DE19741289C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fruchtzubereitungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fruchtzubereitungen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Fruchtzube­ reitungen aus einer aus einem Fluid und stückigem Gut bestehenden Gutsmenge.
Bei einer Fruchtzubereitung handelt es sich um ein Lebensmittel, das aus Fruchtstücken, Fruchtsaft und Verdickungsmitteln, wie beispielsweise Stärke oder Xanthan, sowie unter Um­ ständen aus Zucker besteht. Charakteristisch für Fruchtzubereitungen sind dabei die tiefen Abfülltemperaturen unterhalb von 20°C, um einen Temperaturbereich um 30°C sicher zu meiden, da dort das größte mikrobiologische Risiko besteht. Typisch für Fruchtzubereitungen ist des weiteren, daß die darin enthaltenen Gutsstücke das heißt, in der Regel ganze Früchte bzw. Fruchtstücke, nach Möglichkeit unzerstört erhalten bleiben, was insbesondere bei hoch­ sensiblen Früchten wie Himbeeren oder Erdbeeren ein erhebliches Problem darstellt.
Aus der DE 195 27 342 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Lebensmittelzubereitungen, insbesondere Fruchtzubereitungen, bekannt, bei dem eine vorbestimmte Menge einer Mi­ schung aus einem Fluid und einem stückigen Gut in einen beheiz- und/oder kühlbaren ge­ schlossenen Behälter mit einem Rührwerk gegeben wird. Bei dem bekannten Verfahren wird die Gutsmenge zunächst zwecks Pasteurisierung erhitzt und anschließend wieder auf eine Ab­ fülltemperatur abgekühlt. Dabei wird die Gutsmenge sowohl während des Heiz- als auch wäh­ rend des Kühlvorgangs mittels des Rührwerks ständig durchmischt, um eine möglichlist homo­ gene Temperaturverteilung sicherzustellen. Um insbesondere bei sensiblen Fruchtarten eine Aufnahme des Fluids in das stückige Gut zu erzielen, werden auf die gerade bearbeitete Guts­ menge nach einer vorbestimmten Zeitabhängigkeit mehrere Druckwechselvorgänge ausgeübt. Des weiteren wird zur Vermeidung längerer Wartezeiten während des Aufheizens vorgeschla­ gen, die Gutsmenge in einem separaten Kocher bis zu der Temperatur vorzukochen, bei der die Druckwechselvorgänge sinnvoll begonnen werden.
Das bekannte Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß insbesondere empfindliche Früchte durch die Rühreinrichtung mechanisch gestreßt werden und dabei unter Umständen zerstört werden können. Des weiteren ist weder bei der Aufheiz- noch bei der Kühlphase trotz der stetigen Durchmischung mittels des Rührwerks zu garantieren, daß die Temperaturverteilung hinreichend homogen ist und keine sogenannten Kältenester auftreten, in denen die erforderli­ che Pasteurisationstemperatur nicht erreicht ist, so daß die Keimfreiheit der Fruchtzuberei­ tung nicht sichergestellt ist. Ferner lassen sich mittels des bekannten Verfahrens aufgrund der chargenweisen Herstellungsmethode nur begrenzte Produktionsmengen erreichen. Dieses Problem kann auch durch das Vorkochen in einem vorgeschalteten Behälter nicht wirkungs­ voll beseitigt werden.
Ferner zeichnen sich derartige Rührkessel durch ungünstige Volumen-Oberflächenver­ hältnisse aus, woraus unerwünscht lange Aufheiz- und Abkühlzeiten resultieren. Dies hat zwangsläufig Einbußen bei der Qualität des Fertigproduktes zur Folge. Schließlich sind auch die Investitionskosten derartiger Rührkessel, insbesondere solcher mit separaten Behältern zum Vorkochen, sehr hoch.
Außerdem ist aus der DE 39 30 934 C2 ein Verfahren zur Herstellung von Fruchtzubereitun­ gen bekannt, bei dem eine gefrorene Gutsmenge in einem geschlossenen Kochapparat durch Erwärmung aufgetaut und gerührt wird und unter Zugabe weiterer Gutsmengen und Zu­ schlagstoffe auf Sterilisationstemperatur erhitzt und anschließend auf Verpackungstemperatur abgekühlt wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird zum rascheren Auftauen der gefrore­ nen Gutsmenge die entstehende Gutsflüssigkeit am Boden des Kochapparats abgezogen und oben in den Kochapparat zurückgeleitet. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung weist aus diesem Grund eine vom Boden des Kochapparats her zur Behälterdecke führende Außenleitung auf. In diese Außenleitung ist ein Wärmetauscher integriert, der entweder als Heizvorrichtung oder als Kondensator betrieben werden kann.
Aufgrund des Einsatzes von Rührorganen in dem Kochapparat werden die Fruchtstücke bei dem bekannten Verfahren vergleichsweise stark belastet, was insbesondere bei empfindlichen Fruchtsorten zu einen erheblichen Verlust der Stückigkeit führen kann.
Eine andere allgemein bekannte Verfahrensweise bei der Herstellung von Fruchtzubereitun­ gen besteht darin, daß die Gutsmenge auf flächige Wärmetauscher aufgebracht wird, auf de­ nen sie mittels einer schaberartigen Fördereinrichtung entlang bewegt wird. Bei diesem kon­ tinuierlichen Verfahren, das sich durch einen entsprechend hohen Produktdurchsatz auszeich­ net, werden die Früchte durch den Einsatz der Schaber jedoch ebenfalls mechanisch hoch beansprucht, worunter die Formbeständigkeit bzw. Unversehrtheit der Früchte leidet. Des weiteren kommt es infolge der notwendigerweise geringen Transportgeschwindigkeit auf den Wärmetauschern häufig zu Anbrennungen, die einerseits zu geschmacklichen Beeinträchti­ gungen und andererseits zu einer erhöhten Fruchtzerstückelung bzw. Zerquetschung führen.
Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Konfitüren bekannt, bei dem die Gutsmenge durch Röhrenwärmetauscher gefördert wird. Eine Konfitüre weist einen im Ver­ gleich mit Fruchtzubereitungen deutlich höheren Zuckergehalt auf. Des weiteren liegen die Abfüll­ temperaturen bei Konfitüren sehr hoch, oberhalb der Gelierungstemperaturen. Die Anwen­ dung des vorgenannten kontinuierlichen Herstellungsverfahrens mittels Röhrenwärmetau­ schern ist jedoch auf den Bereich der Konfitüren beschränkt, da nur hierbei aufgrund der ge­ ringen Temperaturdifferenz zwischen der Pasteurisations- und der Abfülltemperatur entspre­ chend kurze Rohrlängen für die Wärmeübertragung gewählt werden konnten. Auch ist die Viskosität der Konfitüre bis zum Abfüllzeitpunkt wegen der hohen Abfülltemperatur ver­ gleichsweise gering, weshalb zur Förderung des Gutsstroms durch das Rohrsystem relativ geringe Förderdrücke ausreichen, wodurch eine Fruchtzerstörung, insbesondere auch in den Pumpen, vermieden werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Fruchtzuberei­ tungen aus einer aus einem Fluid und stückigem Gut bestehenden Gutsmenge vorzuschlagen, mit dem eine Fruchtbeschädigung bzw. Zerstörung auch bei hochsensiblen Früchten vermie­ den wird und große spezifische Produktionsmengen bei einer hohen Ausnutzung des Rohwa­ reneinsatzes realisierbar sind. Des weiteren soll das mikrobiologische Risiko bei der Herstel­ lung der Fruchtzubereitung weiter minimiert werden. Schließlich besteht die Aufgabe darin, eine zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignete Vorrichtung bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Fruchtzube­ reitungen mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
  • a) Die Herstellung der Fruchtzubereitung aus der vermischten, mittels Vakuum entlüfteten und auf eine Temperatur T1 von 40°C bis 60°C vorerwärmten Gutsmenge erfolgt auf kontinuierliche Weise während des Durchfließens einer Rohrstrecke als Gutsstrom.
  • b) Der Gutsstrom wird in einem ersten Röhrenwärmetauscher, der einen Abschnitt der Rohrstrecke bildet, auf eine Temperatur T2 von 75°C bis 100°C erhitzt.
  • c) Der Gutsstrom wird anschließend in einem Abschnitt der Rohrstrecke im wesentlichen auf der Temperatur T2 gehalten.
  • d) Der Gutsstrom wird daraufhin in einem zweiten Röhrenwärmetauscher, der ebenfalls einen Abschnitt der Rohrstrecke bildet, auf eine Temperatur T3 < 30°C abgekühlt.
  • e) Der Gutsstrom wird mit einer Verdrängerpumpe durch die Rohrstrecke gefördert.
Aufgrund der kontinuierlichen Herstellungsweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr große spezifische Produktionsmengen bei gleichzeitig sehr guter Ausnutzung des Rohwarenein­ satzes (wegen des kontinuierlichen Prozesses) realisieren. Dabei läßt sich das mikrobiologische Risi­ ko aufgrund einer sehr homogenen Temperaturverteilung innerhalb der Rohrstrecke sehr gering hal­ ten. Die Hochstückigkeit der Fruchtzubereitung kann selbst bei sehr sensiblen Fruchtarten garantiert werden, da zur Durchmischung keinerlei mechanische Werkzeuge, wie beispielsweise Rührwerke, erforderlich sind. Die Durchmischung erfolgt allein aufgrund von hydraulischen Kräften während des Durchströmens der Gutsmenge durch die Rohrstrecke.
Die Früchte werden dabei unter anderem auch deshalb vor einer Zerstörung bewahrt, weil die Guts­ menge vor der Erhitzung , d. h. vor dem Durchströmen des ersten Röhrenwärmetauschers, mit Hilfe eines Vakuums entlüftet wird, was insbesondere bei Erdbeeren, die einen relativ großen Luftanteil aufweisen, von erheblicher Bedeutung ist, um ein späteres Aufplatzen der Früchte zu vermeiden.
Aufgrund der sehr hohen Temperaturdifferenz zwischen der Pasteurisationstemperatur und der Ab­ fülltemperatur (die Temperaturdifferenz übertrifft die bei Konfitüren um mehr als 50 K), sind zur Realisierung des nicht beliebig steigerbauen Wärmeübergangs entsprechend große Rohrlängen nötig. Diese großen Rohrlängen bewirken jedoch einen großen Widerstand bei der Förderung des Gutsstroms durch die Rohrstrecke. Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn der Gutsstrom während der Abkühlphase zunehmend in seiner Viskosität zunimmt. Bei dem erfin­ dungsgemäßen Herstellungsverfahren sind daher Förderdrücke bis zu 12.105 Pa erforderlich. Der zur Förderung der Gutsmenge verwendeten Pumpe kommt daher eine Schlüsselrolle zu, um eine Zerstö­ rung der Früchte innerhalb des Förderorgans zu verhindern.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verdrängerpumpe bewirkt aufgrund ihres Arbeitsprinzips eine besonders schonende Förderung der Gutsmenge. Im Gegensatz zu Kreiselpumpen, die zu den Strö­ mungsmaschinen zu rechnen sind und ein mit Schaufeln versehenes rotierendes Laufrad besitzen, arbeiten Verdrängerpumpen mit einem Verdrängerkörper (Kolben, Membran, Flügel o. ä.), der in einem abgegrenzten Raum durch Antrieb von außen bewegt wird und dadurch eine abgetrennte Flüssigkeitsmenge in periodischer Folge fördert. Es kommt dabei zu keiner Erhöhung der Strö­ mungsenergie des geförderten Fluids, wie es jedoch für Kreiselpumpen kennzeichnend ist. Bei Ver­ drängerpumpen kann es somit im Gegensatz zu Kreiselpumpen nicht zu einer Zerquetschung der Fruchtstücke zwischen dem rotierenden Laufrad und dem Gehäuse bzw. einem feststehenden nachge­ schalteten Leitrad kommen.
Aufgrund der in der Rohrstrecke vorliegenden günstigen Oberflächen-Volumenverhältnisse kann die Prozeßzeit im Vergleich insbesondere mit großdimensionierten Rührkesseln deutlich reduziert wer­ den. Hieraus ergibt sich eine weitgehende Schonung der Früchte, die sich in einer außerordentlich hohen Produktqualität niederschlägt.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Gutsstrom zumindest innerhalb eines der Röhrenwärmetauscher durch ein entlang seiner Längsachse verdrehtes Rechteck­ rohr gefördert wird.
Der Wärmeübergang bei Verwendung eines solchen speziellen Rechteckrohrs kann im Vergleich mit herkömmlichen Rohren mit kreisrundem Querschnitt um ca. 10 bis 15% gesteigert werden. Die zur Erzielung einer bestimmten Temperaturdifferenz erforderliche Rohrlänge kann hierdurch entsprechend reduziert werden, wodurch sich vorteilhafterweise der notwen­ dige Förderdruck ebenfalls absenken läßt. Ein geringerer Förderdruck bewirkt wiederum eine Schonung der Stückigkeit der Fruchtzubereitung.
Als verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Erhitzung des Gutsstromes in dem ersten Röhrenwärmetauscher mittels Heißwasser erfolgt, wobei die Führung des Heizmediums und/oder Kühlmediums in dem Röhrenwärmetauscher für die Erhitzung bzw. Abkühlung bevorzugterweise jeweils im Gegenstrom erfolgen sollte.
Wenn die Erhitzung und/oder Abkühlung zweistufig in zwei hintereinandergeschalteten Röh­ renwärmetauschern erfolgt, läßt sich der gewünschte Temperaturverlauf besonders exakt ein­ stellen und regeln.
In verfahrenstechnischer Hinsicht besonders günstig ist es, daß die Temperatur T1 nach der Vorerwärmung und vor der Erhitzung 40°C bis 60°C, die Temperatur T2 nach der Erhitzung 75°C bis 100°C und der Normaldruck in der Rohrstrecke während der Herstellung der Le­ bensmittelzubereitung 8.105 Pa bis 12.105 Pa beträgt.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Fruchtzubereitungen zur Durchführung des vorgenann­ ten Verfahrens besteht aus:
  • a) einer Rohrstrecke, durch die die vermischte mittels Vakuum entlüftete und auf eine Temperatur T1 von 40°C bis 60°C vorerwärmte Gutsmenge als Gutsstrom leitbar ist,
  • b) einem ersten Röhrenwärmetauscher, der einen Abschnitt der Rohrstrecke bildet und mit dem der Gutsstrom auf eine Temperatur T2 von 75°C bis 100°C erhitzbar ist,
  • c) einer gegen Wärmeleitung isolierten Haltestrecke, die einen Abschnitt der Rohrstrecke bildet,
  • d) einen zweiten Röhrenwärmetauscher, der einen Abschnitt der Rohrstrecke bildet und mit dem der Gutsstrom auf eine Temperatur T3 <30°C abkühlbar ist und
  • e) einer Verdrängerpumpe, mit der der Gutsstrom durch die Rohrstrecke förderbar ist.
Mit einfachen und an sich bekannten und bewährten Komponenten läßt sich auf diese Weise eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Herstellungsver­ fahrens realisieren.
Bevorzugterweise ist dabei als Verdrängerpumpe eine Exzenterschneckenpumpe vorzusehen, die sich durch besonders geringe Rückströmverluste auszeichnet, sofern für eine ausreichend hohe Klemmung, das heißt, enge Passung zwischen dem Rotor in Form einer exzentrischen Schnecke und dem Stator gesorgt wird. Bei Pumpen mit zu großen Rückströmverlusten kommt es infolge der Quetschung der Gutsstücke zum vermehrten Auftreten von passierten Früchten, die als erheblich qualitätsmindernd anzusehen sind.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Rohrstrecke im Bereich der Röhrenwärmetauscher als ein entlang seiner Längsachse verdrehtes Rechteck­ rohr ausgebildet ist, wodurch der Wärmeübergang im Vergleich zu herkömmlichen Rohren mit kreisförmigem Querschnitt gesteigert werden kann.
Mittels eines mehrstufigen Aufbaus eines oder beider Röhrenwärmetauscher läßt sich der Herstellungsprozeß besonders feinfühlig regulieren sowie energetisch optimieren.
Um zu verhindern, daß bei der Abkühlung des Gutsstroms in dem zweiten Röhrenwärmetau­ scher durch eine zu große Temperaturdifferenz an den kalten Wärmeübertragungsflächen eine sogenannte Unterkühlung des Produktes und damit ein sogenannter Konsistenzaufbau erzeugt wird, wird vorgeschlagen, daß die Temperatur des Kühlmediums des zweiten Röhrenwärme­ tauschers einstellbar ist. Dies läßt sich beispielsweise durch Mischen des Vorlaufs und des Rücklaufs des Kühlmediums erreichen.
Eine Belastung der Fruchtstücke durch Strömungskräfte kann dadurch verringert werden, daß die Krümmungsradien der Rohrstrecke größer sind als das 3fache des Innendurchmessers der Rohrstrecke.
Um bei einer unerwünschterweise kurzzeitig auftretenden hohen Steifigkeit des Gutsstromes in einem bestimmten Abschnitt der Rohrstrecke, z. B. in der Kühlstrecke, ein Stocken bzw. ein Zusammenbruch des gesamten Gutsstromes zu verhindern, ist es erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die Verdrängerpumpe einen Nenndruck aufweist, der das 1,5- bis 2fache des im Be­ trieb auftretenden Normaldrucks beträgt sowie einen Nennförderstrom aufweist, der das 2- bis 3fache des im Betrieb auftretenden Normaiförderstroms beträgt. Bei einer derartig überdi­ mensionierten Verdrängerpumpe kann ein Zusammenbrechen der Strömung auch bei kurzzei­ tigen Propfenbildungen sicher ausgeschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, die in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher erläutert. Die Zeich­ nungsfigur zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die Vorrichtung besteht aus einem Vormischbehälter 1, einem nachgeschalteten Pufferspeicher 2, einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Verdrängerpumpe 3, einem ersten Röh­ renwärmetauscher 4, einem Heißhalter 5 sowie einem zweiten Röhrenwärmetauscher 6. Sämt­ liche vorgenannten Komponenten sind durch Abschnitte einer Rohrstrecke 7 miteinander ver­ bunden. Sowohl der Vormischbehälter 1 als auch der Pufferspeicher 2 sind mit einem Rühr­ werk 8 versehen. An den Vormischbehälter 1 ist ein Vakuum anlegbar, wodurch die darin ent­ haltene Gutsmenge, bestehend aus stückigem Gut und einem Fluid, entlüftbar ist.
Die Verdrängerpumpe 3 ist derartig überdimensioniert, daß sie einen Nenndruck besitzt, der das 2fache des im Betrieb auftretenden Normaldrucks beträgt und einen Nennförderstrom liefert, der das 3fache des im Betrieb auftretenden Normalförderstroms beträgt. Im Innern der beiden Röhrenwärmetauscher 4 und 6 besteht die Rohrstrecke 7 aus einem entlang seiner Längsachse verdrehten Rechteckrohr, das gegenüber herkömmlichen Rohren mit kreisförmi­ gem Querschnitt einen um 10 bis 15% höheren Wärmeübergangskoeffizienten aufweist.
Der Heißhalter 5 besteht aus einer allseits hinreichend isolierten Rohrstrecke mit einem kreis­ förmigen Innenquerschnitt.
Das mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung durchführbare Verfahren läuft folgendermaßen ab:
In den Vormischbehälter 1 werden sämtliche Rohstoffe i. d. R. in gefrorenem Zustand zugege­ ben, unter stetigem Rühren aufgetaut und auf einer bestimmten Temperatur (40°C bis 60°C) gehalten. Ist die Vormischung mittels Vakuum vollständig entlüftet, wird sie an den Puffer­ speicher 2 übergeben, von wo aus mit Hilfe der Verdrängerpumpe 3 kontinuierlich die nach­ folgende Rohrstrecke 7 beschickt wird.
Sowohl die Erhitzung als auch die Heißhaltung und die Kühlung der herzustellenden Frucht­ zubereitung sind über eine Rohrstrecke 7 realisiert. Dabei wird der Gutsstrom im Anschluß an die Verdrängerpumpe 3 zunächst in dem ersten Wärmetauscher 4 auf ca. 95°C erhitzt. In dem Röhrenwärmetauscher 4 wird das Heizmedium (Heißwasser) im Gegenstrom geführt. Der Röhrenwärmetauscher 4 ist 2stufig aufgebaut, wobei mit Hilfe einer ersten Stufe lediglich eine Vorerhitzung durchgeführt wird und in einer zweiten Stufe eine Erhitzung auf die End­ temperatur durchgeführt wird. Die Endtemperatur kann auf diese Weise separat eingestellt und Anbrennungen an den Wärmeübertragungsflächen vermieden werden. Bei einem Produkt­ durchsatz von ca. 1,2 t/h läßt sich der Gutsstrom in ca. 4,8 Minuten von 40°C auf 95°C er­ hitzen.
Die Durchströmzeit durch den Heißhalter 5 beträgt 3 Minuten, wobei die Temperatur am En­ de des Heißhalters 5 noch annähernd 95°C beträgt. Um Verweilzeitdifferenzen im Heißhalter 5 auszuschließen, ist der Durchmesser des dort verwendeten Rohres gering.
Um den Aufbau einer Isolierschicht an den kalten Wärmeübertragungsflächen des Röhren­ wärmetauschers 6 während der Abkühlung des Gutsstroms zu verhindern, ist die Temperatur des verwendeten Kühlmediums einstellbar, was durch Mischen des Vorlaufs und des Rück­ laufs realisiert wird. Bei dem bereits oben erwähnten Produktdurchsatz von 1,2 t/h läßt sich der Gutsstrom in 6,4 Minuten von 95°C auf 20°C abkühlen.
Bei einer Erhitzungszeit von 4,8 Minuten, einer Heißhaltezeit von 3 Minuten und einer Ab­ kühlzeit von 6,4 Minuten ergibt sich insgesamt eine Prozeßzeit von 14,2 Minuten. Um die mechanische Belastung der Früchte beim Durchströmen des Röhrensystems so gering wie möglich zu halten, sind die im Blockschaltbild nicht abgebildeten Krümmungsradien in der Rohrstrecke 7 (einschließlich der Röhrenwärmetauscher 4 und 6 sowie des Heißhalters 5) größer als das 3fache des Innendurchmessers der Rohrstrecke. Bei einem gewählten Innen­ durchmesser der Rohrstrecke von 50 mm sorgen die im Gutsstrom enthaltenen Früchte bzw. Fruchtstücke für hinreichende Turbulenzen, so daß sich eine hinreichend homogene Tempera­ turverteilung ergibt. Bei dem vorgenannten Rohrdurchmesser von 50 mm ist für die Realisie­ rung des vorgenannten Prozeßverlaufs ein Förderdruck der Verdrängerpumpe 3 von ca. 10 bar erforderlich.
Im Anschluß an den zweiten Röhrenwärmetauscher 6 wird der Gutsstrom in einen Behälter aus Edelstahl abgefüllt.
Das zuvor beschriebene Verfahren läßt sich prinzipiell auch bei Gutsmengen ohne Fruchtstücke durchführen. Hierbei ist der Rohrdurchmesser jedoch vorteilhafterweise kleiner zu wählen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Fruchtzubereitungen aus einer aus einem Fluid und stückigem Gut bestehenden Gutsmenge mit folgenden Verfahrensschritten:
  • a) Die Herstellung der Fruchtzubereitung aus der vermischten, mittels Vakuum entlüfteten und auf eine Temperatur T1 von 40°C bis 60°C vorerwärmten Gutsmenge erfolgt auf kontinuierliche Weise während des Durchfließens einer Rohrstrecke (7) als Gutsstrom.
  • b) Der Gutsstrom wird in einem ersten Röhrenwärmetauscher (4), der einen Abschnitt der Rohrstrecke (7) bildet, auf eine Temperatur T2 von 75°C bis 100°C erhitzt.
  • c) Der Gutsstrom wird anschließend in einem Abschnitt der Rohrstrecke (7) im wesentli­ chen auf der Temperatur T2 gehalten.
  • d) Der Gutsstrom wird daraufhin in einem zweiten Röhrenwärmetauscher (6), der ebenfalls einen Abschnitt der Rohrstrecke (7) bildet, auf eine Temperatur T3 < 30°C abgekühlt.
  • e) Der Gutsstrom wird mit einer Verdrängerpumpe (3) durch die Rohrstrecke (7) gefördert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gutsstrom zumindest innerhalb eines der Röhrenwärmetauscher (4, 6) durch ein entlang seiner Längsachse verdrehtes Recht­ eckrohr gefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Gutsstro­ mes in dem ersten Röhrenwärmetauscher (4) mittels Heißwasser erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Heizmediums und/oder Kühlmediums in dem Röhrenwärmetauscher (4, 6) für die Erhitzung bzw. Abkühlung im Gegenstrom erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhit­ zung und/oder Abkühlung zweistufig in zwei hintereinandergeschalteten Röhrenwärme­ tauschern erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Normal­ druck in der Rohrstrecke (7) während der Herstellung der Lebensmittelzubereitung 83.105 Pa bis 12.105 Pa beträgt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zur Herstellung von Fruchtzubereitungen aus einer aus einem Fluid und stückigem Gut bestehenden Gutsmenge nach Anspruch 1 mit
  • a) einer Rohrstrecke (7), durch die die vermischte, mittels Vakuum entlüftete und auf eine Temperatur T1 von 40°C bis 60°C vorerwärmte Gutsmenge als Gutsstrom leitbar ist,
  • b) einem ersten Röhrenwärmetauscher (4), der einen Abschnitt der Rohrstrecke (7) bildet und mit dem der Gutsstrom auf eine Temperatur T2 von 75°C bis 100°C erhitzbar ist,
  • c) einer gegen Wärmeleitung isolierten Haltestrecke, die einen Abschnitt der Rohr­ strecke (7) bildet,
  • d) einen zweiten Röhrenwärmetauscher (6), der einen Abschnitt der Rohrstrecke (7) bildet und mit dem der Gutsstrom auf eine Temperatur T3 < 30°C abkühlbar ist und
  • e) einer Verdrängerpumpe (3), mit der der Gutsstrom durch die Rohrstrecke (7) för­ derbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe (3) eine Exzenterschneckenpumpe ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrecke (7) im Bereich der Röhrenwärmetauscher (4, 6) als ein entlang seiner Längsachse verdreh­ tes Rechteckrohr ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Röhrenwärmetauscher (4) und/oder der zweite Röhrenwärmetauscher (6) mehrstufig aufgebaut ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien der Rohrstrecke (7) größer als das 3fache des Innendurchmessers der Rohrstrecke (7) sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ drängerpumpe (3) einen Nenndruck aufweist, der das 1,5- bis 2fache des im Betrieb auftretenden Normaldrucks beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ drängerpumpe (3) einen Nennförderstrom aufweist, der das 2- bis 3fache des im Be­ trieb auftretenden Normalförderstroms beträgt.
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DE102011084720A1 (de) * 2011-10-18 2013-04-18 Krones Aktiengesellschaft Mixer für Pulpe- und Faserhaltige Getränke

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