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Verfahren und Einrichtung zum Inaktivieren von Enzymen Die .Haltbarkeit
vieler Lebensmittel wird durch das Vorhandensein von Enzymen in diesen -,wesentlich
herabgesetzt. So sind z. B. Fische sehr leicht verderblich, weil die in dem Fischfleisch
enthaltenen Enzyme das Fischfleisch bzw. die in ihm enthaltenen Eiweißstoffe, Fette
u. dgl. zersetzen, und zwar auch dann, wenn keine Bakterien vorhanden sind. Die
durch Bakterien verursachte Fäulnis von Eiweißstotten ist ebenfalls auf die von
den Mikroorganismen erzeugten .l?nzyme zurückzuführen. Das gleiche ist auch bei
vielen anderen Lebens- und Genußmitteln tierischen und pflanzlichen Ursprungs der
Fall, beispielsweise bei Trockengemüsen, Gefrierkonserven tt. dgl., also in jeglichem
Gut, welches Enzyme enthält. Zur Erhöhung der Haltbarkeit allen solchen Gutes ist
es daher vorteilhaft, schon die in-(lern unverdorbeneci Gut enthaltenen Enzyme zu
inaktivieren. Obst und Gemüse pflegt man zu diesem Zwecke zu blanchieren, indem
es kurzzeitig der Einwirkung hoher Temperaturen. etwa 8o bis roo° C, ausgesetzt
wird. Gewöhnlich geschieht dies durch kurzes Überbrühen mit heißem Wasser oder heißem
Dampf. Hierdurch verlieren die Enzyme die Fähigkeit, die Eiweißstoffe, Fette u..dgl.
abzubauen, und die Haltbarkeit des Gutes wird erhöht.
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Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Temperatureinwirkung
so lange erfolgen muß, bis die Wärme auch in die tiefer liegenden Schichten, z.
B. der Früchte, vorgedrungen ist; hierdurch werden die äußeren Schichten der Früchte
in unerwünschter Weise überhitzt, wodurch vor allem Vitamine nachteilig beeinflußt
werden. Diese nachteilige Wirkung der Wärmebehandlung fällt um so mehr ins Gewicht,
als bei vielen Früchten die für die menschliche Ernährung besonders wichtigen Vitamine
unmittelbar unter der Schale bzw. der Fruchthaut liegen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung, die
die geschilderten Nachteile in einfacher und zuverlässiger Weise vermeiden. Auch
in
diesem Falle wird das die Enzyme enthaltende Gut der Einwirkung eines flüssigen
oder dampfförmigen Heizmittels, z. B. heißen `'Wassers. ausgesetzt, doch wird das
Gut erfindungsgemäß zusätzlich der Einwirkung eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes,
insbesondere eines Ultrakurzwellenfeldes, ausgesetzt. Zur Durchführung dieses Verfahrens
gibt es verschiedene Möglichkeiten. Besonders vorteilhaft sind folgende zwei Verfahrensarten:
Bei .der einen Verfahrensart wird das Gut zuerst der Einwirkung des flüssigen bzw.
dampfförmigen Heizmittels ausgesetzt und anschließend der Einwirkung des Hochfrequenzfeldes;
erforderlichenfalls kann diese aufeinanderfolgende Einwirkung mehrmals wiederholt
werden. Bei der anderen Verfahrensart wird das Gut den beiden Einwirkungen gleichzeitig
ausgesetzt, also gleichzeitig sowohl der Einwirkung durch das Heizmittel als auch
der Einwirkung des Hochfrequenzfeldes.
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Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung beruhen auf folgender
Wirkung: Ein Hochfrequenzfeld hat die Eigenschaft, das in das Feld eingebrachte
Gut in allen seinen Teilen gleichzeitig zu erwärmen, also gleichzeitig in allen
seinen inneren und äußeren Teilen. Durch die Einwirkung des Hochfrequenzfeldes wird
also eine sehr gleichmäßige Durchwärmung des Gutes erzielt. Lediglich an der Oberfläche
des Gutes bleibt bei dieser Einwirkung die Temperatur gewöhnlich etwas niedriger,
da die in der Außenhaut bzw. Außenschicht des Gutes erzeugte Wärme teilweise in
die Umgebung durch Strahlung oder Leitung abgegeben wird. Wird jedoch erfindungsgemäß
das Gut zusätzlich der Einwirkung eines flüssigen oder dampfförmigen Heizmittels
ausgesetzt, so wird dieser Temperaturabfall an der Oberfläche des Gutes vermieden.
Da ferner die heiße Flüssigkeit bzw. der Dampf bei dem Verfahren nach der Erfindung
nicht mehr die Aufgabe hat, das Gut innerlich zu erwärmen, sondern im wesentlichen
lediglich noch die Aufgabe, einen Temperaturabfall an der Oberfläche des Gutes zu
verhüten, also nur noch die Aufgabe, die Wärmeverluste der durch Hochfrequenz erzeugten
Wärme zu decken, so kann die Temperatur der Flüssigkeit bzw. des Dampfes etwas niedriger
gehalten werden als bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren ohne Hochfrequenzanwendung.
Es wird also eine gleichmäßige Wärmebehandlung des Gutes erreicht, ohne daß ein
nennenswertes Temperaturgefälle in dem Gut erforderlich ist. Die Oberfläche des
Gutes und die auf und dicht unter der Oberfläche befindlichen Vitamine und sonstigen
nützlichen Bestandteile bleiben von einer Überhitzung verschont, und das Gut behält
einen höheren Wert.
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In vielen Fällen wird es möglich sein, die von dem heißen Dampf bzw.
der heißen Flüssigkeit herrührende Wärme nicht ausschließlich auf das Maß zti beschränken,
das zur Deckung des Temperaturabfalles an der Oberfläche des mit Hochfrequenz erwärmten
Gutes erforderlich ist, sondern dieses Wärmemaß mehr oder minder ztt steigern und
die l-lochfrequenzenergie entsprechend zu verringern. Man wird hierdurch zwar in
der =\ußenschicht des Gutes auch eine entsprechende Temperatursteige-' rung erhalten,
doch hat man es durch gegenseitiges Abstimmen der beiden Wärmeanteile in der Hand,
diese Überhitzung nicht größer werden zu lassen, als es für das Gut, je nach seiner
Art, gerade noch j zuträglich ist. In der Praxis wird man von dieser Abstimmungsmöglichkeit
gern Gehrauch machen, um den in der Aufbringung kostspieligeren Anteil der Hochfrequenzwärme
möglichst gering zu halten.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können an sich
Hochfrequenzeinrichtungen von mancherlei Art verwendet werden. Beispielsweise können
Behälter von rechteckigem Querschnitt verwendet werden, bei denen zwei einander
gegenüberliegende Seiten aus elektrisch leitendem Stoff bestehen und die Feldelektroden
bilden, während die beiden anderen Seiten des Behälters aus Isolierstoff bestehen.
Das zti behandelnde Gut wird in diesen Behälter eingefüllt, es wird heißer Dampf
bzw. heiße Flüssigkeit, in der Regel Wasser, zugefüllt, und an die beiden Feldelektroden
wird ein Hochfrequenzgenerator angeschlossen. Das Feld durchdringt dann den Bellälterlrihalt,
und die in dem Gut enthaltenen Enzyme werden in der oben beschriebenen Weise inaktiviert.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung folgende Einrichtung: Diese besteht im wesentlichen aus zwei Teilen,
und zwar aus einem elektrisch leitenden Behälter zur Aufnahme des zu behandelnden
Gutes, der gleichzeitig als eine der leiden Elektroden des Hochfrequenzfeldes dient,
und einer innerhalb dieses Behälters angeordneten Gegenelektrode, die vorzugsweise
so ausgebildet ist, daß sie an allen Stellen ihrer dem Behälter zugewandten Oberfläche
gleichen Abstand von dem Behälter hat. Ain einfachsten wird letzteres erreicht,
wenn die Behälterinnenwandung und die Oberfläche der Gegenelektrode zwei zueinander
konzentrische Rotationsflächen bilden, vorzugsweise derart, daß die beiden Rotationsflächen
einen U-förmigen uerschnitt haben. Ein Ausführungsbeispiel einer'- solchen Einrichtung
nach der Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten derselben sind in der Zeichnung
dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt die Einrichtung im Längsschnitt. In dem doppelwandigen
Behälter i ist konzentrisch eine hohle Elektrode 2 so angeordnet und ausgebildet,
daß sie von der Wandung des Behälters i überall gleichen Abstand hat. Das zu behandelnde
Gut 3 befindet sich in dem "Zwischenraum zwischen den Teilen i und 2. Damit die
Teile i und 2 als Elektroden für das Hochfrequenzfeld verwendet werden können, müssen
sie aus einem elektrisch leitenden Stoff bestehen, beispielsweise aus nichtrostendem
Stahl. Die (lern Gut 3 zugekehrten Wandungeif der Teile 1 ttttcl 2 sind, wie aus
der Zeichnung ersichtlich, mit \-ielen 1_öchern versehen. Die Zuführung eines flüssigen
oder dampfförrnigen Heizmittels geschieht durch die an den ".eilen i *und 2 angeschlossenen
Rohre 4 und 3, und zur Zuführung der elektrischen Hochfrequenzenergie sind an die
Teile r und 2 die elel<tri#chen Leitungen tnid 7 angeschlossen. \\'ircl
(las Hiissige bzw. dampfförmige
Heizmittel durch die Rohre .t und
5 in den doppelwandigen Behälter i und die höhle Elektrode 2 gleichzeitig eingeführt,
so dringt das Heizmittel durch die Löcher in den Wandungen der 'feile i und 2 in
das zu behandelnde Gut 3 von allen Seiten ein, durchzieht das Gut und fließt am
oberen Ende des Behälters i über. Der Deckel 9 ist zu diesem Zweck mit entsprechenden
Durchlaßöffnungen versehen. Durch das öffnen des Absperrventils8 kann das Heizmittel
abgelassen werden, wobei durch die Rohrleitungen d und 5 eine entsprechende Luftmenge
eingelassen wird. Werden ferner die Leitungen 6 und 7 an einen Hochfrequenzgenerator
von geeigneter Frequenz. beispielsweise 30 - ioe Hz, angeschlossen, so entsteht
zwischen den Teilen i und 2 ein Hochfrequenzfeld, das das Gut 3 durchsetzt und in
allen seinen Teilen gleichzeitig erwärmt. Die gegenseitige Abstimmung der Wärmeanteile
der Hochfrequenz einerseits und des flüssigen bzw. dampfförmigen Heizmittels andererseits
geschieht in der oben angegebenen Weise. Der zur Aufnahme des Gutes dienende Zwischenraum
zwischen den beiden Teilen i und 2 ist mit einem Deckel 9 aus elektrisch isolierendem
Werkstoff abgeschlossen.
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Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung beschränken sich
nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, sondern sie können je nach Bedarf
in mannigfacher Weise abgewandelt werden. Beispielsweise ist es für den Grundgedanken
der Erfindung nicht ausschlaggebend, welcher Art das Heizmittel ist: insbesondere
können, je nach der .1rt des Gutes, als Heizmittel statt Wasser auch andere heiße
Flüssigkeiten vorteilhaft sein.