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Verfahren und Vorrichtung zur Langzeitkonservierung
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von Feuchtkörnerfrüchten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Langzeitkonservierung von Feuchtkörnerfrüchten unter Verwendung von inerten Gasen,
insbesondere von Stickstoff, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Das übliche, altersher bekannte Verfahren zur Konservierung von Körnerfrüchten
ist das Trocknen. Das Trocknen erübrigt sich, wenn die Körnerfrüchte, was insbesondere
in warmen Klimazonen der Fall ist, einen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, der unter
15 OD liegt. Erntefrische Körnerfrüchte in unseren Breiten beziehungsweise in unserer
Klimazone weisen jedoch eine Feuchte auf, die fast stets über 15 nÓ liegt und durchaus
auch Dn oÓ erreichen kann. Um diese Körnerfrüchte durch Trocknen zu konservieren,
müssen sie daher unter einen Feuchtegehalt von 15 °Ó getrocknet werden, was in althergebrachter
Weise
durch Lufttrocknung, insbesondere durch Wasserentzug mittels warmer Luft erfolgt.
Das Trocknen der Körnerfrüchte ist insbesondere dann notwendig, wenn das Getreide
gemahlen beziehungsweise geschrotet werden soll.
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Allerdings sind die Körnerfrüchte auch in getrocknetem Zustand in
unseren Breiten nicht unbegrenzt haltbar. Dies rührt daher, daß in den Früchten
chemische Reaktionen ablaufen, die zunächst zu Qualitätsveränderungen, im weiteren
Verlauf aber auch zum Verderb der Produkte führen. Die Ursachen dieser Reaktionen
sind verschiedener Natur, wie beispielsweise enzymatische Reaktionen, Einwirkungen
von Mikroorganismen usw. Der Ablauf der Reaktionen ist meist an das Vorhandensein
von Wasser als Transportmedium und Reaktionspartner gebunden. Das Ziel der Konservierung
durch Trocknung ist daher, möglichst weitgehend das Wasser zu entziehen, für Langzeitkonservierung
bis herunter zu 4 . Hierdurch wird die Trocknung jedoch sehr aufwendig, insbesondere
energieaufwendig. Außerdem müssen auch die stark heruntergetrockneten Körner früchte
weiterhin stets überwacht und gewartet oder beziehungsweise und in speziellen Anlagen
aufbewahrt werden.
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Eine weitere Möglichkeit der Konservierung von Feuchtkörnerfrüchten
sind Säurekonservierung und Gärkonservierung.
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Beide Male werden jedoch die behandelten Produkte verändert, was im
allgemeinen mit einer Qualitätseinbuße einhergeht. Derart behandelte Feuchtkörnerfrüchte
sind daher nur noch zur Tierfütterung geeignet.
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Bekannt ist auch die Koservierung von Feuchtkörnerfrüchten durch eine
Lagerung innerhalb einer Schutzgasatmosphäre.
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Hierbei werden die Feuchtkörnerfrüchte in, im allgemeinen zylinderförmigen,
Behältern gelagert und von Schutzgas durchströmt. Das durchströmende Schutzgas verdrängt
den Sauerstoff, der im allgemeinen zum Aktivwerden von Schädlingen
notwendig
ist. Allerdings ist dieses Konservierungsverfahren auch verhältnismäßig teuer, da
das Aufrechterhalten der Schutzgasatmosphäre über einen Zeitraum von mehreren Monaten
bis zu einem Jahr - in Ausnahmefällen auch noch länger - mit verhältnismäßig hohen
Leckageverlusten verbunden ist beziehungsweise immer wieder den Nachschub von verhältnismäßig
teurem Inertgas erfordert. Außerdem muß eine derartige Konservierungsanlage stets
gewartet werden, um bei Entstehung von Schadstoffherden sofort eingreifen zu können,
beispielsweise um dann sofort entsprechende, zur Bekämpfung geeignete Gase in die
Anlage einblasen zu können.
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Wichtig ist bei diesen Anlagen auch die Überwachung der Feuchtigkeit
der Feuchtkörnerfrüchte. Wird das die Schutzgasatmosphäre herbeiführende Inertgas
zu trocken eingeleitet, trocknen die Körner aus, wodurch sich nicht nur ihre Qualität
als Nahrungsmittel mindert, sondern wodurch auch ein Gewichts- und Volumenschwund
herbeigeführt wird, der zu finanziellen Verlusten führt. Die Inertgase werden bei
derartigen Anlagen daher im allgemeinen angefeuchtet (DE-PS 487 684 und 23 10 013).
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Als Inertgase, also als reaktionsträge Gase, werden in derartigen
Anlagen bevorzugt Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd oder auch Stickstoff eingesetzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Langzeitkonservierug
von Feuchtkörnerfrüchten anzugeben, das es gestattet, diese Körnerfrüchte über einen
Zeitraum von einigen Monaten bis zu einem Jahr zu lagern, bei weitgehender Beibehaltung
der erntefrischen Qualität und bei gerinstmöglichen Kosten. Erreicht wird dies nach
der Erfindung durch die Lagerung des zu konservierenden Gutes in einem gasdichten,
vollkommen mit einem inerten Gas beziehungsweise Gasgemisch gefüllten Behälter.
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Nicht mehr also wie bisher werden die Feuchtkörnerfrüchte einem steten
Strom inerten Gases ausgesetzt, wobei Leckverluste und damit ein hoher Gasverbrauch
unvermeidbar sind, sondern die Feuchtkörnerfrüchte werden in einem gasdichten Behälter
gelagert, der vollkommen mit inertem Gas beziehungsweise einem inerten Gasgemisch
gefüllt ist. Die Feuchtkörnerfrüchte befinden sich also innerhalb einer Schutzgasatmosphäre,
die vollkommen den zuvor vorhandenen Sauerstoff verdrängt hat. Innerhalb dieser
Schutzgasatmosphäre verbleiben die Feuchtkörnerfrüchte in ihrem erntefrischen Zustand,
da sich nach sehr kurzer Zeit - bereits nach eingen Stunden - ein Feuchte-Gleichgewicht
eingestellt hat, das sich - vorausgesetzt der Behälter bleibt geschlossen - praktisch
nicht mehr verändert. Damit werden aber auch die enzymatischen Reaktionen ebenso
gestoppt oder verlaufen doch so langsam, daß ihre Einwirkungen auf die Qualität
der Körnerfrüchte ebenso gering bleiben, wie die Einwirkungen von Mikroorganismen,
die zu ihrem Aktivwerden Sauerstoff benötigen. Weisen die so gelagerten Feuchtkörnerfrüchte
hinsichtlich ihrer Qualität als Nahrungsmittel einen hohen Wert auf, der dem erntefrischen
Nahrungsmittel entspricht, so ist auch keine Verminderung der Qualität hinsichtlich
des Gewichts und des Volumens, was insbesondere dann wichtig ist, wenn dieses Produkt
verkauft werden soll, festzustellen.
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Die nach der Erfindung gelagerten Feuchtkörnerfrüchte können auch
nach Ablauf einer größeren Zeitspanne nahezu in erntefrischem Zustand diskontinuierlich
dem Behälter entnommen und verfüttert oder sonstwie verwertet werden.
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Um stets die gewünschte Schutzgasatmosphäre aufrechtzuerhalten, wird
zweckmäßigerweise das inerte Gas beziehungsweise das inerte Gasgemisch mit geringem
Überdruck in den Behälter eingefüllt. Das Einfüllen soll hierbei nach der Erfindung
erst dann durchgeführt werden, wenn das zu konservierende
Gut im
Behälter gelagert ist. Auch sollen die oben angeführten inerten Gase, Kohlenmonoxyd,
Kohlendioxyd und Stickstoff, von der Unterseite des Behälters aus eingeblasen werden,
wodurch die zuvor in dem Behälter befindliche Luft nach oben weggedrückt wird und
an der Oberseite des Behälters entweicht. Durch eine geeignete Anordnung, insbesondere
durch eine an der Unterseite des Behälters angeordnete Ringdüse, wird hierbei das
inerte Gas beziehungsweise das inerte Gasgemisch über den gesamten Querschnitt des
Behälters geführt, so daß die in den Zwischenräumen zwischen den Körnern befindliche
Luft ohne schädliche Wirbelbildung, nach und nach, nach oben weggedrückt wird. Dadurch
ist Sicherheit dafür gegeben, daß das eingefüllte Gut sich auch tatsächlich vollkommen
in der gewünschten Schutzgasatmosphäre befindet.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Vorrichtung
vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Behälter, dessen Volumen sich
bei änderndem Innendruck verändert, der einen oberseitigen, gasdicht verschließbaren
Einlaß und einen unterseitigen, mit einer Ablaßeinrichtung versehenen, ebenfalls
gasdicht verschließbaren Auslaß aufweist, sowie einem unterseitigen verschließbaren,
zu unterseitig im Innenraum angeordneten Düsen führenden Gaseinlaß.
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Derartige, in ihrem Volumen veränderbare Behälter, sind insbesondere
durch flexible Behälter gegeben, die aus beschichtetem Textilgewebe, Kunststoffgewebe
und/oder Folie gebildet sind. Hierbei kann auf einfachste Weise die Oberseite des
flexiblen Behälters beziehungsweise flexiblen Silos durch ein Gewicht belastet werden,
das von einer oberseitig im Behälter vorhandenen Gasblase getragen wird und somit,
bei Anderungen des Innendrucks, die Volumenänderung ohne wesentliche Abweichung
von dem gewünschten Überdruck zuläßt. Dieser Gas-Überdruck kann durch eine am Behälter
angebrachte
Drucksonde erfaßt und einer Druck-Regeleinrichtung zugeführt werden, so daß durch
dies Regeleinrichtung stets, auch bei sukzessiver Entnahme der gelagerten Körner
früchte, der gewünschte geringe Überdruck aufrechterhalten wird.
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Auf der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer derartigen
Vorrichtung dargestellt. An einem Ständer 1 ist ein aus kaschiertem Textilgewebe
gebildeter flexibler Silo 2 befestigt. Dieser flexible Silo 2 weist einer oberseitigen,
gasdicht verschließbaren Einlaß 3 und unterseitig einen ebenfalls gasdicht verschließbaren
Auslaß 4 auf. Im Auslaß 4 ist eine verschließbare Ablaßeinrichtung 5 vorgesehen.
Oberhalb dieser Ablaßeinrichtung 5 befindet sich in dem Auslaßstutzen 4 eine Ringdüse
6, die durch eine verschließbare Leitung 7 mit einem Behälter für inertes Schutzgas
verbunden ist. Das Schutzgas strömt bei geöffneter Leitung 7 entsprechend den gestrichelt
eingezeichneten Pfeilen durch das in das flexible Silo 2 eingefüllte Gut 8 hindurch
und verdrängt hierbei die zuvor in dem Silo befindliche Luft. Nachdem der gesamte
Innenraum des Silos 2 mit Schutzgas gefüllt ist, werden die Öffnungen gasdicht verschlossen,
so daß weder Schutzgas ausströmen, noch Luft eindringen kann. An der Oberseite des
Silos 2 kann zur Erleichterung des Füllens des Behälters mit Schutzgas ein Gasauslaßventil
11 angebracht sein, das auch als Rückschlagventil ausgebildet sein kann. Die obere
Deckfläche des Silos 2 ist durch ein Gewicht 9 - im Beispiel ist ein wassergefüllter
Auftoreifen eingezeichnet - belastet, so daß sich das Volumen des Silos 2 bei sich
änderndem Innendruck ebenfalls verändern kann.
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Das Füllen des Silos 2 erfolgt durch ein Füllrohr 10 über den Einlaßstutzen
3. Der Einlaßstutzen 3 ragt etwas in das Innere des Silos 2 hinein, wodurch eine
Überfüllung des Silos 2 vermieden wird. Nach erfolgter Füllung liegt das zu lagernde
Gut 8 etwa wie dargestellt im Silo 2. Danach wird das Einfüllrohr 10 abgenommen
und die obere Einlaßöffnung 3 gasdicht verschlossen.
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Nunmehr wird, herangeführt über die Leitung 7, über die Ringdüse 6
Schutzgas in den Silo 2 eingefüllt, wodurch nach und nach die zwischen den einzelnen
Körnern befindliche Luft nach oben weggedrängt wird und durch das Gasauslaßventil
11 entweicht. Ist das gesamte Silo 2 mit Schutzgas gefüllt, so herrscht innerhalb
des Behälters ein geringer Überdruck von einigen Millibar, der auch bei Temperaturschwankungen
durch die Möglichkeit der Volumenänderung dieses flexiblen Silos 2 aufrechterhalten
wird. Um zu vermeiden, daß auch durch irgendwelche Undichtigkeiten, Temperaturschwankungen
und diskontinuierliche Körnerentnahme, dieser Überdruck abfällt, ist am Silo 2 eine
Drucksonde 12 angebracht, die mit einer Druck-Regeleinrichtung verbunden ist und
bei Druckabfall Schutzgas durch die Leit-ung 7 nachströmen läßt.
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Zur diskontinuierlichen Entnahme des Gutes wird der gasdichte, flexible
Abschluß 13 des Auslaßstutzens 4 abgenommen und die gewünschte Menge des Gutes über
die Ablaßeinrichtung 5 abgefüllt. Danach wird die Ablaßeinrichtung 5 wieder geschlossen,
die gasdichte Umhüllung 13 wieder angebracht und sodann entsprechend dem Volumenverlust
wieder Gas über die Leitung 7 nachgefüllt. Festzustellen ist allerdings, daß auch
bei diesem Abfüllvorgang keine Luft in das Silo 2 eindringen kann, daß also das
Nachfüllen von Schutzgas lediglich prophylaktisch erfolgt.
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Dadurch, daß das Silo 2 zur Konservierung des eingefüllten Gutes 8
nur einmal mit Gas gefüllt werden muß, auch dadurch, daß das Silo nicht überwacht
werden muß, da bei einem geringfügigen Nachlassen des Innendruckes die vorgesehene
automatische Regeleinrichting anspricht, ist der Betrieb einer derartigen Konservierungsanlage
äußerst preiswert. Zudem kann festgestellt werden, daß die Qualität des gelagerten
Gutes 8 nahezu der Qualität der Feuchtkörnerfrüchte im Erntezustand entspricht,
so daß nach der Methode der Erfindung sowohl eine preiswerte, wie auch qualitativ
hochwertige Konservierung derartiger Früchte gegeben ist.
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Zudem kann der Lanwirt zu jeder beliebigen Zeit Körnerfrüchte von
hoher Qualität entnehmen, ohne daß die Schutzatmosphäre und somit auch die Qualität
der Feuchtkörner beeinträchtigt wird.
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Durch Unterbindung enzymatisch bedingter Verluste erzielt der Landwirt
eine Gewichtseinsparung bis zu 0,5 °Ó pro Monat. Außerdem spart er erhebliche Trocknungskosten
ein.
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Zur Zeit gelten ca. DM 5,-- pro t bei einer Feuchtigkeitsreduzierung
von je 4 °Ó als marktüblicher Preis.
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Das Verfahren zur Langzeitkonservierung von Feuchtkörnerfrüchten nach
der Erfindung bringt dem Landwirt kaum Nährstoffverluste. Außerdem ist das mit diesem
Verfahren behandelte Körnerfutter erheblich besser verdaulich für die Nutztiere.
Weiter ist festzuhalten, daß dann auch, zumindest nach dem bisherigen Kenntnisstand,
keine krebserregenden Mykotoxine, Stoffwechselprodukte usw. entstehen.
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In der Europäischen Gemeinschaft gibt es zur Zeit jährlich 20 Mio.
t Überproduktion an Getreide. Das bedeutet, daß der Landwirt aufgrund des künftig
entstehenden Preisgefüges gezwungen sein wird, vermehrt Körner futter aus seiner
eigenen Produktion an seine Nutztiere zu verfüttern.
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Festzustellen ist auch, daß der Investitionsbedarf für das erfndungsgemäße
Verfahren einschließlich der Aufstellung des Behälters und der Schutzatmosphärenüberwachung
relativ niedrig ist. Dadurch wird dieses Verfahren auch für den bäuerlichen Mittelbetrieb
wirtschaftlich interessant. Dies bedeutet auch, daß der bäuerliche Mittelbetrieb
künftig eine größere Flexibilität in Bezug auf Prdouktion, Betriebsorganisation
und Betriebsentwicklung hat.
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Die bisher bekannten Langzeitkonservierungsverfahren mit Atmospährenveränderung
bei Umgebungstemperatur lasser nur eine Feuchte des zu konservierenden Gutes von
maximal 15 zu. Das Verfahren nach der Erfindung hingegen konserviert die Feuchtkörnerfrüchte
auch noch einwandfrei bei Feuchtegehalten von über 50 eÓ.
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Gegenüber zwei weiter bekannten chemischen Konservierungsverfahren,
und zwar 1. mit Propionsäure und anderen organischen Säuren durch PH-Wert-Senkung,
2. mit Futter-Harnstoff durch Alkalisierung, ist festzuhalten, daß nicht nur die
Qualität der konservierten Feuchtkörnerfrüchte deutlich höher ist, sondern daß dieses
Verfahren auch unbedenklich angewendet werden kann.
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Zu bemerken ist, daß das Harnstoffverfahren nur bei Verwendung der
Körner bei Wiederkäuern anzuwenden ist.
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Das Langzeitkonservierungsverfahren nach der Erfindung kann außerdem
bei der Lagerung von Körner früchten für industrielle Zwecke, beispielsweise in
Brauereien, Brennerein und in der Stärkeindustrie verwendet werden. Wenn als Schutzatmosphäre
hauptsächlich gasförmiger Stickstoff verwendet wird, könnte damit auch Saatgetreide
eingelagert werden