DE807166C - Verfahren und Vorrichttung zur Sterilisation und gleichzeitigen Veredlung von festen und fluessigen Nahrungs- und Genussmitteln - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Sterilisation und gleichzeitigen Veredlung von festen und flüssigen Nahrungs- und Genußmitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisation und gleichzeitigen Veredlung von festen oder flüssigen Nahrungs- und Genußmitteln auf kaltem Wege.
• Die Haltbarmachung bzw. Sterilisation von Nahrungs- und Genußmitteln unter Anwendung von Wärme, wobei das zu sterilisierende Gut auf eine Temperatur gebracht wird, bei der alle Keime abgetötet werden, ist seit langem bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dem sog. Einkochvorgang geschmackliche Veränderungen der Nahrungs- und Genußmittel eintreten, die als unangenehm empfunden werden. Auch vertragen manche Nahrungsmittel keinen länger dauernden Einkochvorgang, weil sie hierbei in sich zerfallen und dann keinen angenehmen Anblick mehr ergeben, wie z. B. viele Fischarten. Man ist daher in derartigen Fällen vielfach zur chemischen Haltbarmachung auf kaltem Ziege übergegangen. Jedoch kann man hierbei nicht von einer Dauerkonserve sprechen, da die so behandelten Nahrungs- und Genußmittel nur beschränkt haltbar sind und bei längerem Lagern dem Verderb ausgesetzt sind.
• Man hat daher bereits versucht, Nahrungs- und Genußmittel auf kaltem Wege haltbar zu machen mit Hilfe von ultraviolettem Licht, dessen Strahlen einen Teil der in den Nahrungs- und Genußmitteln enthaltenen Mikroorganismen abtötet. Derartige Versuche sind insbesondere bei Milch gemacht worden, jedoch mit einem nur wenig befriedigenden Ergebnis. Denn es hat sich gezeigt, daß durch diese Behandlungsmethode nur ein Teil der zu verniclitenden Mikroorganismen abgetötet wurde und daß somit eine dauerhafte Konservierung nicht erreicht werden konnte.
• Auch mit Hilfe eines Ultraschallfeldes gelingt es, einen Teil der in den Nahrungs- und Genußmitteln enthaltenen Bakterien oder Bazillen zu vernichten.
• Eine vollkommene Konservierung konnte aber auch mit I Hilfe der Ultraschalltechnik nicht erreicht werden. alkan hat auch versucht, Nahrungs- und Genußmittel mit Hilfe von ultrakurzen, elektromagnetischen Schwingungen haltbar zu machen. Das Ergebnis war jedoch das gleiche wie bei den vorstehend beschriebenen Verfahren. Es konnte eine dauerhafte Frischhaltung der mit ultrakurzen elektromagnetischen Schwingungen behandelten Nahrungs- und Genußmittel nicht erzielt werden. Die ursache für das Fehlschlagen dieser bekannten Versuche liegt darin, daß jede dieser Schwingungsarten lediglich in der Lage ist, nur einen Teil bzw. gewisse Arten von Kleinlebewesen abzutöten, so daß stets noch ein Teil von Mikroben übrigblieb und so die behandelten Nahrungs- und Genußmittel verdarben.
• Die oben dargelegten Nachteile der bisher angewandten oder bereits im Versuchsstadium steckengebliebenen Verfahren zur Frischhaltung von Nahrungs- und Genußmitteln werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das zu sterilisierende Gut gleichzeitig der Wirkung eines starken l'ltrakurzwellen-, eines Ultraschall- und eines Ultraviolettstrahlers ausgesetzt wird. Man könnte im Rahmen der Erfindung auch daran denken, die zu behandelnden Nahrungs- und Genußmittel diesen drei Strahlungsarten nacheinander auszusetzen. Jedoch hat die Erfahrung gezeigt, daß insbesondere die gleichzeitige Anwendung der drei genannten Schwiagungsarten besonders wirkungsvoll ist und den erstrebten Zweck, nämlich eine dauerhafte Frischhaltung der behandelten Nahrungs-und Genußmittel, in einwandfreier Weise erreicht.
• Ein sehr wichtiges Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich auf die Sterilisation von Milch. Bei einer Behandlung von Nlilch nach der Erfindung wird keine geschmackliche Veränderung bewirkt, so daß der Geschmack der sterilisierten Milch dem der Frischmilch vollkommen gleich ist. Insbesondere bei der Käsebereitung ist dies von großer -Wichtigkeit, denn im Gegensatz zu der Sterilisation von Milch auf warmem "ege, bei der eine beträchtliche, nicht nur geschmackliche Veränderung hervorgerufen wird, wird i)ei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine völlige Keimfreiheit der Milch ohne jede weitere geschmackliche oder sonstige Veränderung bewirkt.
• Alsdann wird der auf diese Weise keimfrei gemachten Nlilch die jeweils gewünschte Reinzucht von Milchsäure- und anderen Bakterien zugesetzt, die man bei der Erzeugung einer bestimmten Käsesorte benötigt.
• In ähnlicher Weise kann man bei der Bereitung Frucht- oder Traubensäften vorgehen. Diese werden durch die Behandlung mittels der drei genannten Schwingungsarten völlig keimfrei und somit für unbegrenzte Zeit haltbar gemacht. Will man nun aus diesen Frucht- oder Traubensäften eine bestimmte Weinsorte durch Vergärung erzcugen, so braucht man dem sog. Süßmost nur den oder die jeweils gewünschten Hefestämme zuzusetzen, um auf diese Weise einen bestimmten Gärungsprozeß und damit eine ganz bestimmte Weinsorte zu erzielen. Gerade bei der Bereitung von Wein ist es wichtig, die ungesteuerte Gärung zu vermeiden. Würde man vor dem Zusetzen der betreffenden Hefestämme den Süßmost etwa durch Erwärmen keimfrei machen, so würde hierdurch bereits eine wesentliche geschmackliche Veränderung des Enderzeugnisses bexvirkt werden. Ferner wird insbesondere bei Weinen und Trinkbranntweinen durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Beschleunigung des natürlichen Alterungsvorganges erreicht, weil hierdurch die Veresterung, d. h. die Bildung höherer Alkohole, in Gegenwart von Säure beschleunigt wird. Dabei entstehen Bukett- und Geschmackstoffe, welche die Qualität des Weines zum großen Teil bedingen. Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, in billigen Weinen, bei denen die Bildung dieser Stoffe nicht oder nur in geringem Maße vor sich geht, durch die kombinierte Behandlung mit den drei Schwingungsarten diese Stoffe anzureichern und damit die geschmackliche Qualität des Enderzeugnisses und damit seine Marktgängigkeit wesentlich zu steigern.
• Man kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch bei fertigen, also bereits vergorenen Weinen mit Vorteil anwenden. Bekanntlich entsteht namentlich bei Rotweinen sehr leicht eine Trübung, die ihre Ursache insbesondere durch kolloidal verteilte Stoffe hat, die infolge ihrer feinen Verteilung sehr lange schwebend bleiben und die Trübung des Weines bedingen. Diese Trübung läßt sich durch die kombinierte Behandlung mit den drei Schwingungsarten beseitigen, wobei die kolloidal verteilten Stoffe zum Ausfiocken und Absetzen gebracht werden.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Anordnung, bei der an den gegenüberliegenden Seiten eines geschlossenen, zur Aufnahme des zu sterilisierenden bzw. zu behandelnden Gutes dienenden, aus Isolierstoff, insbesondere aus keramischem Material bestehenden Behälters ein Ultraschallstrahler und senkrecht hierzu an den beiden anderen einander gegenüberliegenden Seiten des Behälters je eine mit einem starken Ultrakurzwellenstrahler verbundene Kondensatorplatte angeordnet sind, während im Innern des Behälters ein oder mehrere starke Ultraviolettstrahler vorgesehen sind.
• Die Ultraviolettstrahler tauchen entweder in das zu behandelnde Gut selbst ein oder sind oberhalb des Gutes unter Verwendung von Reflektoren angeordnet.
• Der zur Aufnahme des zu behandelnden Gutes dienende Behälter kann als Trog oder Tank ausgebildet sein, der nach Einbringen des Gutes geschlossen wird. Zur Behandlung von Flüssigkeiten aller Art, insbesondere von Milch, Fruchtsäften, Wein o. dgl., nach der Durchflußmethode kann der Behälter auch als aufrecht stehender, insbesondere zylindrischer Behälter ausgebildet sein, an dessen unterem Ende einEinflußrohr und an dessen oberem Ende ein Ausfluß rohr unter zweckmäßiger Einschaltung von an sich bekannten Filtern angeordnet sind. Hierbei str(imt das zu behandelnde flüssige Gut in ständigem Fluß durch den Behälter und verläßt ihn in sterilem und veredeltem Zustand.
• Zur Erzeugung des starken Ultraschal feldes kann ein Piezoquarz dienen, der in einem ölbad sich befindet, in welches der Behälter eintaucht, wodurch eine Kopplung des Behälters mit dem Ultraschallstrahler erreicht wird.
• Es kann aber auch ein anderer an sich bekannter Ultraschallerzeuger, z. 13. ein magnetostriktiver Oszillator, unmittell)ar in den Boden des Behälters eingebaut sein. Auch kann die Anordnung so getroffen werden, daß der Ultraschallerzeuger in den Behälter bzw. in das zu behandelnde Gut selbst eintaucht.
• Wie bereits oben dargelegt, ist es wichtig, daß die drei Schwingungsarten, Ultraviolett, Ultraschall und Ultrakurzwelle, gleichzeitig zur Einwirkung gelangen. Die Wirkung wird noch wesentlich verstärkt bzw. beschleunigt, wenn die Feldstärke dieser drei Schwingungsarten möglichst groß ist.
• Dies würde normalerweise eine relativ große Apparatur bedingen. Nun gibt aber die Erfindung ein Mittel zur Erzeugung sehr starker Feldintensitäten an, ohne daß der technische Aufwand übermäßig gesteigert wird. Im Gegenteil, es können gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verhältnismäßig kleine Schwingungserzeuger verwendet werden, die durch eine Impulsgeberanordnung, welche beispielsweise die benötigte Anodenspannung oder Betriebsspannung denStrahlern bzw. Schwingungserzeugern zuführt, kurzzeitig hochgetastet, d. h. äußerst kurzzeitig in irgendeinem wählbaren Rhythmus stark überlastet werden. Die Dauer eines einzelnen Tastimpulses beträgt hierbei nur etwa 106 bis IO-7 Sek. Es läßt sich ohne Gefahr für die Lebensdauer der einzelnen Strahler bzw.
• Schwingungserzeuger eine kurzzeitige, sehr hohe intermittierende Überlastung durchführen, die das Mehrfache der Normalbelastung sein kann, ohne daß die als Integral über diese einzelnen Belastungsstöße zu denkende Gesamtbelastung unzulässig hoch wird. Es kann nun für alle drei Schwingungserzeuger ein gemeinsamer Impulsgeber vorgesehen sein. Auch kann die Anordnung so getroffen werden, daß jedem Schwingungserzeuger ein Impulsgeber zugeordnet ist.
• Die einzelnen Tastimpulse werden in dem Impulsgeber z. B. aus einer sinusförmigen Steuerwechselspannung abgeleitet und in dem bzw. den Impulsgebern durch Ubersteuerung einer Elektronenröhre mit nachfolgender Differentiation und Verstärkung in äußerst kurzzeitige Spannungsstöße von sehr hoher Spannung und möglichst rechteckiger Kurvenform umgeformt, deren Folgefrequenz gleich der Frequenz der dem Impulsgeber zugeführten Steuerwechselspannung ist.
• Die Erzeugung der ultrakurzen Tastimpulse kann aber auch in anderer Weise, z. B. durch Aufladung eines Kondensators mittels eines gleichgerichteten Wechselstromes und darauffolgender Entladung über eine Funkenstrecke, geschehen, wobei die Folgefrequenz der einzelnen Tastimpulse wiederum gleich der Frequenz der dem Kondensator zugeführten Wechselspannung ist.
• Zur Erläuterung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise ist in der Zeichnung eine der möglichen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• Die iii der Zeichnung gezeigte erfindungsgemäße Anordnung arbeitet nach der Durchflußmethode uiid ist insbesondere zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere von Milch, Frucht- oder Traubensäften und Weinen o. dgl., geeignet. Der durch einen dichtschließenden Deckel geschlossenen Behälter 1 besitzt an seinem unteren Ende ein Einflußrohr G. durch das die zu behandelnde Flüssigkeit zugeführt wird, und an seinem oberen Ende ein Ausflußrohr 7, durch das die fertig behandelte Flüssigkeit den Behälter verläßt, um den an sich bekannten -Nl)fül leinrichtungen zugeführt zu werden. Der Boden des aus Isolierstoff, insbesondere aus keramischem Material, bestehenden Behälters taucht in ein Ölbad 8, in dem ein Ultraschallerzeuger 2 in Form eines Piezoquarzes g sich befindet.
• Das Ölbad 8 dient lediglich zur Kopplung des Ultraschallerzeugers 2 mit dem Behälter 1. Die erzeugten 1Tltrascha11schxvingungen durchsetzen das Gefäß in seiner gesamten Länge und wirken hierbei auf die zu behandelnde Flüssigkeit ein.
• Senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der Ultraschallschwingungen ist auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Behälters 1 je eine Kondensatorplatte 3 angebracht, die unmittelbar mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Ultrahochfrequenzerzeuger verbunden sind. Infolgedessen bildet sich ein starkes Feld elektromagnetischer Ultrakurzwellen zwischen den beiden Kondensatorplatten 3 aus, das die zu behandelnde Flüssigkeit auf ihrem Weg durch den Behälter 1 passieren muß.
• Im oberen Teil des Behälters I ist ein starkerUltraviolettstrahler 4 im Brennpunkt bzw. in der Brennlinie eines Reflektors 5 angebracht, dessen Strahlen die zu liehandelnde Flüssigkeit durchdringen. Es ergibt sich somit, daß die zu behandelnde Flüssigkeit auf ihrem Weg vom Einfluß rohr 6 zum Ausflußrohr 7 gleichzeitig der Einwirkung der drei Schwingungsarten ausgesetzt ist, nämlich der Ultraschall-, der elektromagnetischen Ultrahochfrequenz-und der ultraviolettstrahlung, deren intensität hzxv. Feldstärken, wie oben dargelegt, durch die impulsmäßige Hochtastung außerordentlich stark und somit sehr wirksam sind.
• PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zur Sterilisation und gleichzeitigen Veredlung von festen und flüssigen Xahrungs- und Genußmitteln auf kaltem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß das zu sterilisierende Gut gleichzeitig der Wirkung eines starken Ultrakurzrvellen-, eines Ultraschall- und eines Ultraviolettstrahlers ausgesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Anordnung zur Durchführung des Ver- fahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnest, dal. an den gegenüberliegender1 Seiten eines geschlossenen. zur Aufnahme des zu sterilisierenden Gutes dienenden, aus Isolierstoff. insbesondere aus keramischem Material bestehen-(len iehälters (1) ein Ultraschallstrahler (2) und senkrecht hierzu an den beiden anderen, einander gegenüberliegenden Seiten des Behälters (1). je eine mit einem starken Ultrakurzwellenstraliler verl undene Kondensatorplatte (3) angeordnet sind, während im Innern des Behälters ein oder mehrere starke Ultraviolettstrahler (4) vorgesehen sind.

   3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultravinlettstrahler (4) entweder in das zu sterilisierende Gut selbst eintauchen oder oberhalb des Gutes unter Verwendung von Reflektoren (5) angeordnet sind.

   4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zur Behandlung von Flüssigkeiten allerArt, wie Milch, Fruchtsäften, Wein o. dgl., nach der Durchflußmethode ein aufrecht stehender, insbesondere zylindrischer Behälter (1) vorgesehen ist, an dessen unterem Ende ein Einflußrohr (6) und an dessen oberem Ende ein Ausflußrohr (7), gegebenenfalls unter Zwischenfügung von an sich 1 bekannten Filtern, angeordnet sind.

   5. -\nordnung nach Anspruch 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Behälters (I) in ein Ölbad (8) taucht, in dem ein Piezoquarz (9) zur Erzeugung des Ultraschallfeldes angeordnet ist.

   6. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Boden des Behälters (1) selbst ein anderer, an sich bekannter Ultraschallerzeuger, z. B. ein magnetostriktiver ()szillator, unmittelbar eingebaut ist.

   7. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da der Ultraschallerzeuger (2) in den Behälter (1) bzw. in das zu sterilisierende Gut selbst eintaucht.

   8. Anordnung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung sehr starker Strahlungsfelder für jeden der drei Strahler (2, 3, 4) ein gemeinsamer Impulsgeber oder je ein Impulsgeber vorgesehen ist, der äußerst kurzzeitige Tastimpulse erzeugt, die zur Hochtastung, d. h. zur intermittierenden Überlastung der drei Strahler (2, 3, 4), dienen.

   9. Anordnung nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bzw. den Impulsgebern die von einer Wechselspannungsquelle gelieferte Wechselspannung durch Ubersteuerung einer Elektronenröhre mit nachfolgender Differentiation und Verstärkung in äußerst kurzzeitige Spannungsstöße von sehr hoher Spannung und möglichst rechteckiger Kurvenform umgeformt wird, deren Folgefrequenz gleich der Frequenz der dem Impulsgeber zugeführten Steuerwechselspannung ist.

   Io. Anordnung nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der ultrakurzen Tastimpulse durch Aufladung eines Kondensators mittels eines gleichgerichteten Wechselstromes und darauffolgender Entladung über eine Funkenstrecke geschieht, wobei die Folgefrequenz der ultrakurzen Tastimpulse gleich der Frequenz des dem Kondensator zugeführten Wechselstromes ist.