleistung auf. Der Abstand h wird so gewählt, daß bei dieser Absaugleistung keine Absaugkräfte auf den Behandlungsraum wirken und andererseits aus dem Behandlungsraum austretendes Abgas von der Absaughaube weitgehend aufgefangen wird.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Behandlungsraum eine kaminartig ausgebildete Abgasabführung auf, die eine Öffnung für das austretende Abgas besitzt. Diese kaminartige Abgasabführung ist zweckmäßigerweise zentral unterhalb der Absaughaube angeordnet. Dadurch wird der Austritt des überschüssigen Gases aus dem Behandlungsraum weiter unterstützt.

[0011] Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung prinzipiell zur Behandlung aller denkbaren Güter vorgesehen ist, bei der es auf die Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre ankommt, eignet sie sich ganz besonders zum thermischen Garen von Lebensmitteln. Unter thermischen Garverfahren sind z. B. das Fritieren, Braten, Backen oder Schmoren von Lebensmitteln zu verstehen. Bei all diesen Verfahren ist entweder Fett bereits in den Lebensmitteln enthalten oder die Lebensmittel werden bei hohen Temperaturen mit einem technologisch zugesetzten Fett in Berührung gebracht. Für diesen Anwendungsfall ist die Vorrichtung so ausgestaltet, daß der Behandlungsraum einen Behälter zur Aufnahme der Lebensmittel und des Fettes aufweist. Um eine Schutzgasatmosphäre im Behandlungsraum einstellen zu können, ist mindestens eine auf einer Seite mit einer Versorgungseinheit für Inertgas oder ein Gasgemisch, dessen Inertgasgehalt größer ist als der Inertgasgehalt von Luft und dessen Sauerstoffgehalt geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Luft, in Verbindung stehende Gaszufuhrleitung auf der anderen Seite mit dem Behälterinnenraum verbunden. Eine solche Vorrichtung kann z. B. als Ofen zum Backen, Braten oder Schmoren oder als Fritiergerät ausgebildet sein. Beim Betrieb einer derartigen Vorrichtung wird Inertgas über die Gaszufuhrleitungen in den Innenraum des Behälters eingeführt, so daß die im Innenraum befindliche Gasatmosphäre durch das Inertgas oder das Gasgemisch verdrängt wird. Gleichzeitig kann das Fett mit dem Inertgas oder dem Gasgemisch gespült werden. Auf diese Weise werden der Luftsauerstoff und evtl. im Fett enthaltene oder anhaftende oxidierende Substanzen aus dem Behälter ausgetragen.

[0012] Falls die Vorrichtung zum Fritieren von Lebensmitteln benutzt werden soll, ist der Behälter als Wanne zur Aufnahme des Fritierfettes und der zu fritierenden Lebensmittel ausgebildet. Über der Wanne ist ein Gasraum angeordnet, der üblicherweise Umgebungsluft enthält. Die zu garenden Lebensmittel werden beim Betrieb dieser Vorrichtung in dem heißen Fettbad untergetaucht. Hierzu sind z. B. Förderbänder vorgesehen, die das Lebensmittel durch das heiße Fettbad hindurchbewegen. Zur Einstellung einer Schutzgasatmosphäre ist mindestens eine auf einer Seite mit einer Versorgungseinheit für das Inertgas oder das Gasgemisch in Verbindung stehende Gaszufuhrleitung auf der anderen Seite mit dem Inneren der Wanne und/oder dem Gasraum verbunden. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird das Inertgas oder das Gasgemisch über die Gaszufuhrleitung in das in der Wanne befindliche Fett eingeleitet, um oxidierende Substanzen aus dem Fett auszutragen. Alternativ oder zusätzlich wird das Inertgas oder das Gasgemisch in den über der Wanne angeordneten Gasraum eingeleitet, um oxidierend wirkende Gase, insbesondere den Luftsauerstoff, aus dem Gasraum zu verdrängen und durch das Inertgas zu ersetzen.

[0013] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Behandlungsraum als länglicher Behälter ausgebildet, wobei die Zuführung für Gas und/oder verflüssigtes Gas in Nähe eines längsseitigen Endes des Behälters und die Öffnung für das austretende Abgas in Nähe des gegenüberliegenden längsseitigen Endes des Behälters angeordnet sind. Auf diese Weise können besonders günstige Strömungsverhältnisse im Behandlungsraum eingestellt werden.

[0014] Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Zuführung für das Gas und/oder verflüssigte Gas zwischen den beiden längsseitigen Enden des Behälters und die Öffnungen für das austretende Abgas an beiden Enden des Behälters angeordnet.

[0015] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Absaugeinrichtung einen Kondensator und einen Wasserabscheider aufweist. Dadurch wird eine Entfeuchtung des aus dem Behandlungsraum ausströmenden Abgases erreicht.

[0016] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf:

[0017] Da auf den Behandlungsraum keine direkten Absaugkräfte wirken, wird ein unbeabsichtigtes Einziehen von Umgebungsluft in den Behandlungsraum weitestgehend verhindert. Dadurch wird die Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre im Behandlungsraum gewährleistet. Da weder Mengenregelungen für die Gaszufuhr noch für die Abgasabführung erforderlich sind, ist kein Meß- und Regelaufwand notwendig. Außerdem sind zum Umbau konventioneller Anlagen nur wenige Teile erforderlich, was die Investitionskosten niedrig hält. Das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichte freie und gleichmäßige Ausströmen des Abgases aus dem Behandlungsraum sorgt im übrigen für relativ stabile Strömungsverhältnisse im Behandlungsraum, was sich insbesondere bei der Behandlung von Lebensmitteln positiv auf die Behandlungsbedingungen auswirkt und schließlich der Lebensmittelqualität zugute kommt. Aufgrund des einfachen Aufbaus der Vorrichtung aus wenigen Teilen können auch bestehende Anlagen auf einfache Weise nachgerüstet werden.

[0018] Prinzipiell eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von allen denkbaren Gütern, bei der es auf die Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre in einem Behandlungsraum ankommt. Insbesondere ist die Vorrichtung zur Behandlung von Lebensmitteln, z. B. zum thermischen Garen oder auch zum Gefrieren von Lebensmitteln geeignet. Somit kann die Erfindung z. B. bei Friteusen, Gefriergeräten oder auch Kuttern und Tumblern eingesetzt werden.

[0019] Im folgenden soll die Erfindung an Hand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

[0020] In den Figuren 1 bis 3 sind verschiedene Ausführungsformen einer für die großtechnische Anwendung in der Lebensmittelindustrie vorgesehenen Friteuse dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils eine Hälfte der Friteuse. Die andere Hälfte schließt sich in Verlängerung der längsachse symetrisch in der perspektivischen Darstellung nach hinten an. In den Figuren sind dieselben Anlagenteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

[0021] In Figur 1 ist eine einfache Ausführungsform einer kommerziell eingesetzten Friteuse gezeigt. Der Behandlungsraum der Friteuse besteht aus einem als Wanne zur Aufnahme des Fritierfettes und der zu fritierenden Lebensmittel ausgebildeten Behälter 1. Die Wanne 1 ist mittels eines Deckels 2 abgedeckt. An einem längsseitigen Ende der Wanne 1 ist eine Gaszufuhrleitung 3 angeordnet. Die Gaszufuhrleitung 3 steht mit einem in der Figur nicht dargestellten Flüssigstickstofftank in Verbindung. An diesem Ende der Wanne 1 werden auch die zu fritierenden Lebensmittel über eine nicht dargestellte Aufgabevorrichtung in den Behandlungsraum eingebracht. Am gegenüberliegenden Ende befindet sich im Deckel 2 eine Öffnung 4 für die fritierten Lebensmittel und den Gas- und Dampfaustritt. In einem Abstand h oberhalb dieser Öffnung ist eine Absaughaube 5 angeordnet. Die Absaughaube 5 steht mit einer Absaugeinrichtung 6 in Verbindung. Die Absaugeinrichtung 6 besteht aus einer Gasleitung und einem Gebläse. Beim Betrieb der Friteuse wird über die Leitung 3 Stickstoffgas in die Wanne 1 eingeleitet. Während des Fritiervorgangs entsteht zusätzlich Dampf, der gemeinsam mit dem eingeleiteten Stickstoffgas durch die Wanne hindurch zur Öffnung 4 strömt. Das aus Dampf und Stickstoffgas bestehende Überschußgas strömt aufgrund der Druckverhältnisse frei über die Öffnung 4 nach außen. Die Absaughaube 5 ist in einem Abstand h über der Öffnung angeordnet, der einerseits gewährleistet, daß bei vorgegebener Absaugleistung des Gebläses keine direkten Absaugkräfte auf die Wanne 1 wirken und andererseits aus der Wanne 1 austretendes Abgas von der Absaughaube 5 weitgehend aufgefangen wird. Durch diese Vorrichtung wird erreicht, daß keine von außen aufgeprägten Strömungskräfte auf die in der Wanne 1 befindliche Gasatmosphäre wirken. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Einziehen von Gas aus der Umgebung, z. B. bei Undichtigkeiten und Unterströmungen an vorgesehenen Öffnungen, zuverlässig verhindert. Mit der Vorrichtung wird eine zuverlässige Aufrechterhaltung einer definierten Gasatmosphäre in der Friteuse gewährleistet. Dadurch wird eine Oxidation des Fettes durch Umgebungsluft und damit eine vorzeitige Alterung des Fettes verhindert.

[0022] Die Öffnung 4 kann in einer anderen Variante der Erfindung auch an der Stirnseite der Wanne 1 angeordnet sein. Diese Anordnung ist mit der Bezugsziffer 4' gestrichelt in der Figur 1 eingetragen. Auf diese Weise kann die Friteuse leicht mit einer kontinuierlich arbeitenden Aufgabevorichtung, z. b. einem quer zur Stirnseite vorbeilaufenden Förderband, kombiniert werden.

[0023] Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der Friteuse unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten durch eine andere Ausgestaltung der Öffnung für die Lebensmittelprodukte und das austretende Gas-Dampf-Gemisch. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist die Öffnung 4 stufenförmig ausgebildet. Mit dieser Ausführungsform wird die Aufgabe der Lebensmittel erleichtert.

[0024] Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist eine kaminartige Abgasabführung 7 vorgesehen, die eine Öffnung 4 für das aus der Friteuse austretende Abgas aufweist. Durch diese kaminartige Abgasabführung 7 wird das Abströmen des Abgases zusätzlich unterstützt. Die kaminartige Abgasabführung 7 ist so angeordnet, daß die Öffnung 4 für das Abgas zentral unterhalb der Absaughaube 5 angeordnet ist. An dem der Abgasführung 7 zugeordneten Ende der Friteuse ist zusätzlich eine separate Öffnung 8 für die behandelten Lebensmittel vorgesehen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, mit einem Behandlungsraum, der eine Zuführung für Gas und/oder verflüssigtes Gas sowie eine Öffnung für austretendes Abgas aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand h oberhalb der Öffnung eine mit einer Absaugeinrichtung ausgestattete Absaughaube angeordnet ist, wobei der Abstand h so gewählt ist, daß einerseits keine direkten Absaugkräfte auf den Behandlungsraum wirken und andererseits aus dem Behandlungsraum austretendes Abgas von der Absaughaube weitgehend aufgefangen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum eine kaminartig ausgebildete Abgasabführung aufweist und die Öffnung für das austretende Abgas an dieser kaminartigen Abgasabführung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behandlungsraum einen Behälter zur Aufnahme von Lebensmitteln und Fett zum thermischen Garen von Lebensmitteln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine auf einer Seite mit einer Versorgungseinheit für ein Inertgas oder ein Gasgemisch, dessen Inertgasgehalt größer ist als der Inertgasgehalt von Luft und dessen Sauerstoffgehalt geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Luft, in Verbindung stehende Gaszufuhrleitung auf der anderen Seite mit dem Behälterinnenraum verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Behandlungsraum einen als Wanne ausgebildeten Behälter zur Aufnahme von Lebensmitteln und Fett und einen darüber angeordneten Gasraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine auf einer Seite mit einer Versorgungseinheit für ein Inertgas oder ein Gasgemisch, dessen Inertgasgehalt größer ist als der Inertgasgehalt von Luft und dessen Sauerstoffgehalt geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Luft, in Verbindung stehende Gaszufuhrleitung auf der anderen Seite mit dem Inneren der Wanne und/oder des Gasraumes verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum als länglicher Behälter ausgebildet ist, wobei die Gas-und/oder Flüssiggaszuführung in Nähe eines längsseitigen Endes des Behälters und die Öffnung für das austretende Abgas in Nähe des gegenüberliegenden längsseitigen Endes des Behälters angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung einen Kondensator und einen Wasserabscheider aufweist.

Zeichnung