DE1492616C - Verfahren und Vorrichtung zum Auftauen und Aufwarmen von tiefgekühlten Lebensmit teln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftauen und Aufwärmen von tiefgekühlten Lebensmitteln, bei dem das Tiefkühlgut nach Einbringung in eine mit Schaltvorrichtungen, Luftumwälzungsvorrichtungen und Heizeinrichtungen ausgerüstete Kammer gebracht wird.

Es ist bekannt, tiefgefrorene Güter in einer Auftaukammer mit Hilfe von durch Gebläse in der Kammer umgewälzter Luft zu entfrosten, wobei gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 038 889 zur Erzielung von symmetrischen Verhältnissen für die Beheizung des tiefgekühlten Gutes die Strömungsrichtung der Umwälzluft des Auftauvorgangs mehrfach gewechselt werden soll. Man will hierdurch erreichen, daß zumindest im Zeitmittel alle Raumteile der Auftaukammer gleichmäßig mit Warmluft in Berührung gelangen.

Es ist auch aus der deutschen Auslegeschrift 1181 344 bekannt, die Temperatur der die Beheizung verursachenden Heizelemente mit sich automatisch einstellenden Schaltorganen zu steuern.

Das französische Patent 1 371538 sowie das den gleichen Gegenstand betreffende deutsche Gebrauchsmuster 1 884 151 beschreiben eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Auftauen von Tiefkühlgut, welches direkt einer Wärmestrahlung unterworfen werden soll, deren Temperatur jeweils im umgekehrten Verhältnis zur Temperatur des aufzutauenden Gutes gehalten werden soll. Dies wird dadurch erreicht, daß die Heizelemente selbst als Stellflächen für das Gut ausgebildet sind und in geringem Abstand übereinander in der Auftaukammer so angeordnet sind, daß der Abstand zwischen den aus Heizelementen gebildeten Stellflächen gerade ausreicht, um das zu erwärmende Gut zwischen die Elemente zu bringen. Durch quasi direkten Wärmeübergang soll sich innerhalb des Gutes ein sehr schneller Temperaturanstieg ergeben. Im Heizkreis der Heizelemente liegt ein durch einen Thermostat betätigbarer Schalter. Der Thermostat trennt den Schalter, wenn die Heizelemente 150° C erreicht haben, und zwar so lange, bis die Temperatur mit einer bestimmten Zeitkonstante auf beispielsweise 120° C abgesunken ist. Falls die gewünschte Temperatur im Tiefkühlgut noch nicht erreicht sein sollte, erfolgt ein erneutes Aufheizen auf 150⁰C. Die gesamte Aufheizzeit kann durch einen Zeitschalter geregelt werden, der schließlich nach erfolgtem Auftauen des Gutes den Heizkreis trennt und gegebenenfalls nur noch einen Heizkreis zum Warmhalten des aufgetauten Gutes in Betrieb hält.

Bekannt sind auch bereits Auftauschränke, die aus einem isolierten Gehäuse bestehen, in das zur Aufnahme des Stückgutes dienende Roste oder Körbe eingesetzt sind. Die Umwälzung der beheizten Auftauluft kann durch Lüftergebläse erfolgen. Um die Luft einwandfrei zwischen die einzelnen durch die Roste od. dgl. gebildeten Auftaufächer zu führen, können in der Kammer zusätzliche Luftleitbleche vorgesehen werden, welche die Warmluftströmung an den Seiten der Fächer entsprechend umlenken.

Diese bekannten Verfahren und Auftauvorrichtungen haben den Nachteil, daß örtliche Überhitzungen auf den Oberflächen des zu entfrostenden Gutes kaum vermieden werden können, und zwar insbesondere dann, wenn ein schnelles Auftauen erforderlich bzw. erwünscht ist. Dies führt besonders bei Nahrungsmitteln oft zur Bildung von Ablösungen und Blasen auf deren Oberfläche. Die Folge hiervon ist ein unschönes Aussehen des Gutes nach dem Auftauen, während außerdem noch andere Qualitätsmerkmale, wie Vitamingehalt und Geschmack, beeinträchtigt werden.

Die Ursache für diese Nachteile ist vor allem darin zu sehen, daß die Erhitzung des Gutes auf hohe Temperaturen bisher durch einen kontinuierlichen Aufheizvorgang über einen längeren Zeitraum erfolgte. Es ist offensichtlich, daß hierdurch zunächst die Gutoberfläche unmittelbar durch hohe Temperaturen beeinflußt wird, die erst langsam in das Gutinnere eindringen können. Während dieses Vorgangs steht allerdings die Gutoberfläche ständig unter dem ungünstigen Einfluß der hohen Temperatur der Beheizung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfrosten und Aufwärmen von Tiefkühlgut zu schaffen, durch das bzw. die eine äußerst schonende Behandlung des Gutes gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das eingangs erwähnte Verfahren so ausgebildet, daß das Tiefkühlgut in einer Folge von durch festgelegte Zeitintervalle unterbrochenen, aus Wärmestrahlimpulsen bestehenden Beheizungen von solcher Intensität und Dauer unterworfen wird, daß bei jedem Strahlungsimpuls die Temperatur unmittelbar an der Oberfläche des Kühlgutes erhöht wird, und daß die Dauer jedes Zeitintervalls so geregelt wird, daß ein wesentlicher Teil der vom jeweils vorausgegangenen Strahlungsimpuls im Tiefkühlgut absorbierten Wärmemenge entweder in das Innere des Tiefkühlgutes abströmen oder von dessen Oberfläche mittels auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellter zirkulierender Luft kontinuierlich nach außen abströmen wird. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer das Tiefkühlgut aufnehmenden Kammer mit elektrisch betriebenen Luftumwälzvorrichtung und Heizeinrichtungen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen mittels eines zyklisch arbeitenden Regelmechanismus so in einem Heizstromkreis geschaltet werden, daß sie periodisch mit Heizstrom beschickbar sind, und die die Temperatur der umgewälzten Luft regelnden Steuereinrichtungen aus einer so zwischen zwei Stellungen verstellbaren Klappe bestehen, daß bei einer Klappenstellung die Luft wiederholt in der Kammer umgewälzt v/ird, und daß bei einer anderen Klappenstellung Luft aus der Kammer abströmt und zusätzlich Luft in die Kammer eingesaugt wird.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht also darin, die Oberflächen des Tiefkühlgutes mit kurzzeitigen infraroten Wärmeimpulsen zu beschicken und gleichzeitig eine relativ niedrige gesteuerte Temperatur der das Gut umgebenden Luft aufrechtzuerhalten. Die verwendeten Heizelemente werden beispielsweise 7,5 Sekunden betrieben und danach die gleiche Zeit nicht betrieben, und zwar in sorgfältig gesteuerten Zyklen. Kühlluft wird dabei über das Gut geleiet, um Konvektionswärme abzuführen. Auf diese Weise kann eine gesteuerte Menge an Wärmeenergie von hoher Intensität der Gutoberfläche während jeder Beheizung zugeführt werden, und diese Wärme dringt insbesondere während der Beheizungspause in das Gutinnere. Während des Auftauvorgangs nimmt das Innere des Gutkörpers ausreichend Wärme von

der äußeren Lage bzw. Außenfläche des Gutkörpers auf, um den gesamten Körper in die Nähe, der Tautemperatur zu bringen. Im Idealfall erreicht der aufzutauende Gutkörper die Tautemperatur, bevor seine äußere Schicht überhaupt aufgetaut ist. DieSchmelz* wärme ist hierbei wesentlich im Vergleich zu der Wärmemenge, die zum Anheben der Guttemperatur erforderlich ist. Wie praktische Versuche gezeigt haben, wird der genannte Idealfall nahezu erreicht, da der Gutkörper, wenn er völlig aufgetaut ist, auf seiner Oberfläche keine wesentlich höhere Temperatur hat als in seinem Inneren. Dies ist der entscheidende Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht in teil weisem Schnitt einer Ausführungsform der Kühlkammer nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung im Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1 mit einem beweglichen Wagen in der Kammer,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Steuerbretts, welches am oberen Ende der Kammer nach Fig. 1 liegt,

F i g. 4 ein Schnittbild nach Linie 4-4 in F i g. 1,

F i g. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung und der elektrischen Systeme zusammen mit den Steuereinheiten,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung,

F i g. 7 eine schematische Darstellung des Kühlsystems nach Fi g. 6,

F i g. 8 ein vertikales Schnittbild in vergrößertem Maßstab nach Linie 8-8 in F i g. 9,

F i g. 9 einen Schnitt entsprechend der Linie 9-9 der Fig. 8.

Gemäß den Darstellungen weist die Vorrichtung 2 eine Kammer 4 mit einer Schwingtür 6 auf und hat ein Paar Schienen 8 (Fig. 1) für einen Schubwagen 10 (Fi g. 2). Der Wagen 10 hat einen starren rechtwinkeligen Rahmen mit vier Eckpfeilern 12 und vier Rädern, wobei zwei Räder 14 an der rechten und zwei Schwenkrollen oder drehbar gelagerte Räder 16 an der linken Seite liegen. Wenn also die Tür 6 geöffnet ist, kann der Wagen in die Kammer hinein- und wieder herausgeschoben werden, wobei die Räder auf den Schienen 8 laufen, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Der Wagen 10 hat elf offene Drahtfächer 18, die entfernbar auf den Eckpfeilern 12 getragen werden und für das Lagern von Nahrungsmitteln geeignet sind, die aufgetaut und gewärmt werden sollen. An der Rückwand 20 der Kammer 4 sind zwölf Heizelemente 22 starr angeordnet, die aus rohrförmigen, mit Metall gefütterten, elektrischen Heizkörpern bestehen, von denen jeder aus einem kontinuierlichen Element besteht, welches so geformt ist, daß vier miteinander verbundene longitudinale Teile entstehen. Die Heizelemente und Fächer 18 sind so angeordnet, daß jedes Fach nahezu 2,5 cm oberhalb und 8,75 cm unterhalb eines Heizelementes liegt. Also wird eine normale Nahrungsmittelpackung auf einem Fach im wesentlichen in der Mitte zwischen zwei Heizelementen liegen. Die Fächer aus offenem Drahtgeflecht erlauben das Durchströmen der Strahlungshitze von den Heizelementen auf die Packungen vom Boden aus, und jede Packung ist direkt dem Heizelement über ihm ausgesetzt.

Nach F i g. 1 ist eine Blechplatte 24 als Futter vorgesehen, welche einen vertikalen Luftdurchgang bzw. -kanal 25 zwischen der Ausfütterung und der linkeii Kammerwandung schafft, und eine ähnliche Ausfütterung 26 ist an der rechten Seite zur Bildung des Durchgangs 27 vorgesehen. Eine im räumlichen Abstand von der oberen Wandung 30 angeordnete obere Ausfütterung 28 bildet einen Durchgang 29. Die obere Wandung 30 hat eine Luftauslaßöffnung 32 und eine Lufteinlaßöffnung 34, und zwischen diesen Öffnungen liegt ein Blechverschluß 36 (im Querschnitt in Fig. 1 und in teilweisem Schnitt in Fig. 2 gezeigt), welcher den Luftkanal 29 blockiert. Ein Paar Gebläse 38 saugt Luft vom Auslaßdurchgang 32 an und leitet sie nach rechts um, wo sie durch einen Dämpfer bzw. eine Klappe 40 nach unten durch den Lufteinlaßkanal 34 zum vertikalen Kanal 27 geleitet wird.

Die Ausfütterung 24 hat eine Anzahl Luftöffnungen 42, und die Ausfütterung 26 hat gleiche Luftöffnungen 44 (F i g. 1). Also bringen, mit der Klappe 40 in der dargestellten Stellung, die Gebläse 38 die Luft vom oberen Kanal 29 durch die Gebläse und darauf nach unten durch den Kanal 27, wo sie über die Auslässe direkt auf die Fächer und die daraufliegenden Nahrungsmittelpackungen verteilt wird. Die Luft strömt durch die Kammer und durch Öffnungen 42 in den Kanal 25, durch den sie nach oben zum Kanal 29 strömt. Wie noch weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann die Klappe 40 in ihre horizontale Lage, die in gebrochenen Linien dargestellt ist, so gebracht werden, daß Luft aus den Gebläsen nach außen oberhalb der Klappe ausströmt und daß Außenluft unterhalb der Klappe angesaugt wird und somit nach unten durch den Kanal 24 strömt, von wo aus sie weiterströmt, wie oben beschrieben wurde. Ein Luftfilter 46 liegt dabei im Kanal 34.

Am oberen Ende des Luftkanals 25 liegt der Verdampfer 48 eines Kühlsystems mit einem Motorkompressor 50 und einem Expansionsventil 52. Der Kondensator 53 für das Kühlsystem ist in den F i g. 1 und 2 nicht gezeigt. Das untere Ende des Durchgangs 25 ist mit einer Kondensatpfanne 54 versehen, in der sich das Kondensat vom Verdampfer 48 sammelt und von wo aus es über eine Leitung 56 abgeführt wird. Wenn also ein Wagen mit Nahrungsmitteln in die Kühlkammer gestellt wird, wird das Kühlsystem in Betrieb gesetzt, um die gewünschte Lufttemperatur aufrechtzuerhalten, und die Gebläse 38 wälzen die Luft beständig um, wobei die Klappe 40 vertikal gestellt ist, wie in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Wie noch später näher erklärt wird, kann das Kühlsystem während der Zeitperiode, in der die Heizelemente betrieben werden, nicht betätigt werden, und die Klappe 40 kann in und aus ihrer in gebrochenen Linien dargestellten Stellung geklappt werden, um die erhitzte Luft abzulassen und an Stelle davon kalte Luft einzulassen. Auf diese Weise kann die Lufttemperatur in der Kammer auf der gewünschten Höhe gehalten werden, ohne daß das Kühlsystem arbeitet.

Nach F i g. 5, in der das Kühlsystem, die elektrische Spannungsversorgung und die Steuersysteme schematisch dargestellt sind, wird die Hauptstromquelle durch zwei Leitungen 60 und 62 mit 230 Volt Wechselspannung und eine dreiphasige Spannungsquelle mit 400VoIt Wechselspannung dargestellt, die mit den Leitungen 64, 66 und 68 verbunden ist. Die

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Heizelemente 22 sind, in drei Gruppen miteinander an Nahrungsmitteln während der Wiederherstellung verbunden, wobei jede Gruppe aus vier Heizelemen- bzw. des Auftauens unterworfen wird. Somit wird die ten besteht, die parallel geschaltet sind. Die drei Beheizung für eine bestimmte Menge an Nahrungs-Gruppen sind dann durch die drei Schalter eines mitteln durch Schließen des Handschalters 94 einRelais 70 verbunden, und zwar über die jeweiligen 5 geleitet, wodurch das Relais 90 betrieben wird und drei Phasen der Spannungsversorgung mit den Lei- der Motor 82 anläuft. Die Heizung wird dann gemäß tungen 64, 66 und 68. Das Relais 70 hat ein Sole- einem besonderen Programm betrieben, welches noid 72, welches mit einem Kontakt an die Leitung durch manuelles Drehen des Schaltarmes 88 des 62 angeschlossen ist und mit der anderen Seite an Schalters 86 eingestellt wird. Wenn die ausgewählte die Leitung 60 über irgendeinen der drei Nocken- io Anzahl von impulsweisen Beheizungszyklen beendet schalter 74, 76 und 78 eines Programmreglers 80 an- ist, wird der Schalter 98 durch seinen Nocken gegeschlossen ist. Somit werden die Heizelemente schlossen, und das Schließen dieses Schalters bewegt durch Schließen eines dieser Nockenschalter be- einen Arm 104 gegen einen Arm 106 und öffnet den trieben. Schalter 94. Gleichzeitig wird die Lampe 102 »Fertig

Der Regler 80 arbeitet mit einem mit konstanter 15 zum Verbrauch« betrieben, wodurch der Bedienungs-Geschwindigkeit arbeitenden Motor 82, welcher die person angezeigt wird, daß die Behandlung befünf Nocken über eine Welle 84 antreibt. Jede dieser endet ist.

Nocken für die Schalter 74, 76 und 78 kann geeignet Die Gebläse 38 erhalten ihre Spannung direkt aus eingestellt werden, seinen Schalter für eine ausge- den Leitungen 60 und arbeiten kontinuierlich. Die wählte Anzahl von Sekunden zu schließen und dann 20 Klappensteuerung wird durch die Leitungen 60 und wiederum den Schalter für eine ausgewählte Anzahl 62 über einen Transformator 110 betrieben, und ein von Sekunden zu öffnen, so daß ein geregelter im- thermostatischer Bimetallschalter 114 liegt in dem pulsweise auftretender Beheizungszyklus durchlaufen Kanal 29, so daß er also auf die Lufttemperatur anwird. Deshalb gestatten die Nocken für diese drei spricht, welche die Luft hat, die durch die Kammer Schalter der Bedienungsperson, drei unterschied- 25 geleitet wird. Eine Leitung 111 verläuft von der Seliche Impulsbeheizungszyklen einzustellen. Ein von kundärseite des Transformators direkt zu einem Hand zu betätigender Wahlschalter 86 hat einen Klappensolenoid 112, und die andere Seite ist über Schaltarm 88, der mit der Leitung 60 verbunden ist eine Leitung 113 und einen Schalter 114 mit der an- und von seiner »Aus«-Stellung, die in der Zeichnung deren Seite des Solenoids verbunden. Wenn das Soledargestellt ist, in irgendeine Stellung der drei nume- 30 noid 112 nicht in Betrieb ist, wird die Klappe 40 in rierten Kontakte gedreht werden kann. Diese nume- ihrer vertikalen Stellung durch eine Feder 116 gerierten Kontakte sind jeweils mit den Nockenschal- halten, wenn aber das Solenoid betrieben wird, tern 74, 76 und 78 so verbunden, daß die Bedie- wird ein Magnetanker 115 nach oben gezogen, so hungsperson den Schaltarm auf den Nockenschalter daß die Klappe in ihre horizontale Lage einschwingt, bringt, der auf den Beheizungszyklus eingestellt ist, 35 Somit steuert das Schließen und Öffnen des Schalden sie sich auszusuchen wünscht. ters 114 das Schwingen der Klappe aus der Stellung

Der Regelmotor 82 ist einerseits mit der Leitung nach den F i g. 1 und 5, in der die Luft zirkuliert,

62 verbunden und kann geeignet mit seinem zweiten und aus der horizontalen Stellung, wo Luft oberhalb

Pol an die Leitung 60 über ein Relais 90 angeschlos- der Klappe abgelassen wird und kalte Luft unterhalb

sen werden, welches ein Solenoid 92 aufweist. Das 4° der Klappe eingesaugt wird.

Solenoid 92 ist ebenfalls mit einem Pol an die Lei- Die folgenden Beispiele seien als anschauliche

tung 62 angeschlossen, und mit dem anderen kann Beispiele für Versuche angeführt, die mit der erfin-

es an die Leitung 60 durch einen Handschalter 94 dungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfin-

angeschlossen werden, der nach rechts aus der dar- dungsgemäßen Verfahren durchgeführt wurden,

gestellten »Aus«-Stellung in seine »Ein«-Stellung 45 . -I₁

gedreht werden kann. Der Programmregler weist Beispiel!

ebenfalls einen Nockenschalter 96 auf, der das Kühl- Eine einzelne Portion Rindfleisch von hoher Qua-

system und einen Lichtnockenschalter 98 steuert. lität wurde so gekocht, daß das Innere leicht rot

Das Schließen des Schalters 98 bringt eine Lampe oder rosa war, und wurde dann eingefroren und bei

102 zum Leuchten, wodurch angezeigt wird, daß die 5° — 20⁰C für eine längere Periode eingelagert. Das

Behandlung beendet ist und daß die Nahrung »Fertig Fleisch wurde dann aus dem Lagerraum genommen

zum Verbrauch« ist. Der Schaltkreis für die Lampe und sogleich in einer abgeschlossenen Kammer in

102 verläuft von der Leitung 60 über die Lampe und einem Behälter nahezu 5 cm unter einem rohrförmi-

darauf durch den Schalter auf die Leitung 62. Der gen, gefütterten elektrischen Heizer bzw. Heiz-

Kühlkompressormotor 50 ist einerseits an die Lei- 55 element aufgestellt. Das Heizelement wurde bei In>

tung 60 angeschlossen und andererseits über eine pulsen von 15 Sekunden Dauer betrieben, wobei

Leitung 100 an den Schalter 96, der mit seinem an- jeder ein Intervall von 140 Sekunden aufwies, und

deren Pol wiederum an der Leitung 62 liegt. zwar zwischen dem Ende eines jeden Impulses und

Wie oben gezeigt wurde, steuern die Nocken für dem Anfang des nächsten. Der vollständige Behei-

die Schalter 74, 76 und 78 die einzelnen impulsweise 60 zungszyklus dauerte mit anderen Worten 155 Sekun-

auftretenden Beheizungszyklen, indem sie die Heiz- den, und zwar eine »Ein«-Periode von 15 Sekunden,

elemente 22 für eine festgelegte Zeitdauer einstellen während welcher das Heizelement betrieben wurde,

und dann die Heizelemente für eine bestimmte Zeit- und eine »Aus«-Periode von 140 Sekunden, wäh-

dauer abschalten. Jedoch steuert der Nockenschalter rend welcher das Heizelement ausgeschaltet war. Am

98 die gesamte Zeit, während welcher die Beheizung 65 Ende des achten derartigen Beheizungszyklus hatte

durchgeführt wird, und deshalb ist sein Nocken so die Temperatur direkt unter der Oberfläche des Flei-

eingerichtet, daß die Anzahl der Beheizungszyklen sches O⁰C erreicht, wie durch ein Thermoelement

reguliert werden kann, denen eine spezielle Menge angezeigt wurde, welches 0,78 mm unter der Ober-

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fläche des Fleisches angebracht war. Diese Tempe- 215 getragen und werden durch Schwerkraft in die ratur wuchs sehr schnell während des ersten Zyklus dargestellte vertikale Lage gezwungen, so daß im ausgehend von -2O⁰C und lief durch —17,7° C bei Normalzustand ihre Öffnungen geschlossen sind,
nahezu 10 Sekunden nach Beginn des Zyklus. Die Der Förderer 208 ist von der Art der offenen För-Temperaturen in Grad Celsius am Ende der jeweili- 5 derer und wird durch im Abstand parallel angeordgen Beheizungszyklen waren —20, —11,5, —9, nete Stangen oder Stäbe gebildet (s. ebenfalls F i g. 9), — 6,5, —5,5, —4, —2,2 und Null. Während der die sich transversal zum Förderer erstrecken und an anfänglichen Zyklen stieg die Temperatur ungefähr ihren Enden durch ineinandergreifende Endteile oder beständig an, während der »Aus«- und »Ein«-Peri- Gelenke gehalten werden. Der Förderer wird an der öden aber, als die Temperatur zwischen —5,5 und io linken Seite von einem Paar Kettenräder 218 getra-0⁰C lag, fand der Temperaturanstieg vor allem wäh- gen, die mit den Gelenken im Eingriff stehen, und rend »Ein«-Perioden statt, d. h. als die Heizelemente ein ähnliches Paar Kettenräder 220 trägt und treibt betrieben wurden. Die Temperatur in der Mitte des den Förderer an der rechten Seite an. Die Ketten-Fleisches, d. h. 1,25 cm unterhalb der Oberfläche, räder 218 und 220 liegen jeweils auf Wellen 222 und folgte einem beständigeren Bild mit einer im wesent- 15 224, die drehbar in Lagern an den Enden der Wellen liehen gleichförmigen Temperaturanstiegsrate sogar liegen. Der Förderer wird durch ein Kettenrad 228 während der wirksamen Auftauzone. auf der Welle 224, eine Kette 226 und ein Kettenrad 230 angetrieben, welches wiederum durch einen B e 1 s ρ 1 e 1 2 Antriebsmotor 232 angetrieben wird. Die Antriebs-

Eine einzelne Portion gekochter geschnittener 20 vorrichtung besteht aus einem elektrischen Motor Kartoffeln in Sauce wurde für den Verbrauch zube- und einem Untersetzungsgetriebe sowie Mitteln zur reitet, darauf eingefroren und bei — 17,7° C für eine Steuerung der Geschwindigkeit, mit der das Förderlängere Zeitdauer eingelagert. Die gefrorenen Kar- band angetrieben wird.

toffeln wurden darauf in den Ausgangszustand zu- Innerhalb des Oberteils der Kammer über dem

rückgeführt bzw. auf die Weise aufgetaut, die mit 25 Förderer liegt einstellbar eine obere Heizanordnung

der im Beispiel 1 beschriebenen identisch ist. Wäh- 234, und starr befestigt unter dem oberen Trum 209

rend die gewünschten Qualitäten der wiederherge- des Förderers liegt eine untere Heizanordnung 236.

richteten Kartoffeln erlangt wurden, ist es bezeich- Unterhalb der Heizanordnung 236 ist eine entfern-

nend, daß die Temperaturänderungen in der Nähe bare Pfanne 238 vorgesehen, welche an ihren Enden

der Oberfläche einem völlig anderen Bild folgten als 30 durch Klammern 235 getragen wird und welche

nach Beispiel 1. Während jedes Zyklus stieg die durch gleitendes Verschieben von der Rückseite der

Temperatur an der Oberfläche der Kartoffeln nur Kammer entfernt werden kann. Auf ähnliche Weise

während der »Ein«-Periode an. Während des ersten wird durch Klammern 237 unterhalb der oberen

Zyklus erreichte die Temperatur —13,3° C, und Heizanordnung 234 ein Maschenschirm 239 aus

während des zweiten Zyklus erreichte sie — 8,9° C. 35 Draht gehalten.

Während des dritten Zyklus stieg die Temperatur auf Die Heizvorrichtung 234 wird durch einen star-

—4,5°C, fiel aber während der »Aus«-Periode auf ren, rechtwinkeligen Rahmen oder ein Gehäuse 241

-5,5⁰C ab. In den nachfolgenden Zyklen erreichte dargestellt, welches aus Blech mit einer oberen Wand

die Temperatur —1,5° C, fiel aber auf -2,8⁰C ab, 243 und mit nach unten gerichteten Kreisflanschen

stieg auf +2,2⁰C und fiel auf O⁰C und erreichte 40 besteht bzw. versehen ist. Parallel zur Bewegungs-

3,3°C und fiel wieder auf 1,1° C ab. Während dieser richtung des Förderers und innerhalb der Vorrich-

Zeit stieg die Temperatur in der Mitte der Kartoffel tung 234 liegen sechs Widerstandsheizelemente 245

ständig über die »Ein«- und »Aus«-Periode an, und aus Blankdraht, von denen jedes fest in einem zylin-

diese Temperaturen waren am Ende der jeweiligen drischen Quarzrohr 247 angebracht ist. Die Rohre

Zyklen in Grad Celsius: —13,3, —9,4, —6,5, —5, 45 und Widerstandselemente sind entfernbar an ihren

—3,4, —1,1 undO. Enden im Gehäuse 241 befestigt. Alle Heizelemente

Nach dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbei- sind elektrisch parallel geschaltet,und es ist einelekspiel weist die Auftaueinheit 202 eine normalerweise frischer Schaltkreis vorgesehen, durch den sie mit rechtwinklige Kammer 203 auf und wird am Boden einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sind, von vier Füßen 204 getragen. In der Nähe des obe- 50 Die Heizanordnung 234 wird an jeder ihrer Ecken ren Endes der Vorderwand liegt eine rechtwinkelige durch eine Schwenkklammer 249 getragen, welche Öffnung 206, die durch eine Tür 205 verschlossen einen vertikalen Teil aufweist, dessen unteres Ende ist, welche mit einem Gelenk 207 an ihrer Boden- bei 251 gelenkig am Gehäuse 241 gelagert ist und kante angelenkt ist. Ein Stangengriff oben an der Tür der einen rechtwinkeligen horizontalen Teil 253 aufkann ergriffen werden, um die Tür nach außen zu 55 weist, der mit einem Knopf 255 versehen ist. Nach klappen und einen Zugang zum oberen Raum der F i g. 9 hat die Wand 257 einen vertikal verlaufenden Kammer zu schaffen. Wie in F i g. 8 gezeigt ist, ist Schlitz 259 mit drei vergrößerten kreisförmigen Teiin der Kammer ein endloser Förderer 208 ange- len 261, 263 und 265, die untereinander durch enge bracht, dessen Oberteil 209 bzw. oberer Trum sich Schlitze 267 verbunden sind. Die im Durchmesser von links nach rechts bewegt und dessen unterer 60 reduzierten Enden der Knöpfe255 (Fig. 3) sind so Trum mit 211 bezeichnet ist. Die Enden des Förde- eingerichtet, daß sie in irgendeinen der vergrößerten rers ragen so über die Spitze oder das Oberteil der Abschnitte 261, 263 oder 265 einrasten können, und Kammer hervor, daß das obere Trum 209 bei 214 bei dieser Stellung wird diese Ecke der Heizanord- und 216 frei liegt, und hieran angrenzend liegen nung im Bereich ihres zugehörigen Knopfes von der direkt über dem Förderer zwei Öffnungen, welche 65 Wandung 257 durch die Klammer 249 abgestützt, normalerweise durch Hängetüren 2lO und 212 ver- Wenn es jedoch erwünscht ist, die Höhe der Heizschlossen sind. Die Türen 210 und 212 werden an anordnung zu verändern, zieht die Bedienungsperson ihren oberen Ecken jeweils von Gelenken 213 und außen an den zwei Knöpfen 255 an einem Ende der

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Kammer und übt eine anhebende Kraft aus. Der kungen. Der Zwischenraum zwischen den Stangen horizontale Teil 253 der Klammern wird sich frei in ist relativ groß, und die kleinen zylindrischen Standen engen Schlitzen 265 bewegen, so daß, wenn die gen stören nicht den Wärmedurchgang. Irgendwelche zwei Knöpfe 255 an einem Ende der Heizanordnung Teile, welche durch den Förderer fallen, gelangen außen gezogen werden, die Bedienungsperson dieses 5 zwischen den Heizelementen nach unten hindurch Ende der Heizanordnung in irgendeine der drei aus- in den Behälter 238, der entfernt und gesäubert werzuwählenden Stellungen bewegen kann. Das andere den kann, wenn es erforderlich ist.
Ende der Heizanordnung wird darauf auf gleiche Der konstante Strom von kalter Luft durch die Weise auf die neue Höhe gebracht. In Fig. 9 ist die Auftauzone hält die gewünschte Umgebungstempe-Heizanordnung in ausgezogenen Linien in ihrer nie- io ratur in dieser Zone aufrecht. Somit werden die drigsten Stellung dargestellt, während die gebroche- Nahrungsmittelpackungen durch die impulsweise nen Linien ihre oberste Stellung darstellen. auftretende Strahlungswärme entsprechend dem vor-

Die untere Heizanordnung 236 weist einen recht- her festgelegten und variablen Programm erhitzt, eckigen Rahmen 269 und sechs Heizelementanord- Das Programm wird durch eine Steuerknopf anordnungen 245, 247 auf, die mit denen der oberen 15 nung280 (Fig. 6) eingestellt, mittels der die Bedie-Heizanordnung identisch sind. Jedoch ist, wie schon nungsperson die Frequenz und die Dauer der Heizerwähnt wurde, eine Pfanne 238 unterhalb der Heiz- impulse steuern kann. Wie oben aufgezeigt wurde, elemente angeordnet und reflektiert die Wärmestrah- wird die obere Heizung auf und nieder bewegt, um lung nach oben, während die obere Wandung 243 die Intensität der Wärmestrahlung zu steuern. Die die Wärmestrahlung nach unten reflektiert. 20 Quarzrohre 247 schützen die Heizelemente vor dem

Am Boden der Einheit liegen zwei Gebläse 240 Abkühleffekt der umgebenden Luft, so daß eine mit elektrischen Motoren 248, welche Luft durch gleichmäßige Strahlung erreicht wird. Alle Heizeine geschlitzte Anordnung 250 und ein Filter 242 elemente sind für eine festgelegte Sekundenzahl einansaugen und sie nach oben durch eine Luftkühl- gestellt und werden dann für eine bestimmte Sekunkammer 244 leiten, von deren oberen Ende sie hori- 25 denzahl ausgestellt. Es wurde oben gezeigt, daß das zontal durch eine Öffnung 246 (F i g. 9) abgeführt Maß der Bewegung des Förderers ebenfalls reguliert wird. Die Luft strömt über und um die Nahrungs- wird, so daß die Nahrung der impulsweise auftretenmittel auf dem Förderer herum und strömt dann den Hitze für eine gewünschte Zeitdauer unterwornach unten zur gegenüberliegenden Ecke des For- fen wird. Rechts von der Knopf anordnung 280 liederers und wird darauf durch eine Öffnung 252 im 30 gen vier von Hand zu betätigende Steuerknöpfe, Boden der Kammer abgeleitet. , welche folgende Funktionen anlaufen lassen bzw.

In der Kammer 244 liegt ein aus mit Lamellen beenden: Kühlung 282, Erwärmung 284, Förderer versehenen Schlangen bestehender Verdampfer 254, 286 und Gebläse oder Luftzirkulation 288.
welcher die Luft abkühlt, wenn sie nach oben Außer den anderen Steuermerkmalen hat die Beströmt. Der Verdampfer 254 ist ein Teil eines Kühl- 35 dienungsperson die Möglichkeit, die Nahrungsmittelsystems, welches in einem Gehäuse im Boden der packungen in irgendeiner ausgewählten Lage auf den Kammer in einer Einfassung 256 liegt, welche einen Förderer anzuordnen, indem sie die Tür 205 (F i g. 6) Grill258 hat (Fig. 6), durch den kühlende Luft nach unten aufstößt und durch die Öffnung206 einfließen kann. Wie schematisch in Fig. 7 dargestellt füllt. Zu diesem Zweck kann eine Ziffernkalibrierung ist, besteht das Kühlsystem aus einem Kompressor 40 oder eine andere Anzeige oberhalb der Öffnung 206 260, einem luftgekühlten Kondensator 262, einem als Anleitung für die Bedienungsperson angebracht Behälter 264, einem Expansionsventil 266 und dem werden. Die Erfindung sieht ebenfalls vor, daß eins Verdampfer 254. oder mehrere der Heizelemente durch einen Schirm

Wie oben beschrieben wurde, bewegt sich der oder Schirme für einen bestimmten Teil ihrer Längen Förderer von links nach rechts (F i g. 8), und sobald 45 abgedeckt werden können. Mit einer derartigen Aneine Nahrungsmittelpackung sich nach rechts vom Ordnung werden z. B. auf einer Seite des Förderers Punkt 214 aus auf den Förderer bewegt, stößt sie die liegende Nahrungsmittel einer geringeren Wärme-Tür 210 genügend weit auf, so daß die Packung menge unterworfen als solche, die in der Mitte oder durchlaufen kann. Die Packung wird dann mit nied- auf der anderen Seite des Förderers liegen,
riger Geschwindigkeit durch die Auftauzone getra- 50 Die wissenschaftliche Basis der erreichten Ergebgen und wird der pulsierenden Strahlung der Heiz- nisse ist noch nicht einwandfrei geklärt, aber trotzdem anordnungen 234 und 236 ausgesetzt. Das Maß der wird angenommen, daß die folgende Erklärung für Bewegung und das Impulsprogramm ist so gewählt, das Verständnis der Erfindung wichtig ist und eine daß die Nahrung vollständig aufgetaut ist, wenn sie Erklärung für gewisse vorteilhaft erscheinende Erdie Tür 212 auf der rechten Seite erreicht. Die Pak- 55 scheinungen gibt, die sich durch die Verwendung der kung schwingt diese Tür aus ihrer vertikalen Lage bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ergenügend weit heraus, so daß sie hindurchlaufen geben.

kann, und die Bedienungsperson entfernt die Pak- Das Grundprinzip der Erfindung scheint darin zu

kung vom Förderer bei 216. Unter gewissen Um- liegen, die Nahrungsmittel einer »impulsförmigen

ständen können Fördermittel vorgesehen werden, 60 oder fluktuierenden Beheizung« zu unterwerfen, was

um die Packungen automatisch abzunehmen, sobald in diesem Zusammenhang bedeutet, daß die Behei-

diese beim Punkt 216 austreten. zung entsprechend einem vorher festgelegten Zeit-

Die Wärme von der oberen Heizanordnung 234 schema oder Programm in Form einer Reihe von

strömt durch den Schirm 239 und wird direkt auf Zeitzyklen erfolgt, wobei jeder Zyklus eine »Ein«-

die Nahrung auf dem Förderer geleitet. Die Wärme 65 Periode von intensiver Beheizung beinhaltet, worauf

vom Boden aus, d. h. die Wärme, die von der unte- eine »Aus«-Periode ohne Beheizung erfolgt,

ren Heizanordnung kommt, strömt durch das untere Die Strahlungswärme wirkt wie Licht, so daß sie

Trum des Förderers auf die Bodenfläche der Pak- durch transparente Umhüllungen dringt und von den

oberen Lagen des Gefriergutes und nicht transparenten Umhüllungen aborbiert wird. Die Temperatur jeder Oberflächenlage wird dadurch in sehr schnellem Maß erhöht. Wenn jedoch die Beheizung während der »Aus«-Periode unterbrochen ist, wird die Wärme von der Oberflächenlage durch Leitung in das Innere des Nahrungsmittels eindringen. Somit wird während des Programms mit den Heizzyklen dem Gut Wärme zugeführt, bis dieses vollständig aufgetaut ist. Während der »Ein«-Periode wird jedoch die Temperatur der äußeren Lage nicht so stark erhöht, daß zu beanstandende Änderungen im Tiefkühlgut auftreten. Die Beheizungszyklen haben eine solche Dauer, daß ein schnelles Auftauen des Nahrungsmittels geschaffen wird, wobei eine ausreichende Anzahl von Heizzyklen durchgeführt wird, um das Gut auf die gewünschte Temperatur zu bringen, bei der es aufbewahrt werden kann. Andererseits kann es auch weiter beheizt werden.

Innerhalb der Zeitperiode, wenn ein bestimmter Teil des Nahrungsmittels die Tautemperatur erreicht, können, wie anzunehmen ist, bestimmte kristalline oder gefrorene Säfte aufgetaut und wieder gefroren sein, insbesondere in der Nähe der Oberfläche, wo die Wärme zur Anwendung gelangt. Die Erfahrung mit verschiedenartigen Nahrungsmitteln hat jedoch gezeigt, daß ein solches Auftauen und erneutes Gefrieren den Nahrungsmitteln nicht schadet, wenn man für eine geeignete Steuerung der Zyklen sorgt. Hier sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung einen weiteren Betriebsbereich zuläßt, dadurch, daß nachfolgende Faktoren variiert werden können: die relativen Längen der Heizungs- und Nichtbeheizungsperioden jedes Zyklus; die Gesamtlänge jedes Zyklus; die Intensität der Beheizung und die Gesamtmenge der wirksamen Heizenergie, die vom Bewegungsmaß des Förderers und der Entfernung abhängt, die das Nahrungsmittel in der Zone zurücklegt.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß Strahlungswärme sehr vorteilhaft dadurch ist, daß sie Wärme der Oberflächen der Nahrungsmittel in gesteuerter und abhängiger Weise zuführen kann.

Transparente Umhüllungen erlauben dabei den Durchgang der Strahlungswärme mit beachtlicher Wirksamkeit, ohne die Verpackungen zu zerstören. Außerdem kann die Wärme mit relativ hoher Intensität geliefert werden und kann sehr schnell ein- oder ausgestellt werden.

Nach dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Nahrung in die Kammer mit einer Temperatur, die unter dem Gefrierpunkt lag, eingebracht und nachfolgend auf Verbrauchstemperaturen erhitzt. Nach dem Auftauen wurden die Nahrungsmittel bei einer Temperatur eingelagert, welche es ermöglichte, daß sie lagerfest bei einer Temperatur, die über dem Gefrierpunkt liegt, blieben. In diesem Zustand können Nahrungsmittel durch Strahlungswärme oder Konvektion erhitzt werden, oder sie können elektrisch mit Hochfrequenzbeheizung erhitzt werden. Wenn jedoch Nahrungsmittel im aufgetauten Zustand gespeichert werden, ist es sehr einfach, sie auf Verbrauchstemperatur zu erhitzen, ini dem die mit impulsweiser Wärmestrahlung arbeitende j Vorrichtung verwendet wird. Außerdem ist es nicht j notwendig, die Nahrung für eine Zeitdauer nach dem J Auftauen einzulagern, und das »Programm« oder > der vorher festgelegte Zeitzyklus kann so ausgearbeitet werden, daß die Beheizung vom Zustand der gefrorenen Nahrung bis zur völlig erwärmten Nahrung festgesetzt wird. Die pulsierende Hitze und die Luftzirkulation stellen sicher, daß die Verpackungsmaterialien nicht zerstört werden, wenn auch die Nahrungsmittel bis zum Verbrauchszustand erhitzt werden. Die Nahrung behält ebenfalls ihre Farbe und ihr gutes Aussehen während der gesamten Behandlung.

Das Steuerbrett nach Fig. 3 enthält den Wahlschalter 86 zur Auswahl des besonderen Programms oder des vorher festgelegten Heizzyklus. Also kann die Bedienungsperson das Programm einfach abwandeln, indem sie den Schalter dreht. Das Steuerbrett enthält ebenfalls Lampen zur Anzeige des Systemzustandes, wie z.B., daß das Kühlsystem arbeitet oder daß die Heizkörper eingestellt sind. Ebenfalls während der »Aus«-Periode jedes Heizzyklus empfängt die Nahrung Wärme durch Konvektion von der Luft, die umgewälzt wird, und dieser Zustand wird ebenfalls durch eine Lampe angezeigt. Am Ende des Zyklus leuchtet die Lampe »Fertig zum Verbrauch« auf und gibt der Bedienungsperson das Zeichen, daß die Nahrung wieder hergerichtet bzw. aufgetaut ist. In den zwei oben angeführten Beispielen wurde die Nahrung gekocht und vor dem Einfrieren für den Verbrauch vorbereitet. Es ist selbstverständlich, daß auch ungekochtes Fleisch oder andere derartige Produkte eingelagert werden können und erfindungsgemäß wiederhergerichtet werden können und daß die Bezeichnung »Nahrungsmittel« in diesem Sinne verwendet wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auftauen und Aufwärmen von tiefgekühlten Lebensmitteln bei dem das Tiefkühlgut nach Einbringung in eine mit Schaltvorrichtungen, Luftumwälzungsvorrichtungen und Heizeinrichtungen ausgerüstete Kammer durch regelbare Wärmestrahlung auf höhere Temperaturen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefkühlgut in einer Folge von durch festgelegte Zeitintervalle unterbrochenen, aus Wärmestrahlimpulsen bestehenden Beheizungen von solcher Intensität und Dauer unterworfen wird, daß bei jedem Strahlungsimpuls die Temperatur unmittelbar an der Oberfläche des Kühlgutes erhöht wird, und daß die Dauer jedes Zeitintervalls so geregelt wird, daß ein wesentlicher Teil der vom jeweils vorausgegangenen Strahlungsimpuls im Tiefkühlgut absorbierten Wärmemenge entweder in das Innere des Tiefkühlgutes abströmen oder von dessen Oberfläche mittels auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellter zirkulierender Luft kontinuierlich nach außen abströmen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefkühlgut durch die Wärmestrahl- und Luftimpulse zunächst insgesamt auf eine Auftautemperatur im Bereich des Gefrierpunktes erhitzt und erst dann auf die gewünschte Verbrauchstemperatur gebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefkühlgut während der Beheizungen durch die Kammer gefördert wird, wobei die Länge des Förderweges

und die Beheizungsintensität so aufeinander abgestimmt werden, daß das Tiefkühlgut nach Durchlaufen der Kammer auf Verbrauchstemperatur erhitzt ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfallrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus einer das Tiefkühlgut aufnehmenden Kammer mit elektrisch betriebenen Luftumwälzungsvorrichtungen und Heizeinrichtungen in der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (22), mittels eines zyklisch arbeitenden Regelmechanismus (74, 76, 78, 80, 82) so in einem Heizstromkreis (64, 66, 68) geschaltet werden, daß sie periodisch mit Heizstrom beschickbar sind, und die die Temperatur der umgewälzten Luft regelnden Steuereinrichtungen aus einer so zwischen zwei Stellungen verstellbaren Klappe (40) bestehen, daß bei einer Klappenstellung die Luft wiederholt in der Kammer (2, 203) umgewälzt wird und daß bei einer anderen Klappenstellung Luft aus der Kammer abströmt und zusätzlich Luft in die Kammer eingesaugt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (22) als rohrförmige, mit Metall gefütterte Heizkörper ausgebildet sind, die so horizontal in der Kammer angebracht sind, daß das Tiefkühlgut zwischen sie setzbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch einen auf Schienen (8) in die aus der Kammer (2) fahrbaren Wagen zur Aufnahme des zu behandelnden Tiefkühlgutes.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen mit übereinanderliegenden luftdurchlässigen Drahtfächern (18) ausgerüstet ist und daß Heizkörper zwischen die Drahtfächer ragen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Fördereinrichtungen (208) zum Fördern des Tiefkühlgutes durch die Kammer (203) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ober- und unterhalb der Fördereinrichtungen Heizkörper (245, 247) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtungen aus einem umlaufenden Förderband (209, 211) bestehen, wobei die beiden Enden des oberen Trums (209) über zwei Seiten der Kammer (203) hinaus und außerhalb dieser verlaufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen