DE4215436C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Keimreduzierung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Keimreduzierung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Keimreduzierung, bei denen ein zu entkeimender Stoff mit Hitze beaufschlagt wird.
Bei der Entkeimung von Stoffen durch Erhitzung besteht ein Problem in der Denaturierung der zu behandelnden Stoffe, insbesondere wenn es sich um pflanzliche Stoffe oder um Lebensmittel handelt. Durch die Hitze werden die Keime zwar getötet, das Produkt wird jedoch stark in Mitleidenschaft gezogen, da entweder Wirkstoffe zerstört oder umgewandelt werden oder sich die Ware verfärbt und einen unangenehmen Geruch annimmt. Aus der DE 36 12 606 A1 ist ein Entkeimungsverfahren für pflanzliche Lebensmittel unter Stickstoffatmosphäre bekannt. Die Entkeimung geschieht jedoch mittels Mikrowellenbehandlung. Stand der Technik ist des weiteren die Schutzgasverpackung mit Kohlendioxid, vgl. dazu insbes. ZFL 2/87, S. 92-97.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit denen eine für den zu entkeimenden Stoff schonende Keimreduzierung möglich ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.
Überraschenderweise ist sowohl die Hitze, als auch der Sauerstoff der Umgebungsluft für die Verringerung der Qualität des zu entkeimenden Stoffes beim Entkeimen verantwortlich. Es wird daher erfindungsgemäß der Sauerstoff durch ein Schutzgas, insbesondere CO2, ersetzt, so daß eine Oxidation und Fermentation der zu entkeimenden Ware trotz Hitzeeinwirkung nicht erfolgt, wohl aber die gewünschte Verringerung der Keimzahl.
Selbstverständlich lassen sich statt Kohlendioxid auch andere inerte Gase, wie z. B. Edelgase oder Stickstoff verwenden. Im obigen Sinne ist für das Schutzgas wesentlich, daß es keinen Sauerstoff enthält.
Die Erhitzung der zu entkeimenden Ware kann zum Beispiel durch Kontaktübertragung über einen beheizten Vakuumbehälter erfolgen.
Es ist jedoch auch möglich, das Schutzgas selbst zu erhitzen und hierüber die Erhitzung des zu entkeimenden Stoffes und die damit einhergehende Entkeimung zu bewirken. Ob der Stoff direkt oder das Schutzgas erhitzt werden, ist für das Verfahren unbeachtlich. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Keimreduzierung bei Stoffen pflanzlichen Ursprungs. Die Pflanzenteile wie Blätter, Kraut, Blüten, Wurzeln und Saaten liegen dabei vorzugsweise im getrockneten Zustand vor. Die Restfeuchte beträgt durchschnittlich 6 bis 8%. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch andere Stoffe wie z. B. Lebensmittel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entkeimen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nachfolgend wird das Verfahren in einem Beispiel erläutert.
Ein Stoff pflanzlichen Ursprungs soll chargenweise entkeimt werden. Hierfür wird der Stoff in einem Vakuumbehälter gegeben. Der Vakuumbehälter wird auf mindestens 0,03 atm evakuiert.
Der Vakuumbehälter ist über einen Strömungserhitzer mit einer Kohlendioxidzufuhr verbunden. Auf diese Weise wird dem Vakuumbehälter Kohlendioxid zugeführt, das auf 150°C erhitzt worden ist. Temperaturgefälle, die durch Abwärme am Entkeimungsgut bzw. dem Vakuumgehäuse sowie an den Förderleitungen und Geräten zu erwarten sind, werden durch den Strömungserhitzer ständig ausgeglichen. Daher sollte der Strömungserhitzer für eine stärkere Erhitzung des Schutzgases geeignet sein, z. B. für eine Erhitzung von 300°C. Neben dieser Auslegung des Strömungserhitzers können jedoch noch weitere Maßnahmen zur Reduzierung von Wärmeverlusten ergriffen werden.
Durch den Unterdruck soll das erhitzte Kohlendioxid in den Kern des Rohstoffgebindes eindringen. Hierbei muß wenigstens eine Temperatur von 150°C erreicht werden, um eine Inaktivierung säure- und hitzelabiler Keime und Schimmelpilze zu erreichen.
Die Einwirkungszeit des Kohlendioxids bzw. Stickstoffs oder anderer Inertgase auf das Produkt kann in Abhängigkeit von kontinuierlich oder periodisch durchgeführten Keimzahlbestimmungen festgelegt werden. Nach der erforderlichen Einwirkungszeit werden der Behälter und das zu entkeimende Gut wieder abgekühlt und anschließend mit Atmosphärendruck gespült.
Falls das zu entkeimende Gut im Durchflußverfahren ständig mit Schutzgas durchspült wird, kann es vorteilhaft sein, einen Wärmetauscher zur Nutzung der Abwärme vorzusehen.
Es ist auch möglich, die Erhitzung des Gutes sowohl durch das Schutzgas als auch durch die Beheizung des Vakuumbehälters zu realisieren.
Eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung beschrieben (Fig. 1). Ein Vakuumbehälter 10 mit einem dichtschließenden Deckel 12 ist für die Aufnahme des zu entkeimenden Gutes 14, insbesondere eines pflanzlichen Stoffes, vorgesehen. Der Vakuumbehälter 10 ist über eine Gaszuführung 16 und über ein erstes Gasventil 18 mit einer Vakuumversorgung 19 verbunden, durch die der Vakuumbehälter 10 evakuiert werden kann. Nach der Evakuierung wird das Ventil 18 geschlossen und ein Ventil 20 wird geöffnet, durch das der Vakuumbehälter 10 über einen Strömungserhitzer 22 mit einer Schutzgasversorgung 24 verbunden wird. Hierdurch wird dem Vakuumbehälter 10 erhitztes Schutzgas zugeführt, das auf einer anderen Seite des Vakuumbehälters 10 über eine Gasabführung 26 wieder dem Strömungserhitzer 22 zugeführt wird, um Temperaturverluste durch Erwärmung der Gasleitungen 16, des Vakuumbehälters 10 und des zu erhitzenden Gutes 14 auszugleichen.
Die Dauer der Einwirkung des Schutzgases wird z. B. durch eine nicht dargestellte Vorrichtung zur kontinuierlichen oder periodischen Keimzahlbestimmung des zu entkeimenden Gutes gesteuert. Die Schaltung der Ventile 18, 20 und der Komponenten 19, 22, 24 kann computergesteuert erfolgen.
Der Vakuumbehälter kann ein Mikrowellengerät zur Erwärmung des zu entkeimenden Stoffes aufweisen. Weiterhin kann ein UV- Bestrahlungsgerät zur kombinierten Entkeimung durch Hitze und UV- Strahlung vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Verfahren zur Reduzierung von Keimen und Schimmelpilzen in pflanzlichen Stoffen, insb. Gebinden von pflanzlichen Rohstoffen, durch Erhitzung der Stoffe in Schutzgasatmosphäre, bei dem
  • - der zu entkeimende Stoff zumindest auf einen Druck von 0,03 atm evakuiert wird,
  • - der evakuierte Stoff mit einem Schutzgasatmosphärenstrom beaufschlagt wird, der auf mindestens 150°C, vorzugsweise 300°C, erwärmt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in einem Vakuumbehälter erwärmt wird, und daß der Behälter beheizt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas sauerstofffrei ist, und insbes. Kohlendioxid enthält.
4. Vorrichtung zum Entkeimen von pflanzlichen Stoffen, geeignet zur Durchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Vakuumbehälter und einem Strömungserhitzer für das zu heizende Gut, mit einer Schutzgasversorgung (24) und einer Vakuumversorgung (19), die mit dem Innenraum des Behälters (10) in Verbindung stehen,
wobei die Heizvorrichtung als Strömungserhitzer (22) ausgebildet und zwischen der Schutzgasversorgung (24) und dem Vakuumbehälter (10) angeordnet ist, und der Strömungserhitzer (22) für eine Erhitzung des Schutzgases auf mindestens 150°C, vorzugsweise 300°C, ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Keimzahlbestimmungsvorrichtung zur periodichen Bestimmung der Keimzahl des zu entkeimenden Gutes vorgesehen ist, und die Verbindung des Vakuumbehälters mit der Schutzgasversorgung (24) und der Vakuumversorgung (19) in Abhängigkeit eines Ausgangssignals der Keimzahlbestimmungsvorrichtung steuerbar ist.
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