SI9420042A - Method of cooling and subsequentlypackaking foodstuffs - Google Patents

Description

STULZ GmbH

Postopek za ohlajevanje in temu sledeče konfekcioniranje živil

Izum se nanaša na postopek za ohlajevanje in temu sledeče konfekcioniranje živil.

Obstajajo številna živila, ki jih v postopku njihove priprave podvržemo postopku segrevanja in ki jih je nato, pred njihovim konfekcioniranjem, potrebno ohladiti. Le za primer opozarjamo na pripravo gotovo pakiranega narezanega kruha, pakiranih vrst obarjenih klobas ali mlečnih proizvodov, kot jogurta ali podobnih. Pri industrijski proizvodnji morajo biti tovrstni proizvodi kar se da hitro ohlajeni in pod higiensko neoporečnimi pogoji pakirani oz. konfekcionirani. Ker je za postopek ohlajevanja, zaradi tehničnih in tudi mikrobioloških razlogov, na razpolago le omejeno časovno obdobje, moramo hlajenje pogosto izvesti s hitrim znižanjem temperatur z uporabo hladilnih strojev, kar pa ponovno vodi do razmeroma visoke energetske potrebe. V nadaljevanju bomo za primer situacijo predstavili s pomočjo postopka za pripravo narezanega kruha, pri čemer pa je za strokovnjaka samoumevno, da lahko ustrezen postopek na enak način uporabimo tudi pri ohlajevanju in konfekcioniranju drugih živil.

Zaradi porasta majhnih in samskih gospodinjstev, je v naraščanju kupovanje tako rženega, kot tudi pšeničnega mešanega kruha v obliki narezanega kruha, torej v količinah, ki so bolje prilagojene manjšim gospodinjstvom kakor cel kruh. Narezan kruh danes praviloma pripravljajo iz štruc, ki pri pripravi tehtajo okoli 7,5 - 8,0 kg in pri različnih širinah štruc je dolžina štruc okoli 1,5 m ali več. Ta kruh je potrebno po pečenju ohladiti, narezati in konfekcionirati, pri čemer gre upoštevati, da imajo industrijske peči produkcijsko zmogljivost okoli 1800 kg kruha/uro in rezalni stroji okoli

900 kg/uro. Kruh, ki zapušča peč, praviloma ohladimo v hladilnicah od temperature pečenja do temperature rezanja, torej do temperature krušne sredice pod 38°C. Ohlajevanje moramo izvesti razmeroma hitro, da lahko produkcija zapusti peč in jo lako nadalje obdelamo. Praviloma transportiramo kruh na takoimenovanih krušnih vozičkih, ki omogočajo vsakokratno skladiščenje večih štruc na različnih nivojih vozička. Danes uporabljani krušni vozički transportirajo okoli 300 do 400 kg kruha na, na primer, 8 nivojih.

Dosedanji postopki za hlajenje kruha pred nadaljno obdelavo imajo vrsto pomanjkljivosti, ker potrebujejo tovrstne hladilnice, predvsem pri poletnih temperatrurah, še dodatno ločeno ohlajevanje, torej so energetsko intenzivni in s tem stroškovno intenzivni. Poleg tega pride pri do sedaj običajnih postopkih, zaradi segrevanja hladilnega zraka, tudi do zmanjšanja vlažnosti, torej do izsušitve svežega kruha, ki je iz različnih razlogov nezaželena. Pogosto tudi ni zagotovljeno enakomerno ohlajanje, kar lahko, kadar je temperatura krušne sredice še previsoka, vodi do težav pri nadaljnji obdelavi. In končno, obstaja cela vrsta problemov na higienskem področju, saj predstavlja kruh, kot substrat, ki vsebuje škrob in sladkor, idealno hranilno podlago za različne bakterije in glive, in zato mora obdelava sveže pečenega kruha potekati pri pogojih čistega prostora, ki jih je bilo možno pri do sedaj običajnih postopkih hlajenja in rezanja vzdrževati le z veliko napora.

Naloga izuma je zatorej razviti postopek za ohlajevanje in konfekcioniranje, ki ne bi imel opisanih pomanjkljivosti.

Za rešitev naloge predlagamo postopek za ohlajevanje in temu sledeče konfekcioniranje živil, označen s tem, da živilo, ki ima vsaj 100°C, v hladilnici ohladimo s prosto konvekcijo na temperature med okoli 98 do 90°C in nato v hladilnem tunelu, razdeljenem na oddelke, adiabatsko ohladimo in navlažimo na rezalno in polnilno temperaturo živila, in nato na znan način razdelimo na porcije, pakiramo in konfekcioniramo. V prednostni izvedbi predlagamo postopek za pripravo narezanega kruha označen s tem, da kruh, na izteku peči spečen v štruce, v hladilnici ohladimo s konvekcijo na 95°C in nato v hladilnem tunelu, ki je razdeljen na oddelke, nadalje adiabatsko ohladimo na 35°C in navlažimo, in nato na znan način razrežemo, pakiramo in konfekcioniramo.

Presenetljivo se je pokazalo, da se lahko dobro izognemo znanim težavam pri dosedanjih postopkih ohlajevanja in rezanja kruha, kadar na običajen način izdelan in v štruce spečen kruh, po odvzemu iz peči, v hladilnici, ki ustreza pogojem čistega prostora, na transportnem vozičku predhodno ohladimo s konvekcijo na 95°C in nato v hladilnem tunelu s 3 hladilnimi stopnjami ali oddelki nadalje adiabatsko ohladimo in navlažimo na rezalno temperaturo, tako da lahko nato na znan način izvedemo nadaljnjo obdelavo. Prednostno uporabimo pri tem postopku kot transportno sredstvo krušni voziček, ki lahko na različnih nivojih drži 320 kg, kar ustreza okoli 40 štrucam.

Samo hladilnico polnimo z dovodnim zrakom s temperaturo 23°C/90% rel. vi., pri čemer se, zaradi toplotnega sevanja in konvekcije sveže pečenega kruha, temperatura pri obratovanju dvigne na 28°C/65% rel. vi.. V hladilnico je vključen hladilni tunel, katerega prečni prerez je naravnan na krušni voziček in sicer tako, da se pekarski proizvodi prečno z dolgo stranjo transportirajo skozi tunel. Toplotno izoliran hladilni tunel je razdeljen na tri stopnje I, II in III, od katerih vsaka razpolaga z lastno prezračevalno napravo. Dovodni zrak vpihavamo od prezračevalnih naprav preko kanalnega sistema skozi tlačno komoro, ki je vgrajena vzdolžno ob stenah tunela. Izstopanje dovodnega zraka do krušnega vozička poteka skozi v tunelu vzdolžno razporejene vodoravne zračne prepuste, prednostno reže, ki so vsakokrat razvrščene ustrezno višini polic na krušnem vozičku, tako da vodimo zrak usmerjeno vzdolžno preko štruc. Izberemo takšno izhodno hitrost dovodnega zraka iz rež, da dosežemo povprečno prehodno hitrost preko kruha 0,3 m/s. Dovajanje dovodnega zraka poteka v hladilnih stopnjah izmenično od leve ali desne, tako da dosežemo kolikor mogoče enakomerno ohlajevanje preko celotne dolžine kruha.

Sam postopek hlajenja v hladilnem tunelu poteka v postopku hlajenja z obkrožajočim zrakom in sicer tako, da odhodni zrak iz vsakokrat sledeče hladilne stopnje uporabimo kot dovodni zrak v predhodni hladilni stopnji, pri čemer uporabimo kot dovodni zrak v najhladnejši stopnji III, zrak iz hladilnice. V vsaki stopnji dovodni zrak za dovajanje v tunel adiabatsko ohladimo z ultrazvočnimi vlažilniki in naravnamo na 90% relativno zračno vlažnost. Ultrazvočne klimatske naprave za ohlajevanje in vlaženje zraka so znane in med drugim jih prodaja firma Stulz GmbH, Hamburg.

V stopnji I hladilnega tunela kruh ohladimo z odhodnim zrakom, ki ga vsesavamo iz stopnje II s temperaturo npr. 37°C/47% rel. vi. in ki je adiabatsko ohlajen na 29°C/90% rel. vi..

V tej stopnji se kruh ohladi od 95°C na 60°C, medtem ko se zrak segreje na 55°C/22% rel. vi., kar ustreza hladilni zmogljivosti 44 kW. V stopnji II odhodni zrak iz stopnje

III z 31°C/60% rel. vi. adiabatsko ohladimo na 26°C/90% rel. vi., kar vodi do ohladitve kruha na 45°C in segretja zraka na 37°C/47% rel. vi., kar ustreza hladilni zmogljivosti 19 kW. V stopnji III odhodni zrak iz hladilnice s temperaturo 28°C/65% rel. vi. adiabatsko ohladimo na 24°C/90% rel. vi., pri čemer pade temperatura kruha od 45 na 35°C in se zrak segreje na 31°C/60% rel. vi., kar ustreza hladilni zmogljivosti 12 kW.

Alternativno lahko izvedemo hlajenje v hladilnem tunelu tudi tako, da navadno vodo razpršimo v drobne vodne kapljice s premerom pod 30 μτη. Pri tem dobimo najboljše rezultate, kadar je premer kapljic med 5 in 20/xm.

Pri tem postopku vodimo navadno vodo in zrak, naravnan na nizke tlačne vrednosti, skozi šobe, ki razpršijo vodo v drobne vodne kapljice zgoraj navedenega premera. Tako drobno razpršena voda lahko nato zelo hitro izpari v zrak.

Odločilna prednost postopka je ta, da zraku, zaradi izparevanja vode, odvzamemo toploto in s tem temperatura navlaženega zraka pade. Zaradi velikosti vodnih kapljic se to zgodi hitro in stroškovno varčno. Za vsak liter razpršene vode odvzamemo zraku približno 2260,8 J (540 kcal) toplote.

Kruh nato transportiramo iz hladilnice v rezalnico in prevzame ga rezalna in paketirna linija, in na znan način ga razrežemo, pakiramo in konfekcioniramo. Prednostno vladajo tako v hladilnici, kot v hladilnem tunelu in rezalnici, pogoji čistega prostora, ki jih v rezalnici na znan način vzdržujemo z instalacijo enote z laminarnim tokom. V rezalnici vzdržujemo prednostno temperaturo 22 ± 2°C pri relativni zračni vlažnosti 50 ± 10%.

Na sl. 1 je še enkrat shematsko predstavljen potek postopka. V štruce spečen kruh vzamemo iz peči in ga na krušnem vozičku transportiramo v hladilnico 2, v kateri poteče ohlajanje s prosto konvekcijo na 95°C. Krušne vozičke nato vodimo v hladilni tunel 3 z njegovimi 3 stopnjami I, II in III, v katerih izvajamo adiabatsko ohlajevanje v postopku obkrožajočega zraka, ob uporabi ultrazvočnih vlažilnikov ali razprševanja vode, dokler ni dosežena temperatura kruha 35°C. Kruh damo nato iz krušnih vozičkov na rezalno in konfekcionirno linijo v rezalnici 4 in tam ga nadalje obdelamo.

Postopek v smislu izuma ima v primerjavi z do sedaj običajnimi hladilnimi postopki znatne prednosti, saj je z adiabatskim ohlajevanjem, brez dodatnih ločenih hladilnih naprav, možno shajati celo leto, kar vodi do znatnih prihrankov. Ohlajevanje kruha izvedemo s principom zaprtega tunela z obojestranskim dovajanjem dovodnega zraka v posamezne nivoje kruha popolnoma enakomerno in ne pride do nezaželenega izsuševanja obdelovanega materiala, ampak ostajajo izdelki v območju visoke vlažnosti. Istočasno poteče z ultrazvočnimi vlažilnimi napravami v hladilni vodi učinkovito zatiranje mikrobov vseh vrst, tako da ta znan ultrazvočni učinek vodi do praktične sterilnosti vode, ki jo uporabimo za vlaženje, s Čemer so izboljšani higienski pogoji tudi za nadaljnje obdelovanje.

Kot primer opisan postopek za pripravo narezanega kruha lahko, kot je strokovnjaku razvidno brez nadaljnjega, uporabimo tudi za številne druge postopke pri industrijski pripravi živil, pri katerih je potrebno segreto blago hitro in enakomerno ohladiti in nato nadalje obdelati oz. pakirati. Tako lahko ta postopek le z majhnimi spremembami uporabimo tudi za pripravo narezanih ali na drug način razdeljenih mesnih izdelkov, kot na primer obarjenih klobas, jetrnega sira ali podobnih, pa tudi pri obdelavi mlečnih proizvodov, kot jogurta ali sira, ali pri pripravi drugih pekarskih izdelkov, kot kolačev in peciva, ali tudi pri pakiranju prigrizkov, polnjenih porcijska pakiranja. Temperature, ki jih vzdržujemo pri prosti konvekciji in v hladilnem tunelu 3, lahko variiramo glede na proizvodne pogoje, saj so na primer temperature rezanja za mešani kruh ali mesni sir različne in mora zatorej ohlajevanje poteči le do vsakokratne temperature rezanja. Poleg tega so temperature odvisne tudi od delovnih pogojev v hladilnici oz. rezalnici ali pakirnici, saj bi imele previsoke temperature, ki bi lahko nastale zaradi konvekcije in sevanja, negativne učinke na delovno sposobnost obratnega osebja. Brez nadaljnjega je možno, da strokovnjak na osnovi svojega znanja, temperature v teku postopka naravna tako, da na ustrezen način upošteva tako proizvodne, kot tudi delovne pogoje.

Claims (15)

1. Patentni zahtevki

   1. Postopek za ohlajevanje in temu sledeče konfekcioniranje živil, označen s tem, da živila, ki imajo vsaj 100°C, v hladilnici (2) ohladimo s prosto konvekcijo na temperature med okoli 98 in 90°C in nato v hladilnem tunelu (3), razdeljenem na oddelke, adiabatsko ohladimo in navlažimo na rezalno in polnilno temperaturo živila in na znan način razdelimo na porcije, pakiramo in konfekcioniramo.
2. 2. Postopek po zahtevku 1 za pripravo narezanega kruha, označen s tem, da kruh, na izteku peči spečen v štruce, v hladilnici (2) s prosto konvekcijo ohladimo na 95°C in nato v hladilnem tunelu (3), razdeljenem na oddelke, nadalje adiabatsko ohladimo na 35°C in navlažimo, in nato na znan način razrežemo, pakiramo in konfekcioniramo.
3. 3. Postopek po zahtevku 1 ali 2, označen s tem, da je hladilni tunel (3) razdeljen na tri oddelke.
4. 4. Postopek po zahtevku 1 do 3, označen s tem, da izvedemo hlajenje v hladilnem tunelu (3) v postopku z obkrožajočim zrakom, pri čemer odhodni zrak vsakokrat sledeče hladilne stopnje, po adiabatskem ohlajanju, uporabimo kot dovodni zrak predhodne stopnje in da uporabimo za najhladnejšo stopnjo kot dovodni zrak zrak iz hladilnice (2) po adiabatskem ohlajanju.
5. 5. Postopek po zahtevku 1 do 4, označen s tem, da vzdržujemo temperaturo zraka v hladilnici (2) prednostno pri 28°C/65% rel. vi..
6. 6. Postopek po zahtevku 1 do 5, označen s tem, da kruh ohlajamo v treh stropnjah (I, II, III) od 95°C na 60°C, nato na 45°C in na koncu na 35°C.
7. 7. Postopek po zahtevku 1 do 6, označen s tem, da v vseh hladilnih stopnjah (I, II, III) dovodni zrak pri adiabatskem ohlajanju naravnamo na 90% rel. vi..
8. 8. Postopek po zahtevku 1 do 7, označen s tem, da izvedemo ohlajanje in vlaženje zraka v hladilnih stopnjah (I, II, III) s pomočjo ultrazvočnih klimatskih naprav.

   25135-01/96-D8-Re.
9. 9. Postopek po zahtevku 1 do 7, označen s tem. da izvedemo ohlajanje v hladilnih stopnjah (I, II, III) tako, da razpršimo navadno vodo v vodne kapljice s premerom pod 30 /xm.
10. 10. Postopek po zahtevku 1 do 7 in zahtevku 9, označen s tem, da razpršimo navadno vodo v vodne kapljice s premerom med 5 in 20 μτη.
11. 11. Postopek po zahtevku 1 do 8, označen s tem, da ohlajeni, navlaženi zrak vodimo v hladilni tunel (3) preko vzdolžnih, vodoravnih zračnih prepustov, katerih razmak ustreza razmaku polic na transportnem vozičku.
12. 12. Postopek po zahtevku 1 do 9, označen s tem, da so zračni prepusti oblikovani kot reže.
13. 13. Postopek po zahtevku 1 do 10, označen s tem, da izvedemo dovajanje dovodnega zraka v posameznih hladilnih stopnjah izmenično od desne ali leve.
14. 14. Postopek po zahtevku 1 do 11, označen s tem, daje hitrost zraka preko kruha v vseh hladilnih stopnjah (I, II, III) okoli 0,3 m/s.
15. 15. Postopek po zahtevku 1 do 12, označen s tem, da celoten postopek izvedemo na znan način pod pogoji čistega prostora.