WO2006105802A1 - Verfahren zum auftauen von fleischwaren - Google Patents

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WO2006105802A1
WO2006105802A1 PCT/EP2005/003421 EP2005003421W WO2006105802A1 WO 2006105802 A1 WO2006105802 A1 WO 2006105802A1 EP 2005003421 W EP2005003421 W EP 2005003421W WO 2006105802 A1 WO2006105802 A1 WO 2006105802A1
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thawing
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Inventor
Wolfgang Greiner
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GREINER MASCHINENBAU GmbH
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GREINER MASCHINENBAU GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B4/00—Preservation of meat, sausages, fish or fish products
    • A23B4/06—Freezing; Subsequent thawing; Cooling
    • A23B4/07—Thawing subsequent to freezing

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for thawing meat products.
  • Such thawing operations are carried out in Auftaurat in which the meat products are stored in pieces of predetermined size. Typically, pieces of meat are thawed in the defrosting chambers.
  • thawing is carried out by a dry steam method wherein steam is applied to the pieces of meat.
  • the heating of the Auftauraumes with the pieces of meat takes place substantially continuously.
  • a disadvantage of such methods is the high energy consumption that is needed to thaw the pieces of meat.
  • Another disadvantage is that the pieces of meat lose significant amounts of meat juice during the thawing process, whereby undesirable quality losses are obtained. In particular, resulting from the meat juice outlet significant weight loss of the pieces of meat. Furthermore, such thawed meat undesirably differs in taste and color from fresh meat.
  • the device described there has a first measuring probe for measuring the core temperature T K in the interior of a test sample. ckes and a second measuring probe for measuring the surface temperature T s of the specimen.
  • a nozzle system for generating a water mist in the installation space a heating device for heating the Auftauraumes and a control unit for controlling the heating device is provided.
  • the control unit is activated during a sequence of heating intervals and deactivated during the heating intervals of the following rest intervals.
  • the heating device for the completion of a heating interval is deactivated by the control unit as soon as the surface temperature T s has risen to a desired value T 0 .
  • the lengths of the rest intervals are specified by the control unit.
  • the end of the thawing process is specified as a function of the core temperature TK. Preferably, the end of the thawing process is reached when the core temperature T ⁇ has risen to a setpoint value Ti.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned above, with which the energy consumption for thawing meat products is reduced and at the same time an increased and reproducible quality of the thawed meat products is obtained.
  • the method according to the invention relates to a device for thawing frozen meat products, in particular pieces of meat, stored in pieces in a storage space.
  • the device has a first measuring probe for measuring the core temperature T K in the interior of a test piece, a second measuring probe for measuring the surface temperature T s of the test piece, a nozzle system in the loading space for loading the meat products with a water mist, a heating device for heating the installation space and a control unit for controlling the heating device.
  • the control unit is activated during a sequence of heating intervals and while the heating intervals of the following heintervalle deactivated.
  • the heating device is deactivated for the completion of a heating interval by the control unit as soon as the surface temperature Ts has risen to a first desired value T 0 .
  • a rest interval following a heating interval is terminated as soon as the surface temperature has dropped to a second setpoint value T ".
  • the end of the thawing process can be specified as a function of the core temperature T K.
  • the basic idea of the invention is to determine the heating and rest intervals during heating in each case by reference values of the surface temperature.
  • the target temperature T u at which a rest interval is terminated below the target temperature T 0 , at which a heating interval is terminated and preferably above the target value T 0 of the core temperature T K of the specimen, when it reaches the thawing process is terminated.
  • the lengths of the heating and resting intervals automatically result in such a way that only the energy just required for thawing is provided to the pieces of meat. It has been found that solely due to the specifications of the setpoint values T 0 , T 11, the lengths of the heating intervals become continuously smaller during the course of the plating process and at the same time the lengths of the rest intervals increase. It has surprisingly been found that during the rest intervals despite the interrupted there heat supply still a continuous increase in the core temperature is obtained. At the same time, a continuous lowering of the surface temperature is obtained during the rest intervals, although the room temperature may be greater than the surface temperature.
  • the room temperature adapts in the course of the thawing process to the temperatures of the pieces of meat, that is, the room temperature, which has a relatively high initial value after the first heating interval , decreases in the course of the thawing process due to the metered heat in the following, shorter heating intervals.
  • the degree of filling the Auftauraumes with pieces of meat is at least about 30% and these pieces of meat are at least approximately uniformly distributed in the tundish.
  • An advantage of the method according to the invention is that the control of the heating of the thawing space by the specification of the setpoint values T 0 , T 11 is very easy to carry out. Since with this control a metered heat supply to carry out the thawing process can take place, which is also independent of external parameters such as the degree of filling of the Auftauraumes, the inventive method is extremely robust and patisunanfallig.
  • a gentle thawing of the pieces of meat is made possible with the method according to the invention, wherein it is particularly advantageous that conditionally through the formation of ice sheets on the pieces during the thawing process only small amounts of meat juice from the individual pieces emerge.
  • weight losses in the thawed meat products are largely avoided.
  • the loading of the pieces of meat with a water mist is advantageously carried out by means of a nozzle system.
  • This is preferably activated periodically.
  • the time intervals during which the nozzle system is activated can be selected independently of the heating intervals. This leads to a further considerable simplification of the control of the entire system.
  • Figure 1 Schematic representation of an exemplary embodiment of the device according to the invention for thawing pieces of meat in a Auftauraum.
  • Figure 2 Enlarged view of a prepared with a first and second probe, stored in the loading space according to Figure 1 specimen.
  • FIG. 3 Time diagrams of the temperatures in the test specimen according to FIG. 2 during the thawing process.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a device 1 for thawing frozen meat products stored in pieces 2 in a loading space 3.
  • the storage compartment 3 has a closed interior, which is accessible via a door, not shown.
  • the storage space 3 on several gene 4 pieces of meat formed pieces 2 stored. In principle, other meat products can be stored in the storage space 3.
  • the carriages 4 are preferably formed by movably mounted racks 5, which are open to the sides.
  • the supports 6 of the frames 5 are preferably formed lattice-shaped, so that the individual pieces 2 are on the carriage 4 each with almost its entire surface in contact with the ambient air of the Auftauraumes 3.
  • the carriages 4 are set up in the loading space 3 such that the pieces 2 are distributed as uniformly as possible in the building 3.
  • the pieces 2 are evenly distributed on the carriage 4, so that they are arranged at intervals to each other.
  • the heating device 7 consists of several radiators 7.
  • the radiator 7 are located in the region of the bottom of the Auftauraumes 3 and are preferably evenly distributed over the surface of the Auftauraumes 3.
  • a control unit 8 is provided with at least one microprocessor 9 or the like.
  • the control unit 8 also has a user interface 10 for its operation, such as a terminal. Control parameters can be entered into the control unit 8, in particular by an operator, via the terminal.
  • the control unit 8 has a display device for displaying the essential characteristics of the thawing process.
  • the display device is expediently designed as a screen display on the terminal.
  • a nozzle system is provided, by means of which a water mist in the interior of the Auftauraumes 3 can be generated.
  • the nozzle system includes a plurality of ceiling mounted Druck Kunststoffzerstäuberdüsen
  • the nozzle system is connected via not shown leads to the control unit 8 and can thus be controlled by this.
  • one of the pieces 2 stored in the placing space 3 is prepared with a first and a second measuring probe 12, 13.
  • the thus prepared piece 2 forms a test piece, wherein this is selected such that its size at least approximately corresponds to the average size of the pieces 2 in the loading space 3.
  • Figure 2 shows a detailed, enlarged view of the with the probes
  • the probes 12, 13 prepared specimen 2.
  • the probes 12, 13 each have a temperature sensor 14, 15 at its lower end.
  • the core temperature T K in the interior of the specimen 2 can be measured.
  • the temperature sensor 15 of the second measuring probe 13 is arranged in the region of the surface of the specimen 2, so that with the second measuring probe
  • the surface temperature Ts of the specimen 2 can be measured.
  • the measuring probes 12, 13 are connected to the control unit 8 via supply lines (not shown).
  • the temperature values determined by the measuring probes 12, 13 are continuously read into the control unit 8 and stored there, preferably.
  • a water mist is generated in the thawing space 3 by means of the nozzle system.
  • the nozzle system can be activated before the start of the thawing process, so that at the beginning of the thawing process, the water mist is evenly distributed throughout the storage space 3.
  • the nozzle system is controlled by the control unit 8 so that it is activated at predetermined time intervals. Conveniently, the nozzle system is activated periodically via the control unit 8. For energy saving reasons, the time intervals during which the nozzle system is activated are considerably shorter than the subsequent pauses.
  • the control of the heating operation for thawing the pieces of meat 2 takes place via the control unit 8 as a function of the measured temperature values determined on the sample 2 by means of the measuring probes 12, 13.
  • the sequence of the control is shown schematically in FIG.
  • a setpoint Ti for the core temperature TK is stored, which defines the end of the thawing process.
  • the timing of the heating process and thus the thawing process is defined by setpoint values T 0 , T 11 of the surface temperature T s of the specimen. Both setpoint values are in any case above the setpoint value Ti and preferably above 0 ° C.
  • the setpoint value T 0 is preferably 3 ° C.
  • the setpoint value T u lying below T 0 is + 1 ° C. in this case.
  • the heating utensils are separated by rest periods within which the heating device is switched off.
  • the lengths of the heating intervals and the rest intervals are determined by the setpoint values T 0 , T u of the surface temperature T s .
  • the control of the heating device via the control unit 8 takes place in such a way that a heating interval is terminated as soon as the surface temperature T s has risen to the desired value T 0 .
  • the following rest interval is terminated as soon as the surface temperature has dropped from the value T 0 to the setpoint T 11 .
  • the second diagram in FIG. 3 shows the temperature profile of Ts, which specifies the heating and rest intervals according to the upper diagram in FIG.
  • the pieces are frozen on the carriage 4.
  • the specimen 2 is completely frozen, so that the initial values of T s are far below T 11 and T 0 and the core temperature T ⁇ far below of the setpoint Ti.
  • the room temperature in the storage space 3 is typically below 0 ° C.
  • the core temperature T K also rises substantially linearly, as can be seen from the lower diagram in FIG.
  • the room temperature adjusts itself to the temperature of the successively thawed pieces, which in this case form Kälteserrium.
  • the storage space 3 is heated to temperatures of 30 ° C. and higher. Since subsequently the heating intervals are getting shorter, but the rest intervals are getting longer and longer, the room temperatures in the installation space 3 subsequently decrease continuously until at the end in the installation space 3 the temperatures are typically in the range of 5-8 ° C., depending on the respective Boundary conditions, in particular the degree of filling of the Auftauraumes 3 with the pieces 2. It is essential here, however, that the parameters of the pieces 2, in particular their surface and core temperatures, are independent of these parameters. It has been found that the final values of the temperature parameters of the pieces 2 are independent of the degree of filling of the blank 3, as long as it is at least 30%. Greiner Maschinenbau GmbH 72644 Oberboihingen

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Auftauen von in Stücken (2) in einem Auftauraum (3) gelagerten gefrorenen Fleischwa­ren, insbesondere Fleischstücken. Die Vorrichtung (1) weist eine erste Mess­sonde (12) zur Messung der Kerntemperatur T<SUB>K</SUB> <I/>im Innern

Description

Verfahren zum Auftauen von Fleischwaren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftauen von Fleischwaren.
Derartige Auftauvorgänge werden in Auftauräumen durchgeführt, in welchen die Fleischwaren in Stücken vorgegebener Größe gelagert sind. Typischerweise werden in den Auftauräumen Fleischstücke aufgetaut.
Bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen erfolgt das Auftauen nach einem Trockendampfverfahren, wobei die Fleischstücke mit Dampf beaufschlagt werden. Die Heizung des Auftauraumes mit den Fleischstücken erfolgt dabei im Wesentlichen kontinuierlich.
Nachteilig bei derartigen Verfahren ist der hohe Energieverbrauch, der zum Auftauen der Fleischstücke benötigt wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Fleischstücke während des Auftauvorganges erhebliche Mengen an Fleischsaft verlieren, wodurch unerwünschte Qualitätseinbußen erhalten werden. Insbesondere ergeben sich durch den Fleischsaftaustritt erhebliche Gewichtsverluste der Fleischstücke. Des Weiteren unterscheidet sich derart aufgetautes Fleisch in unerwünschter Weise hinsichtlich seines Geschmackes und seiner Farbe von frischem Fleisch.
Aus der DE 100 51 951 Cl ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftau- en von Fleischstücken bekannt, mit welchen ein energie- und kostensparender
Auftauvorgang ermöglicht wird. Die dort beschriebene Vorrichtung weist eine erste Messsonde zur Messung der Kerntemperatur Tκ im Innern eines Probestü- ckes und eine zweite Messsonde zur Messung der Oberflächentemperatur Ts des Probestückes auf. Zudem ist ein Düsensystem zur Erzeugung eines Wassernebels im Auftauraum, eine Heizvorrichtung zur Beheizung des Auftauraumes und eine Steuereinheit zur Steuerung der Heizvorrichtung vorgesehen. Die Steuereinheit ist während einer Folge von Heizintervallen aktiviert und während auf die Heizintervalle folgender Ruheintervalle deaktiviert. Dabei wird die Heizvorrichtung zur Beendigung eines Heizintervalls von der Steuereinheit deaktiviert, sobald die Oberflächentemperatur Ts auf einen Sollwert T0 angestiegen ist. Die Längen der Ruheintervalle sind über die Steuereinheit vorgegeben. Das Ende des Auftauvorganges wird in Abhängigkeit der Kerntemperatur TK vorgegeben. Vorzugsweise ist das Ende des Auftauvorganges erreicht, wenn die Kerntemperatur Tκ auf einen Sollwert Ti angestiegen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genann- ten Art bereitzustellen, mit welchem der Energieaufwand zum Auftauen von Fleischwaren vermindert wird und gleichzeitig eine erhöhte und reproduzierbare Qualität der aufgetauten Fleischwaren erhalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Anfuhrungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung und in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft eine Vorrichtung zum Auftauen von in Stücken in einem Auftauraum gelagerten gefrorenen Fleischwaren, insbesondere Fleischstücken. Die Vorrichtung weist eine erste Messsonde zur Messung der Kerntemperatur TK im Innern eines Probestückes, eine zweite Messsonde zur Messung der Oberflächentemperatur Ts des Probestückes, ein Düsensystem im Auftauraum zur Beaufschlagung der Fleischwaren mit einem Wassernebel, eine Heizvorrichtung zur Beheizung des Auftauraumes und eine Steuereinheit zur Steuerung der Heizvorrichtung auf. Die Steuereinheit ist während einer Folge von Heizintervallen aktiviert und während auf die Heizintervalle folgender Ru- heintervalle deaktiviert. Dabei wird die Heizvorrichtung zur Beendigung eines Heizintervalls von der Steuereinheit deaktiviert, sobald die Oberflächentemperatur Ts auf einen ersten Sollwert T0 angestiegen ist. Ein auf ein Heizintervall folgendes Ruheintervall wird beendet, sobald die Oberflächentemperatur auf einen zweiten Sollwert T„ abgesunken ist. Das Ende des Auftauvorganges ist in Abhängigkeit der Kerntemperatur TK vorgebbar.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Heiz- und Ruheintervalle beim Beheizen jeweils durch Sollwerte der Oberflächentemperatur zu bestim- men. Dabei liegt die Solltemperatur Tu, bei welcher ein Ruheintervall beendet wird, unterhalb der Solltemperatur T0, bei welcher ein Heizintervall beendet wird und vorzugsweise oberhalb dem Sollwert T0 der Kerntemperatur TK des Probestücks, bei dessen Erreichen der Auftauvorgang beendet wird.
Durch diese temperaturgeregelte Wahl der Heizintervalle und Ruheintervalle wird einerseits ein äußerst energiesparender Auftauvorgang erzielt und andererseits ein besonders schonendes Auftauen der Fleischstücke gewährleistet, wodurch eine besonders gute Fleischqualität erhalten wird.
Durch die Vorgabe der Sollwerte T0, T„ der Oberflächentemperaturen des Probestücks ergeben sich die Längen der Heiz- und Ruheintervalle automatisch derart, dass den Fleischstücken jeweils nur die gerade benötigte Energie zum Auftauen bereitgestellt wird. Dabei hat sich herausgestellt, dass allein durch die Vorgaben der Sollwerte T0, T11 die Längen der Heizintervalle im Laufe des Auf- tauprozesses kontinuierlich kleiner werden und gleichzeitig die Längen der Ruheintervalle zunehmen. Dabei hat sich überraschend herausgestellt, dass während der Ruheintervalle trotz der dort unterbrochenen Wärmezufuhr noch eine kontinuierliche Erhöhung der Kerntemperatur erhalten wird. Gleichzeitig wird während der Ruheintervalle eine kontinuierliche Absenkung der Oberflächen- temperatur erhalten, obwohl gegebenenfalls die Raumtemperatur größer als die Oberflächentemperatur ist. Dies beruht darauf, dass während des Auftauprozes- ses die Fleischstücke mit Wassernebel beanschlagt werden, was zu einer Eisbildung auf den Fleischstücken führt und schließlich zu einer Absenkung der Oberflächentemperatur während der Heizintervalle. Da hierbei dem Inneren der Fleischstücke Kälte entzogen wird, führt dies zu einer gleichzeitigen Erhöhung der Kerntemperatur.
Da die Fleischstücke einen Kältespeicher bilden, die insbesondere in den Ruheintervallen Kälte an den umgebenden Raum abgeben, passt sich die Raumtemperatur im Laufe des Auftauvorganges an die Temperaturen der Fleischstücke an, das heißt, die Raumtemperatur, die nach dem ersten Heizintervall einen relativ hohen Anfangswert aufweist, nimmt im Verlauf des Auftauvorgangs infolge der dosierten Wärmezufuhr in den folgenden, kürzer werdenden Heizintervallen ab.
Bei dem erfindungsgemäßen Auftauvorgang hat sich dabei überraschend her- ausgestellt, dass unabhängig von den gewählten Anfangsbedingungen und unabhängig vom Befüllungsgrad des Auftauraumes mit Fleischstücken derselbe Endzustand der aufgetauten Fleischstücke, insbesondere dieselben Temperaturverteilungen in den Fleischstücken erhalten werden, wodurch eine reproduzierbare Qualität der Fleischstücke erhalten wird. Einzige Voraussetzung hierbei ist, dass der Befüllungsgrad des Auftauraumes mit Fleischstücken wenigstens etwa 30 % beträgt und diese Fleischstücke wenigstens annähernd gleichförmig im Auftauraum verteilt sind.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Steue- rung der Beheizung des Auftauraumes durch die Vorgabe der Sollwerte T0, T11 sehr einfach durchführbar ist. Da mit dieser Steuerung eine dosierte Wärmezufuhr zur Durchführung des Auftauvorganges erfolgen kann, der zudem unabhängig von äußeren Parametern wie dem Befüllungsgrad des Auftauraumes ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren äußerst robust und störungsunanfallig.
Insbesondere wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein schonendes Auftauen der Fleischstücke ermöglicht, wobei besonders vorteilhaft ist, dass bedingt durch die Bildung von Eisschichten auf den Stücken während des Auftauvorganges nur geringe Mengen an Fleischsaft aus den einzelnen Stücken austreten. Dies fuhrt zu einer hohen Qualität der aufgetauten Fleischwaren, die insbesondere von Frischfleischwaren kaum unterscheidbar sind. Insbesondere werden auch Gewichtsverluste bei den aufgetauten Fleischwaren weitgehend vermieden.
Die Beaufschlagung der Fleischstücke mit einem Wassernebel erfolgt vorteilhaft mittels eines Düsensystems. Dieses wird vorzugsweise periodisch aktiviert. Dabei können die Zeitintervalle, während derer das Düsensystem aktiviert ist, un- abhängig von den Heizintervallen gewählt werden. Dies fuhrt zu einer weiteren erheblichen Vereinfachung der Steuerung der gesamten Anlage.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1: Schematische Darstellung eines Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftauen von Fleischstücken in einem Auftauraum.
Figur 2: Vergrößerte Darstellung eines mit einer ersten und zweiten Messsonde präparierten, im Auftauraum gemäß Figur 1 gelagerten Probestückes.
Figur 3: Zeitdiagramme der Temperaturen in dem Probestück gemäß Figur 2 während des Auftauvorganges.
Figur 1 zeigt schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Auftauen von in Stücken 2 in einem Auftauraum 3 gelagerten, gefrorenen Fleischwaren.
Der Auftauraum 3 weist einen geschlossenen Innenraum auf, der über eine nicht dargestellte Tür zugänglich ist. In dem Auftauraum 3 werden auf mehreren Wa- gen 4 als Fleischstücke ausgebildete Stücke 2 gelagert. Prinzipiell können auch andere Fleischwaren im Auftauraum 3 gelagert werden.
Die Wagen 4 sind vorzugsweise von fahrbar gelagerten Gestellen 5 gebildet, die zu den Seiten hin offen sind. Die Auflagen 6 der Gestelle 5 sind vorzugsweise gitterförmig ausgebildet, so dass die einzelnen Stücke 2 auf dem Wagen 4 jeweils mit nahezu ihrer gesamten Oberfläche in Kontakt mit der Umgebungsluft des Auftauraumes 3 stehen. Die Wagen 4 sind derart im Auftauraum 3 aufgestellt, dass die Stücke 2 möglichst gleichmäßig im Auftaurauin 3 verteilt sind. Zudem sind die Stücke 2 selbst auf den Wagen 4 gleichmäßig verteilt, so dass diese in Abständen zueinander angeordnet sind.
In dem Auftauraum 3 ist eine Heizvorrichtung zu dessen Aufheizung vorgesehen. Die Heizvorrichtung besteht aus mehreren Heizkörpern 7. Die Heizkörper 7 befinden sich im Bereich des Bodens des Auftauraumes 3 und sind vorzugsweise gleichmäßig über die Fläche des Auftauraumes 3 verteilt.
Außerhalb des Auftauraumes 3 ist eine Steuereinheit 8 mit wenigstens einem Mikroprozessor 9 oder dergleichen vorgesehen. Die Steuereinheit 8 weist zu- dem zu deren Bedienung eine Benutzeroberfläche 10, wie beispielsweise ein Terminal auf. Über das Terminal können insbesondere von einer Bedienperson Steuerparameter in die Steuereinheit 8 eingegeben werden. Schließlich weist die Steuereinheit 8 eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der wesentlichen Kenngrößen des Auftauvorganges auf. Zweckmäßigerweise ist die Anzeigevorrich- tung als Bildschirmanzeige auf dem Terminal ausgebildet.
Von der Steuereinheit 8 fuhren nicht dargestellte Zuleitungen zu den einzelnen Heizkörpern 7. Die Zuleitungen sind dabei an ebenfalls nicht dargestellte Stellelemente, wie zum Beispiel Heizventile, angeschlossen. Damit kann die Heiz- Vorrichtung zentral von der Steuereinheit 8 gesteuert werden. In dem Auftauraum 3 ist ein Düsensystem vorgesehen, mittels dessen ein Wassernebel im Innenraum des Auftauraumes 3 erzeugt werden kann. Das Düsensystem umfasst mehrere an der Decke angeordnete Druckluftzerstäuberdüsen
11. Diese Druckluftzerstäuberdüsen 11 sind an eine nicht dargestellte Druck- lufteinheit und an eine ebenfalls nicht dargestellte Wasserversorgung angeschlossen. Mit den so angeordneten Druckluftzerstäuberdüsen 11 kann der gesamte Innenraum des Auftauraumes 3 mit einem Wassernebel versorgt werden.
Das Düsensystem ist über nicht dargestellte Zuleitungen mit der Steuereinheit 8 verbunden und kann somit von dieser gesteuert werden.
Zur Regelung des Auftauprozesses ist eines der im Auftauraum 3 gelagerten Stücke 2 mit einer ersten und einer zweiten Messsonde 12, 13 präpariert. Das so präparierte Stück 2 bildet ein Probestück, wobei dieses derart ausgewählt wird, dass dessen Größe wenigstens näherungsweise der mittleren Größe der Stücke 2 im Auftauraum 3 entspricht.
Figur 2 zeigt eine detaillierte, vergrößerte Darstellung des mit den Messsonden
12, 13 präparierten Probestückes 2. Die Messsonden 12, 13 weisen an ihrem unteren Ende jeweils einen Temperaturfühler 14, 15 auf. Die erste Messsonde
12 ist derart am Probestück 2 angebracht, dass der Temperaturfühler 14 im Zentrum des Probestückes 2 angeordnet ist, so dass mit der ersten Messsonde
12 die Kerntemperatur Tκ im Innern des Probestückes 2 gemessen werden kann. Der Temperaturfühler 15 der zweiten Messsonde 13 ist im Bereich der Oberfläche des Probestückes 2 angeordnet, so dass mit der zweiten Messsonde
13 die Oberflächentemperatur Ts des Probestückes 2 gemessen werden kann.
Schließlich befindet sich im Innern des Auftauraumes 3 wenigstens eine dritte nicht dargestellte Messsonde mit einem Temperaturfühler (14, 15), die zur Mes- sung der Temperatur im Innenraum dient. Die Messsonden 12, 13 sind über nicht dargestellte Zuleitungen an die Steuereinheit 8 angeschlossen. Die von den Messsonden 12, 13 ermittelten Temperaturwerte werden fortlaufend in die Steuereinheit 8 eingelesen und dort vorzugsweise abgespeichert.
Zu Beginn des Auftauvorganges befinden sich die vollständig gefrorenen Stücke 2 mit dem ebenfalls vollständig gefrorenen Probestück 2 im Auftauraum 3, in welchem anfangs eine Temperatur herrscht, die typischerweise unter 0° C hegt.
Zur Durchführung des Auftauvorganges wird in dem Auftauraum 3 mittels des Düsensystems ein Wassernebel erzeugt. Durch die Verwendung der an der Decke des Auftauraumes 3 angeordneten Druckluftzerstäuberdüsen 11 wird ein besonders feiner Wassernebel erzeugt, der gleichmäßig über den Auftauraum 3 verteilt ist. Zweckmäßigerweise kann das Düsensystem bereits vor Beginn des Auftauvorganges aktiviert werden, so dass bei Beginn des Auftauvorganges der Wassernebel im gesamten Auftauraum 3 gleichmäßig verteilt ist.
Da die Oberflächen der Stücke 2 gefroren sind, bilden sich durch den Wassernebel auf den gesamten Oberflächen dieser Stücke Eisschichten 16.
Während des Auftauvorganges wird das Düsensystem von der Steuereinheit 8 derart gesteuert, dass dieses in vorgegebenen Zeitintervallen aktiviert ist. Zweckmäßigerweise wird das Düsensystem über die Steuereinheit 8 periodisch aktiviert. Dabei sind aus Energiespargründen die Zeitintervalle, während derer das Düsensystem aktiviert ist, erheblich kürzer als die darauf folgenden Pausen.
Die Steuerung des Heizbetriebs zum Auftauen der Fleischstücke 2 erfolgt über die Steuereinheit 8 in Abhängigkeit der am Probestück 2 mittels der Messsonden 12, 13 ermittelten Temperaturmesswerte. Der Ablauf der Steuerung ist in Figur 3 schematisch dargestellt. In der Steuereinheit 8 ist ein Sollwert Ti für die Kerntemperatur TK abgespeichert, der das Ende des Auftauvorganges definiert. Der Sollwert Ti liegt typischerweise knapp unterhalb von 0°C und beträgt im vorliegenden Fall Ti = -0,5° C.
Der zeitliche Ablauf des Beheizungsvorgangs und damit des Auftauvorgangs ist durch Sollwerte T0, T11 der Oberflächentemperatur Ts des Probestückes definiert. Beide Sollwerte liegen in jedem Fall oberhalb des Sollwert Ti und bevorzugt oberhalb von 0° C. Der Sollwert T0 beträgt vorzugsweise 3° C. Der unter- halb von T0 liegende Sollwert Tu beträgt im vorliegenden Fall + 1° C.
Die Steuerung der Heizvorrichtung erfolgt wie im oberen Diagramm von Figur 3 dargestellt derart, dass die Heizvorrichtung während einer Folge von Heizintervallen mit einer konstanten Heizleistung P = P0, betrieben wird. Die Heizin- tervalle sind durch Ruheintervalle getrennt, innerhalb derer die Heizvorrichtung abgeschaltet ist.
Die Längen der Heizintervalle und der Ruheintervalle sind durch die Sollwerte T0, Tu der Oberflächentemperatur Ts bestimmt. Die Steuerung der Heizvorrich- tung über die Steuereinheit 8 erfolgt dabei derart, dass ein Heizintervall beendet wird, sobald die Oberflächentemperatur Ts auf den Sollwert T0 angestiegen ist. Das darauf folgende Ruheintervall wird beendet, sobald die Oberflächentemperatur vom Wert T0 ausgehend auf den Sollwert T11 abgesunken ist.
Das zweite Diagramm in Figur 3 zeigt den Temperaturverlauf von Ts, der die Heiz- und Ruheintervalle gemäß dem oberen Diagramm in Figur 3 vorgibt.
Zu Beginn des Auftauvorgangs (t = 0) liegen die Stücke gefroren auf dem Wagen 4. Insbesondere auch das Probestück 2 ist vollständig gefroren, so dass die Anfangswerte von Ts weit unterhalb von T11 und T0 liegen und die Kerntemperatur Tκ weit unterhalb des Sollwerts Ti liegt. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Raumtemperatur im Auftauraum 3 typischerweise unterhalb von 0° C.
Der Beginn des ersten Heizintervalls und damit der Beginn des Auftauvorgangs (t = tal) wird über die Steuereinheit 8 vorgegeben. Das erste Heizintervall wird bei t = tel beendet, da dann die Oberflächentemperatur auf den Wert T0 angestiegen ist. Da die Heizleistung konstant ist, wird ein linearer Anstieg von Ts erhalten.
Während des Heizintervalls wird die Oberfläche des Stückes 2 aufgetaut, wobei die Eisschicht 16 in das Innere des Probestückes 2 wandert, wodurch ein Austreten von Fleischsaft aus dem Probestück 2 und allen anderen Stücken 2 weitgehend vermieden wird. Durch die Beheizung des Probestückes 2 steigt auch die Kemtemperatur TK im wesentlichen linear an, wie aus dem unteren Dia- gramm in Figur 3 ersichtlich ist.
Das auf das erste Heizintervall folgende erste Ruheintervall wird bei t = ta2 beendet, da dann die Oberflächentemperatur auf den Wert Ts = T„ abgesunken ist. Da während des Ruheintervalls die Heizvorrichtung deaktiviert ist fällt die Oberflächentemperatur linear mit der Zeit ab. Ein Absinken der Oberflächentemperatur Ts wird insbesondere auch dann erhalten, wenn die Raumtemperatur oberhalb von Ts liegt. Der Grund hierfür liegt darin, dass sich in den Ruheintervallen durch die Wassernebel wieder Eisschichten 16 auf den Oberflächen des Probestücks und der Stücke 2 bilden. Durch die Aggregatumwandlung Wasser in Eis wird eine Abkühlung der Oberfläche der Stücke 2 erhalten. Durch die Bildung der Eisschicht 16 wird zudem dem Kern des Probestücks 2 oder eines Stückes 2 Kälte entzogen, so dass auch während des Ruheintervalls die Kerntemperatur TR linear mit der Zeit ansteigt, allerdings langsamer als dies während des Heizintervalls der Fall ist. Die Bildung der Eisschichten 16 auf den Stücken 2 während der Ruheintervalle verhindert ein unerwünschtes Austreten von Saft aus den Stücken 2. Der Wechsel zwischen Heinz- und Ruheintervallen wird wie in Figur 3 dargestellt laufend wiederholt, bis schließlich die Kerntemperatur TK den Sollwert T1 erreicht wodurch der Auftauvorgang beendet wird.
Da jeweils die Heizintervalle zu den Zeiten te2, tώ, ... beendet werden, wenn Ts den Sollwert T0 erreicht und die Ruheintervalle beendet werden, wenn Ts den Sollwert T11 erreicht, wird für jedes Heiz- und Ruheintervall eine Erhöhung der Kerntemperatur erhalten, die ein kontinuierliches Auftauen der Stücke 2 gewährleistet.
Durch diese Temperatursteuerung wird insbesondere automatisch erreicht, dass den Stücken 2 jeweils nur soviel Wärme zugeführt wird, wie für das Auftauen notwendig ist. Da dieser Energiebedarf mit fortlaufender Dauer des Auftau Vorganges immer geringer wird, nehmen wie aus Figur 3 ersichtlich, die Längen der Heizintervalle im Lauf der zeit ab, wogegen die Längen der Ruheintervalle zunehmen.
Die Raumtemperatur gleicht sich dabei an die Temperatur der sukzessive aufgetauten Stücke, die hierbei Kältereservoire bilden, an. Nach dem ersten Heizin- tervall ist der Auftauraum 3 auf Temperaturen von 30° C und höher aufgeheizt. Da nachfolgend die Heizintervalle immer kürzer werden, die Ruheintervalle jedoch immer länger, sinkt darauf folgend die Raumtemperaturen im Auftauraum 3 kontinuierlich ab, bis am Ende im Auftauraum 3 typischerweise die Temperaturen im Bereich von 5 - 8° C liegen, wobei diese abhängig von den jeweiligen Randbedingungen, insbesondere dem Befüllungsgrad des Auftauraumes 3 mit den Stücken 2 ist. Wesentlich hierbei ist, dass jedoch die Parameter der Stücke 2, insbesondere deren Oberflächen- und Kerntemperaturen unabhängig von diesen Parametern sind. Dabei hat sich gezeigt, dass die Endwerte der Temperaturparameter der Stücke 2 unabhängig vom Befüllungsgrad des Rau- mes 3 sind, solange dieser wenigstens 30 % beträgt. Greiner Maschinenbau GmbH 72644 Oberboihingen
Bezugszeichenliste
(1) Vorrichtung
(2) Stück
(3) Auftauraum (4) Wagen
(5) Gestell
(6) Auflage .
(7) Heizkörper
(8) Steuereinheit (9) Mikroprozessor
(10) Benutzeroberfläche
(11) Druckluftzerstäuberdüsen
(12) Messsonde
(13) Messsonde (14) Temperaturfühler
(15) Temperaturfühler
(16) Eisschicht

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Auftauen von in Stücken (2) in einem Auftauraum (3) gelagerten gefrorenen Fleischwaren, insbesondere Fleischstücken, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Messen der Kerntemperatur TK im Innern eines Probestückes und der
Oberflächentemperatur Ts des Probestückes,
Beaufschlagung der Fleischwaren mit einem Wassernebel,
Beheizen des Auftauraumes (3) während einer Folge von Heizintervallen, welche durch Ruheintervalle getrennt sind, wobei über eine Steuereinheit (8) ein Heizintervall beendet wird, sobald die Oberflächentemperatur Ts auf einen ersten Sollwert T0 angestiegen ist und wobei ein auf ein Heizintervall folgendes Ruheintervall beendet wird, sobald die Oberflächentemperatur auf einen zweiten Sollwert Tu abgesunken ist,
- Beenden des Auftauvorganges in Abhängigkeit der gemessenen Kerntemperatur TR.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftauvorgang beendet wird, sobald die Kerntemperatur Tκ auf einen Sollwert Ti angestiegen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sollwert Tu oberhalb des Sollwerts Tf liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollwert To und der zweite Sollwert Tu jeweils oberhalb von 0° C liegen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollwert To zumindest näherungsweise + 3° C beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sollwert Tu zumindest näherungsweise + 10 C beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert Ti zumindest näherungsweise - 0,5° C beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung zur Aufheizung des Auftauraumes (3) während der Heizintervalle konstant ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung der Fleischwaren mit einem Wassernebel ein Düsensystem eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsensystem in einem periodischen Zeitpunkt aktiviert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftauraum (3) mit einem Befüllungsgrad größer als 30 % mit
Fleischwaren befüllt wird.
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