HEINZ, Volker (Am Tannenwald 9, Quakenbrück, 49610, DE)
TÖPFL, Stefan (Laischaftsstr. 18, Osnabrück, 49080, DE)
HUKELMANN, Bernhard (Fasanenweg 2, Quakenbrück, 49610, DE)
DEUTSCHES INSTITUT FÜR LEBENSMITTELTECHNIK E.V. (Prof.-von-Klitzing-Str. 7, Quakenbrück, 49610, DE)
KORTSCHACK, Fritz (Katzwanger Steig 36a, Berlin, 14089, DE)
HEINZ, Volker (Am Tannenwald 9, Quakenbrück, 49610, DE)
TÖPFL, Stefan (Laischaftsstr. 18, Osnabrück, 49080, DE)
HUKELMANN, Bernhard (Fasanenweg 2, Quakenbrück, 49610, DE)
| Ansprüche 1. Verfahren zum bevorzugt kontinuierlichen Verpacken von Produkten, insbesondere Lebensmitteln mit oder ohne bereits stabilisierter Eigenform wie Fleisch- und Wurstwaren, Wurstbrät oder dergleichen Produkte durch allseitiges Umhüllen mit ein- oder mehrschichtigen, vom Band zuführbaren Folien, dadurch gekennzeichnet, dass - flexible, ohne Wärmeeinwirkung verformbare, selbstrückstellende Folien als Unter- und/oder Oberfolie eingesetzt werden, wobei mindestens eine der Folien durch Druckeinwirkung temporär verformt wird, um eine Mulde zur Produktaufnahme auszubilden, - das jeweilige Produkt portioniert in die Mulde eingebracht und dort fixiert wird, wobei das Fixieren durch die zugehörige Ober- oder Deckelfolie erfolgt, - mit dem Aufheben der Druckeinwirkung die jeweilige Folie ihren Rückstellvorgang ausübt und hierbei das Produkt mindestens teilweise umschließt, derart, dass unerwünschte Lufteinschlüsse entfernt werden sowie anschließend eine Versiegelung zwischen Ober- und Unterfolie vorgenommen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfolie zum Zweck der Entlüftung in einem ersten Schritt durch Heftung und in einem zweiten Schritt vollständig und dicht mit der Unterfolie verbunden wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während des Entlüftungsvorgangs ein Spül- und/oder Füllvorgang mit einem Schutzgas erfolgt. 4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinwirkung durch Erzeugen eines Unterdrucks an die Außenseite der Unterfolie realisiert wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckerzeugung durch eine gezielte Druckgaszuführung auf die Innenseite der Folie und damit die Formbildung unterstützt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spül- und/oder Füllvorgang durch Anlegen eines Vakuums im Bereich der temporären Verformung beschleunigt wird. 7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an oder in einer der eingesetzten Folien Mittel zur direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung der in der temporären Verformung aufgenommenen Produkte vorhanden sein. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Verformung jeweils befindlichen Produkte widerstandserhitzt und/oder hochfrequenzerhitzt werden, wobei der Schritt der Erhitzung sowohl unmittelbar nach der Verpackung als auch vor der späteren Produktentnahme durchführbar ist. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung eine Stützform eingesetzt wird. 10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die temporäre Verformung zur Muldenbildung durch bezogen auf das Folienband mitlaufende Unterdruckformen realisiert wird. 11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Ober- und/oder Deckelfolie aus einem flexiblen, insbesondere einem der Unterfolge analogen oder ähnlichen Material besteht. 12. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erwärmung Kontakte im Bereich der Siegelnaht umfassen. |
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bevorzugt kontinuierlichen Verpacken von Produkten, insbesondere Lebensmittel, mit oder ohne bereits stabilisierter Eigenform wie Fleisch- und Wurstwaren, Wurstbrät oder dergleichen Produkte durch allseitiges Umhüllen mit einer ein- oder mehrschichtigen, vom Band zuführbaren Folie gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der WO 2005/099465 AI ist, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, gleichzeitigem Portionieren und Formen sowie Haltbarmachen von Lebensmitteln wie Fleisch- und Wurstwaren oder dergleichen Produkte vorbekannt.
Gemäß der dortigen Lehre erfolgt zunächst ein Verdichten des Produkts zwischen zwei formgebenden, mindestens teilweise strukturierten Platten.
Danach wird ein Trennen des Produkts in Formabschnitte vorgenommen, und zwar durch mechanisches Inkontaktkommen entsprechender Bereiche der formgebenden Platten. Im Anschluss erfolgt ein gezieltes, dosiertes Erhitzen des Produkts, vorzugsweise über die formgebenden Platten zur Ausbildung einer einen verringerten a w -Wert aufweisenden Eigenhaut auf der Oberfläche des Produkts, welche sowohl produktformstabilisierende als auch
keimreduzierende Eigenschaften aufweist. Im Anschluss wird das Produkt in Hüllen verpackt, wobei eine gleichzeitige Keimreduzierung des Hüll- oder Darmmaterials durch Hitzeeinwirkung erfolgt.
Aus der DE 19807794 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung und zur
Formgebung von Lebensmitteln, wie z. B. Fleisch- und Wurstwaren vorbekannt, wobei die Lebensmittel zum Schutz gegen Rekontamination vor der
endgültigen Haltbarmachung mit Folien umhüllt werden.
Bei dem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Würsten gemäß US 6,135,869 kommen Ober- und Unterfolien zum Einsatz, die einer Vorformung unterliegen. Die Formgebung erfolgt durch strukturierte Walzen.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Schinkenprodukten nach DE 19859830 AI wird von einer einseitig offenen Form ausgegangen, d.h. von einer Form, die aus einem endseitig verschlossenen, oben offenen und mit gerundetem Boden versehenen Trog besteht. Nach dem Auffüllen der Form durch
Aufpressen von gespritzten und massierten Fleischstücken wird die gefüllte Form mit einem auf der Füllmasse aufliegenden Deckel abgedeckt und es erfolgt ein Vakuumieren. Nach Rückkehr zu normalen Druckbedingungen wird ein Garen der Füllmasse vorgenommen mit dem anschließenden Ausformen des entsprechend gegarten Schinkenprodukts.
Bekannt sind darüber hinaus Tiefziehtechniken, auch unter Verwendung von Tiefziehfolien. Diese Folien bestehen üblicherweise aus mehreren Schichten. Eine von einer Rolle abgespulte Unterfolie wird erwärmt und geformt. Die geformten Packungen werden dann weiter transportiert und im Einlegebereich befüllt. Eine ebenfalls von der Rolle abgespulte Oberfolie dient dann der Versiegelung der geformten und befüllten Verpackungen. In der Siegelstation wird die Packung vakuumiert und gegebenenfalls durch modifizierte
Atmosphäre ausgetauscht. Hitze und Druck versiegeln die Ober- mit der Unterfolie. Nach dem Längs- und Querschneiden der Packung stehen die fertigen Packungen zum Abtransport bereit.
Den zitierten Verfahren des Standes der Technik ist der Nachteil gemein, dass das Ausformen der Verpackungen mit anschließendem Befüllen nur diskontinuierlich, d.h. taktweise möglich ist mit der Folge einer reduzierten
Produktivität.
Das Einfüllen von z.B. Wurstbrät in vorgeformte Verpackungen hat darüber hinaus den Nachteil, dass eine vollständige Füllung mit dem Ziel des
Vermeidens von Lufteinschlüssen zeitaufwendig ist und damit ebenfalls
Einschränkungen in der Produktivität gegeben sind.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zum bevorzugt kontinuierlichen Verpacken von Produkten, insbesondere Lebensmitteln mit oder ohne bereits stabilisierter Eigenform wie Fleisch- und Wurstwaren, Wurstbrät oder dergleichen Produkte anzugeben, welches unerwünschte Lufteinschlüsse vermeidet und das bei seiner
Anwendung eine hohe Produktivität ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Verfahren gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens
zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen. Es wird demnach beim Verfahren zum bevorzugt kontinuierlichen Verpacken von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, mit oder ohne bereits
stabilisierter Eigenform, wie Fleisch- und Wurstwaren, Wurstbrät oder dergleichen Produkte ausgegangen, das von einem allseitigen Umhüllen mit ein- oder mehrschichtigen, vom Band zuführbaren Folien getragen ist.
Demnach wird erfindungsgemäß eine flexible, ohne Wärmeeinwirkung
verformbare, selbstrückstellende Folie bevorzugt als Unterfolie eingesetzt, wobei bevorzugt die Unterfolie durch Druckeinwirkung temporär verformt wird, um eine Mulde zur Produktaufnahme auszubilden.
Diese Folie wird beispielsweise in einer Dicke von 20-300μιτι, bevorzugt 50- 150pm, zur Verfügung gestellt, wobei das Rückstellverhalten der Folie dadurch gekennzeichnet ist, dass sich nach Dehnung um wenigstens 100% eine bleibende Deformation von 60% und weniger einstellt. Geeignete Rohstoffe zur Herstellung einer solchen Folie finden sich in den Gruppen der Styrolblock- copolymere wie z.B. Styrol-Butadien-Styrol-Coplymer (SBS), Styrol-Isopren- Styrol-Block-Coplymer (SIS), Styrol-Ethylen-Buten-Coplymer (SEBS), sonstigen thermoplastischen Styrolelastomeren (TPE-S), elastischem Polyolefin- Coplymer, thermoplastischen Polyolefinelastomeren (TPE-O), thermoplstischen Polyurethanelastomeren (TPE-U), thermoplstischen Polyamidelastomeren (TPE- A), thermoplastischen Polyesterelastomeren (TPE-E) oder einer Mischung dieser Polymere. Eine solche Folie kann sowohl als Monofolie als auch als Mehrschicht- oder Coextrusionsfolie ausgebildet sein.
In geeigneten Weiterbildungen können neben den Rückstelleigenschaften auch weitergehende Eigenschaften integriert werden wie z.B. Barriereeigenschaften gegenüber Gasen, Dämpfen oder Aromen. Geeignete Rohstoffe hierfür sind z.B. Polyamide, Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylchlorid (PVC),
Polyvinylidenchlorid (PVdC) oder vergleichbare Substanzen, die idealerweise in eine Schicht der oben beschriebenen Mehrschicht- oder Coextrusionsfolien eingebracht werden. Die gleichen oder ähnliche Folieneigenschaften kann auch die Oberfolie aufweisen, auch diese Folie kann temporär verformt werden.
Das jeweilige Produkt wird dann gegebenenfalls portioniert in die Mulde eingebracht und dort fixiert, wobei das Fixieren durch eine Ober- oder
Deckelfolie, gegebenenfalls unterstützt durch einen Niederhalter erfolgt. Mit dem Aufheben der Druckeinwirkung übt dann die flexible Folie ihren Rückstellvorgang aus und umschließt hierbei das Produkt mindestens teilweise derart, dass unerwünschte Lufteinschlüsse entfernt werden. Anschließend erfolgt eine Versiegelung zwischen Ober- und Unterfolie. Bei der vorstehenden Erläuterung wird davon ausgegangen, dass zumindest die Unterfolie
selbstrückstellende Eigenschaften aufweist. Selbstverständlich kann in quasi kinematischer Umkehr auch die Oberfolie oder Unter- und Oberfolie derartige selbstrückstellende Eigenschaften besitzen.
Das Rücksteilen kann durch das Anlegen eines Vakuums unterstützt werden.
Die Deck- bzw. Oberfolie kann zum Zweck der Entlüftung in einem ersten Schritt durch Heftung und in einem zweiten Schritt vollständig und dicht mit der Unterfolie verbunden werden. Die Oberfolie und/oder Unterfolie kann bei einer Ausführungsform eine Perforation besitzen.
Nach oder während des Entlüftungsvorgangs kann ein Spül- und/oder
Füllvorgang mit einem Schutzgas erfolgen.
Die Druckeinwirkung zur temporären Verformung, um die Mulde zur Produktaufnahme zu schaffen, erfolgt bevorzugt durch Erzeugen eines Unterdrucks an die Unterseite der Unterfolie, es ist jedoch auch möglich, analog zu der vorhergehenden Beschreibung und/oder ausschließlich eine Verformung der Oberfolie zu bewerkstelligen.
Die Unterdruckerzeugung kann durch eine gezielte Druckgaszuführung auf die dem Produkt zugewandten Seite der Folie unterstützt werden, sodass sich eine verbesserte Formbildung ergibt.
Der Spül- und/oder Füllvorgang kann durch Anlegen eines Vakuums im
Folienaußenbereich der temporären Verformung beschleunigt werden.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird davon ausgegangen, dass das zu verpackende Produkt auf einer relativ starren Platte, Tray oder einem Träger abgelegt und durch eine ohne Wärmeeinwirkung verformbare, selbstrückstellende Folie, die in diesem Fall als Oberfolie anzusehen ist, umhüllt wird. Die Obefolie kann analog zum bereits benannten Verschweißen von Ober- und Unterfolien, vollständig und dicht mit der starren Platte, Tray oder einem Träger verbunden werden. Dabei kann der Umhüllvorgang durch Unterdruckeinwirkung optimiert werden. Auch ist der Umhüllvorgang unter Schutzgasatmosphäre realisierbar.
Aus Vorstehendem wird deutlich, dass nicht zwingend allein die Unterfolie durch Druckeinwirkung temporär zu verformen ist, sondern dass ebenso bei einer festen oder starren Unterfolie oder einem sogenannten Tray eine verformbare, selbstrückstellende Oberfolie oder Deckelfolie zur Anwendung kommen kann.
Zur direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung der in der temporären Verformung aufgenommenen Produkte weist mindestens eine der eingesetzten Folien geeignete Mittel auf. Diese Mittel können von den Folien umschlossene Außenkontakte sein.
Die Möglichkeit der direkten oder indirekten elektrischen Erwärmung in einer Verpackung, einem Darm oder dergleichen Mittel aufgenommenen Produkte kann unabhängig von der hier beschriebenen Verwendung einer speziellen selbst zurückstellenden Folie genutzt werden. So ist beispielsweise denkbar, für das Erwärmen und Pasteurisieren von Aufschnitt metallische Kappen vorzusehen, die das betreffene Produkte kontaktieren und eine Stromleitung und Erwärmung durch das Produktvolumen hindurch realisieren. Eine Erhitzung des entsprechenden Produkts und zu behandelnden Gutes kann auch durch durchgängige, z.B. streifenförmige Kontakte, die in der Verpackung befindlich sind oder entlang einer Siegelnaht verlaufen, erfolgen.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind auf bzw. in mindestens einer der Folien Kontakte vorhanden, die stromleitend sind, und einen direkten
elektrischen Kontakt zum Produkt schaffen, um die gewünschte Erwärmung durchzuführen. Auch das Vorsehen von Festkontakten zur gezielten Erwärmung oder zum Pasteurisieren auf elektrischer Basis liegt im Sinne der Erfindung.
Die in der Verformung jeweils befindlichen Produkte können widerstandserhitzt und/oder hochfrequenzerhitzt werden, wobei der Schritt der Erhitzung sowohl unmittelbar nach der Verpackung als auch vor der späteren Produktentnahme, d.h. beim Verbraucher durchführbar ist. Dadurch, dass bereits bei der Verpackung eine flexible Folie verwendet wird, ist eine Ausdehnung des
Produkts bei der Erwärmung vor dem Verbrauch bzw. dem Verzehr
unproblematisch.
Während der Wärmebehandlung kann eine Stützform eingesetzt werden.
Die temporäre Verformung zur Muldenbildung wird durch bezogen auf das Unterfolienband mitlaufende Unterdruckformen realisiert.
Es liegt im Sinne der Erfindung, eine kontinuierliche, aktive Absaugung von Lufteinschlüssen aus den befüllten Packungen unmittelbar vor deren
Verschließen oder der Wiederbefüllung mit einem Schutzgas durchzuführen.
Diese Absaugung kann über die im Siegelbereich perforierte Folie der bis dahin nur gehefteten Folien oder aber auch über Absaugöffnungen in einer
Abdeckplatte bzw. Abdeckvorrichtung vorgenommen werden. Die Abdeckvorrichtung ist hierbei so ausgebildet, dass die Folien an ihr entlang gleiten können, ohne dass eine Beschädigung des Folienmaterials gegeben ist.
Damit ein Verzug der Folien während des Gleitens unterhalb der vorerwähnten Abeckvorrichtung mit Absaugung verhindert wird, besteht die Möglichkeit, die Folienränder der befüllten Mulden durch eine umlaufend ansaugende
Unterdruckeinrichtung zu fixieren.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels wie nachstehend beschrieben näher erläutert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt eine flexible Folie zum Einsatz, die ohne Wärmeeinfluss eine hohe Dehnfähigkeit aufweist und über hohe Rückstellkräfte verfügt.
Dieses Folienmaterial lässt sich durch Druck bzw. Unterdruck ähnlich einer Membran verformen, wobei die Verformung sich wieder rückstellt, d.h.
aufgehoben wird, sobald die Einwirkkraft entfällt.
Wenn durch Unterdruck eine Ausmuldung in dem Folienmaterial erzeugt wurde, wird das zugeführte Produkt in diese Mulde verbracht. Die Folie schmiegt sich nach Aufhebung des Unterdrucks an das zu verpackende Gut an, wobei hier das in der Mulde befindliche Gut durch Druck, z.B. durch eine verbundene Oberfolie und/oder einen oberhalb der Oberfolie angebrachten Niederhalter in der Ausformung gehalten wird.
Leichtes Packgut wie z.B. pastöse Massen, nicht oder nur gering gegarte Brühwurst oder Bratwurst kann in der ausgeformten Unterfolie durch eine Deckfolie gehalten werden. Unerwünscht eingeschlossene Luft kann durch Perforationslöcher oder Perforationsschlitze, die sich z.B. in dem Siegelbereich der Folie befinden, entweichen, wobei hier die Oberfolie in einem ersten Siegelvorgang zunächst einer Heftung bezogen auf die Unterfolie unterliegt und hierbei noch nicht alle Öffnungen im Bereich der Siegelzone endgültig verschlossen sind.
Durch die Rückstellkraft der Unter-/Oberfolie wird das eingefüllte Gut in der Packung gleichmäßig verteilt und es erfolgt ein Herausdrücken von
Lufteinschlüssen.
Ebenfalls ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel möglich, die Entfernung der Lufteinschlüsse durch aktives Absaugen über die Perforationsöffnungen zu unterstützen. Jeweils ist sinnvoll, das Vakuum, welches die ursprüngliche Mulde zur Aufnahme des Packguts erzeugt hat, während dieses Schritts der Entfernung von Lufteinschlüssen aufzuheben. In einer anschließenden
Komplettsiegelung werden alle noch vorhandenen Öffnungen dauerhaft verschlossen.
Waren, die in einer möglichst sauerstoffarmen Umgebung aufzubewahren sind, werden vor der Siegelung durch aktives Absaugen und gegebenenfalls
Einbringen eines sauerstofffreien Füllgases präpariert.
Bei einer Variante der Verfahrensführung erfolgt die Absaugung zielgerichtet unmittelbar vor dem Siegelvorgang der Ober- mit der Unterfolie, d.h. nicht über die im Siegelbereich perforierte Folie.
Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, Packungen zu erstellen, die zur Haltbarkeitsverlängerung des Packguts oder aber auch zur Packungsgestaltung ein Gaspolster aufweisen. Hierfür wird unmittelbar vor dem Versiegeln ein Gas in die Packung eingebracht, wobei es zweckmäßig ist, parallel mit dem
Einströmen dieses Gases erneut Unterdruck an die Unterfolie anzulegen.
Beispielhaft zeigen die Fig. 1 und 2 das mechanische Verhalten aus einer Hysteresemessung des bevorzugt eingesetzten Folienmaterials.
Produkte, die durch Hochdruck oder Wärmeeinwirkung haltbar gemacht werden, können in der verschlossenen Packung weiterbehandelt werden, da durch die flexiblen Eigenschaften der Folie eine Ausdehnung oder
Komprimierung, insbesondere bei einer Hochdruckbehandlung des Produkts bei der Behandlung ohne Beschädigung des Folienmaterials erfolgen kann.
Eine Wärmebehandlung der Produkte kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes oder durch Bestromung erfolgen, wobei hierfür die Folien eine
leitfähige Beschichtung mit entsprechenden Kontaktbereichen aufweisen. Auch besteht die Möglichkeit, leitfähige Materialien in die Siegelnaht der Packung einzubetten. Vorhandene Kontakte können auch zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden, um den Verpackungsinhalt vor dem Verzehr zu erwärmen.
Die vorgestellte Verpackungstechnik hat den Vorteil, dass keine getakteten Prozesse erforderlich sind, da alle Arbeitsschritte kontinuierlich ausgeführt werden.
Durch eine permanente Siegelung, mitlaufenden Unterdruckformen zur
Erzeugung der Mulden zur Aufnahme des Produkts und die Zuführung der Oberfolie kann quasi parallel mit der Ausformung die Befüllung mit dem zu verpackenden Produkt vorgenommen werden.
Nach Abschluss des Verpackungsvorgangs erfolgt ein an sich bekanntes
Vereinzeln der Packungen, gegebenenfalls verbunden mit einem Etikettieren oder das Verbringen in einen Versandkarton oder dergleichen.
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