Gebiet der Erfindune Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Haltbarmachen von Nahrungsmitteln gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik auf dem Gebiet von Verfahren zum Haltbarmachen von Lebensmitteln ist gemäss der EP 1 845 807 Al ein Verfahren bekannt bei welchem die Lebensmittel in einer Transport- und Verkaufsverpackung mit Mikrowellen erhitzt wer den. Die Verpackung besitzt eine Entlüftungsöffnung. Die Erhitzung ist solange vorzu nehmen bis in der Verpackung gebildeter Dampf aus der Entlüftungsöffnung entweicht, wodurch die Lebensmittel pasteurisiert werden. Im Anschluss wird eine Kanüle in die Verpackung gestochen und durch die Kanüle wird ein Gas in die Verpackung injiziert. Dadurch wird verhindert, dass ein Druckabfall entsteht, welcher die Verpackung und dementsprechend auch die darin befindlichen Lebensmittel deformiert. Um den Pasteu risierungseffekt nicht zu verlieren wird zur Injektion ein Schutzgas verwendet, welches den in der Verpackung vorhandenen Sauerstoff und Wasserdampf durch die Entlüf- tungsöffnung aktiv verdrängt.

Als Nachteil hat sich bei diesem Verfahren herausgestellt, dass durch den zwangsläufig geringen Durchmesser der Kanüle ein geringer Volumenfluss an Schutzgas erreichbar ist. Dadurch dauert es bis zu 20 Sekunden bis der Innenraum der Verpackung mit Schutzgas geflutet ist. Auch kann durch die Verwendung einer Kanüle nicht sicher ge- stellt werden, dass alle in dem Innenraum vorhandenen Toträume zuverlässig von Sau erstoff befreit werden und mit dem injizierten Gas gespült werden.

Ein weiteres Problem bei dem Verfahren ist, dass die Kanüle in das zu verpackende Pro dukt einstechen kann und das Produkt an der Kanüle haften bleibt. Dadurch können Reste von Produkt an der Nadel hängen bleiben und zum nächsten Produkt übertragen werden. Auch kann die Öffnung der Kanüle durch leichte, aufwirbelnde Partikel, zum Beispiel gehackte Kräuter, verstopft werden. Aufeabe der Erfindune

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die Aufgabe das bekannte Verfahren zu verbessern. Insbesondere ist es Ziel der vorliegenden Erfindung ein rascheres und gleichzeitig zuverlässigeres Verfahren zum Haltbarmachen von Le bensmitteln vorzuschlagen.

Beschreibune

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem Verfahren zum Haltbarmachen von Nahrungsmitteln durch die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 an geführten Merkmale. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Die Erfindung zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass das Verfahren zum Haltbar machen von Nahrungsmitteln in einem Behälter mit einer Entlüftungsöffnung, in wel- ehern das Lebensmittel verpackt und verkauft wird, folgende Verfahrensschritte um fasst:

Das Abfüllen von feuchten Lebensmitteln, welche vorgekocht oder roh sein kön nen, das Dampfgaren und Pasteurisieren der Lebensmittel mit Mikrowelle, wobei der entstehende Wasserdampf durch die Entlüftungsöffnung entweicht, das Aufbringen eines Unter druckes auf den Behälter in einer Vakuumkammer zur wenigstens teilweisen Entfernung des Wasserdampfes und die Aufhebung des Unterdrucks indem ein Schutzgas aus einem Vorratsbehälter in die Vakuumkammer und in den Behälter durch die Entlüftungsöffnung ge saugt wird.

Durch das Aufbringen eines Unterdruckes auf den Behälter kann der Wasserdampf und auch die neben dem Wasserdampf vorhandene Restatmosphäre aus dem Behälter zu mindest teilweise entfernt werden, ohne dass irgendein Gegenstand in den Behälter ein geführt wird. Ein zusätzlicher Gegenstand stellt in der Nahrungsmittelindustrie stets eine potentielle Quelle für Verunreinigungen dar. Da die Sterilität in der Nahrungsmit telindustrie von grosser Wichtigkeit ist, gilt es jeden unnötigen Kontakt eines Gegen standes mit dem Nahrungsmittel oder diesen aufbewahrenden Behälter zu meiden. Das Schutzgas wird in den Behälter durch einen Sog hineingesaugt. Der Sog wiederum ist das Ergebnis eines Unterdruckes, welcher mithilfe einer Vakuumpumpe erzeugt wird. Als Resultat dieses Verfahrens enthält der Behälter Schutzgas ohne mit einem fremden Körper in Kontakt gekommen zu sein. Die Verwendung von Mikrowellen für das Dampfgaren und Pasteurisieren ermöglicht wiederum kurze Prozesszeiten zu erreichen, was zu einem grossen Vorteil in der industriellen Abfertigung und der sensorischen Qualität führt. Bevorzugt ist es, wenn das Verfahren vollautomatisiert ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Verfahren in einem manuellen System (Standmikrowellengeräte und Vakuummaschine) oder einem halbautomatischen System durchzuführen. Im Rah men dieser Patentanmeldung ist unter einem Behälter eine für Lebensmittel geeignete Verpackung zu verstehen, welche auch wiederverschliessbar sein kann. Die Verpackung kann nicht abschliessend eine Schale, ein Beutel oder ein Teller mit einer entsprechenden

Abdeckung sein.

Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn die Vakuumkammer während des Auf- bringens des Unterdruckes und der Aufhebung des Unterdruckes gekühlt wird. Damit wird die Dampf-Entwicklung aus dem Produkt reduziert. Zweckmässigerweise wird das Schutzgas in die Vakuumkammer gesaugt, indem nach Erreichen eines Soll-Unterdrucks bzw. dem Austritt einer Soll-Dampfmenge die Vaku umpumpe der Vakuumkammer ausgeschaltet wird und ein Ventil in der Versorgungs leitung zwischen dem Vorratsbehälter und der Vakuumkammer geöffnet wird. Die Ein führung von Schutzgas in die Vakuumkammer bei Vorliegen eines Unter druckes führt zu einer schnellen und gleichmässigen Ausbreitung des Schutzgases in der Vakuum kammer. Um eine industrielle Automation zu ermöglichen, müssen Standartwerte ein geführt werden, welche als Parameter für die Steuerung herangezogen werden können. So kann aufgrund der ausgetretenen Dampfmenge auf einen Unterdrück geschlossen werden. Dieser wiederum dient als Parameter für das Abschalten der Vakuumpumpe und dem Öffnen des Ventils des Vorratsbehälters. Die Steuerung des Venüls des Vor ratsbehälters kann in Abhängigkeit des Zustandes der Vakuumpumpe geregelt werden. Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass der Soll-Unterdruck zwi schen 200 und 800 mbar und besonders bevorzugt zwischen 300 und 700 mbar liegt.

Auch wenn in der Vakuumkammer ein Unterdrück herrscht, wird ausserhalb der Vaku umkammer der atmosphärische Umgebungsdruck herrschen. Um das Fördern des Be- hälters aus der Vakuumkammer so einfach wie möglich zu gestalten, muss der Druck unterschied nach abgeschlossenem Durchgang des Verfahrens so klein wie möglich sein. So erfolgt in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens das Fluten der Vakuumkammer mit Schutzgas bis zum Umgebungsdruck. Durch das Nicht-Über schreiten des Umgebungsdruckes kann auch auf kostspielige Sicherheitsvorkehrungen für die Installation der Feitungen und des Vorratsbehälters verzichtet werden.

Vorzugsweise benötigt das Fluten der Vakuumkammer eine Zeit zwischen 1 und 30 Se kunden und bevorzugt zwischen 2 und 10 Sekunden.

Nachdem der Wasserdampf aus dem Behälter gefördert und das Schutzgas in den Be hälter gesaugt wurde, gilt es den Rückfluss in beide Richtungen zu verhindern. Dies wird durch das Anbringen eines Klebeetiketts erreicht. Bevorzugt wird die Entlüftungs öffnung mit einem Klebeetikett verschlossen.

In einer zweckdienlichen Ausführung des Verfahrens ist eine Etikettiervorrichtung zum Anbringen des Klebeetiketts in der Vakuumkammer angeordnet. Dies ermöglicht auf grund des kurzen Weges der Etikettiervorrichtungzum Behälter das schnelle Anbringen des Klebeetiketts.

In einer anderen bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist eine Etikettier _V orrichtung zum Anbringen des Klebeetiketts ausserhalb der Vakuumkammer angeordnet. Die Eti kettiervorrichtung ausserhalb der Vakuumkammer bringt den Vorteil mit sich, dass die Etikettier vorrichtimg nicht den Druckschwankungen in der Vakuumkammer ausgesetzt ist und deshalb eine einfache Konstruktion aufweisen kann. Beim Ausgang aus der Va kuumkammer kann eine Druckschleuse vorgesehen sein, damit der Unterdrück in der Vakuumkammer nicht verloren geht. Die Etikettier _V orrichtung kann auch in dieser Druckschleuse angeordnet sein.

Bevorzugt ist der Behälter eine Schale, auf welche eine Deckfolie aufgesiegelt wird, nach- dem die Schale mit Lebensmitteln befüllt wurde. Die Schale weist eine Form auf, welche sich sowohl für das Aufnehmen eines grossen Volumens als auch durch die Möglichkeit des Ineinander-Stapelns für das Lagern eignet. Die Schale kann unterschiedlich gestaltet sein und mehrere Kammern, beispielsweise 2 oder 3 Kammern, haben. Die Kammern können bei dem vorliegenden Verfahren untereinander offen sein und müssen durch das Aufschweissen der Deckelfolie am Trennsteg der Kammern nicht voneinander ge- trennt werden. Im Gegensatz dazu muss bei der Verwendung einer Kanüle, jede Kam mer separat begast werden, um eine ausreichende Spülung jeder Kammer mit Schutzgas zu erzielen. Es können auch unterschiedliche Verpackungsmaterialien, die für den Ein satz in der Mikrowelle geeignet sind, verwendet werden. Die Möglichkeit unterschied liche Schalen verwenden zu können, erleichtert die technische Umsetzung des vorlie- genden Verfahrens.

Die Entlüftungsöffnung kann auf unterschiedliche Weise an der Deckelfolie angebracht werden. Bevorzugt wird die Entlüftungsöffnung in die Deckelfolie geschmolzen oder in Gestalt eines Schnittes geschnitten. Der Schnitt kann zum Beispiel in Gestalt eines Kreuz schnittes oder halbmondförmig realisiert sein. Vorstellbar ist aber auch, dass die Öff- nung gestanzt oder durch Laserperforaüon hergestellt wird. Die Entlüftungsvorrich tung kann auch eine mechanische Vorrichtung, beispielsweise ein Ventil, sein.

Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn die Deckelfolie eine erste dem Behälter zugewandte Schicht und eine zweite dem Behälter abgewandte Schicht aufweist, wobei die zweite Schicht aus Polypropylen besteht. Dies ermöglicht die Einhaltung von Verpa- ckungsverordnungen für recyclingfähige Verpackungen.

In der bevorzugten Ausführungsform, in welcher die Deckelfolie zwei Schichten auf weist, ist die erste Schicht ein CPP (gerecktes Polypropylen) und die zweite Schicht ein OPP (gestrecktes Polypropylen).

Zweckmässigerweise wird die Versiegelung der Deckelfolie mit der Schale mit einer Sie- geltemperatur zwischen 160 °C und 180 °C und bevorzugt zischen 165 °C und 175 °C versiegelt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Schicht ein PET (Po- lyethylenterephthalat) oder ein PA (Polyamid). Denkbar ist auch die Verwendung von Verpackungsmaterialien aus CPET/PET oder folienbeschichteten Kartonverpackungen für die zweite Schicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Versiegelung der Deckelfolie mit der Schale mit einer Siegeltemperatur zwischen 180 °C und 210 °C und bevorzugt zischen 190 °C und 200 °C versiegelt.

Bevorzugt wird als Schutzgas N2 oder C02 oder eine Mischung aus N2 und C02 ver- wendet. Vorstellbar ist auch, dass Argon als Schutzgas verwendet wird.

Zweckmässigerweise erfolgt die Erhitzung durch Mikrowellen in einem Mikrowellen tunnel. Damit wird zugleich die Bedingung für die industrielle Verwendung erfüllt. Denn das Erhitzen des Behälters in einem Mikrowellentunnel ermöglicht eine fortwäh rende Förderung von Behältern auf einer Transportvorrichtung. Der Mikrowellentunnel ist bevorzugt derart gestaltet, dass er durch individuelle Regelung die produktspezifi schen Koch- und Pasteurisationseigenschaften hinsichtlich der thermischen Bedürfnisse erfüllt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der Behälter auf einer Transportvor- richtung durch den Mikrowellentunnel und die Vakuumkammer bewegt. Nach dem Verschliessen der Entlüftungsöffnung durchläuft der Behälter bevorzugt ein Kühlsystem mit einer Kühltemperatur zwischen -15 °C und -5 °C.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Entlüftungsöffnung eine Ausdehnung von 1 bis 30 mm und besonders bevorzugt von 5 bis 12 mm auf. Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ei nes Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:

Figur 1: eine Aufsicht eines Behälters mit einer Entlüftungsöffnung; Figur 2: eine Seitenansicht des Behälters aus Figur 1 und Figur 3: eine Darstellung des Ablaufs eines erfindungsmässigen Verfahrens. Detaillierte Beschreibune der Figuren

In Figur 1 ist ein Behälter 11 gezeigt, welcher der Aufnahme von Nahrungsmitteln die nen soll. Dies stellt eine Ausführung eines Behälters 11 dar, wie er im erfindungsgemäs- sen Verfahren zur Verwendung kommt. Wie in der Figur 1 und 2 gezeigt, kann der Be hälter auch 3 Kammern 12a, 12b und 12c aufweisen, welche durch Trennstege 14 getrennt sind.

Der Behälter, welcher eine Schale 11 sein kann, weist eine Entlüftungsöffnung 15 auf, welche in Bezug auf den Behälter nicht massstabsgetreu abgebildet ist. Diese ist vor- zugsweise an der Oberseite 13 des Behälters angebracht. Da es sich in Figur 1 um eine Aufsicht des Behälters 11 handelt, ist in dieser Figur die Entlüftungsöffnung 15 ebenfalls an der Oberseite 13 des Behälters angebracht.

Der Aufriss des Behälters 11 ist in dieser Darstellung als ein Rechteck mit abgerundeten Ecken gezeigt, kann aber auch eine beliebig andere Form aufweisen. Die Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsmässigen Verfahrens. Als Transportvorrichtung für den Behälter 11 dient ein Förderband 17. Die Fördererrichtung 18 ist durch den Pfeil gezeigt. Der Behälter 11 durchläuft folgende drei Stationen nach einander; eine Befüllungs- und Versiegelungsstation 19, einen Mikrowellentunnel 21 und eine Vakuumkammer 23. In der ersten Station nimmt der Behälter 11 Nahrungsmittel auf. Diese können sowohl in rohem als auch in vorgekochtem Zustand vorliegen. Der mit Nahrungsmitteln ge füllte Behälter 11 wird mit einer Deckelfolie 16 abgedeckt und versiegelt. Die Deckelfolie 16 weist dabei eine Entlüftungsöffnung 15 auf. Diese stellt einen Zugang zwischen dem Innern und dem Äusseren des Behälters 11 her. Obwohl der Behälter 11 drei Kammern 12a, 12b, 12c aufweist ist eine einzige Entlüftungsöffnung 15 ausreichend, da die Kam mern 12a,12bl2c durch die Trennstege nicht vollständig voneinander getrennt sind und die Deckelfolie 16 nicht auf Trennstege aufgeschweisst wird.

In versiegeltem Zustand gelangt der Behälter 11 mit der Deckelfolie 16 in den Mikrowel lentunnel 21. In diesem wird er einer Mikrowellen-Behandlung unterzogen, so dass die im Behälter 11 enthaltenen Nahrungsmittel erhitzt und dadurch gegart und pasteurisiert werden. Durch die Entlüftungsöffnung 15 gelangt der dabei im Behälter 11 entstehende W asserdampf nach aussen. V orteilhaft ist eine technische Ausführung der V akuumkam- mer 23, bei welcher eine zusätzliche Vorrichtung für das Abführen der feuchten Luft, beispielsweise ein Kondensatabscheider, installiert ist.

Der Behälter 11 wird in die Vakuumkammer 23 gefördert, wobei noch Wasserdampf im Behälter 11 vorhanden ist. Dieser wird durch Anbringen eines Unterdruckes von 200- 300 mbar in der Vakuumkammer 23 aus dem Behälter 11 entfernt. Der Unterdrück stellt sich aufgrund einer Vakuumpumpe 25 ein, welche die Luft inklusive des Wasserdamp- fes aus der Vakuumkammer 23 fördert. Nach Erreichen des gewünschten Unter drucks wird die Vakuumkammer 23 mit einem Schutzgas 24 geflutet. Dieser ist in einem Vor- ratsbehälter 27 gelagert. Etwa gleichzeitig wird die Vakuumpumpe 25 abgeschaltet und der Behälter 11 saugt die ihn umgebende Luft ein. Da die Luft, welche den Behälter 11 umgibt, aus dem gefluteten Schutzgas 24 gebildet wird, gelangt das Schutzgas 24 auf passive Weise automatisch in den Behälter 11.

Für die Steuerung des Schutzgases 24 im Vorratsbehälter 27 ist ein Ventil 29 in der Ver- sorgungsleitung 30 zwischen dem Vorratsbehälter 27 und der Vakuumkammer 23 vor gesehen. Der Zufluss des Schutzgases 24 in die Kammer 23 wird durch das Ventil 29 geregelt. Zugleich erlaubt dieser auch eine automatische Steuerung des Ventils 29.

Nach Auffüllen des Behälters 11 wird die Entlüftungsöffnung 15 durch Anbringen eines Klebeetiketts 32 auf der Deckelfolie geschlossen. Dafür ist eine Etikettiervorrichtung 31 in der Vakuumkammer 23 angeordnet. Dieser verhindert somit den weiteren Austausch von Gasen zwischen dem Behälter 11 und der Kammer 23.

Nach Schliessen der Entlüftungsöffnung 15 wird der Behälter 11, wie es in Pasteurisati- onsprozessen üblich ist, in ein Schnellkühlsystem (nicht gezeigt) geführt.

Behälter, Schale Kammern

Oberseite des Behälters Trennstege Entlüftungsöffnung Deckelfolie

Transportvorrichtung, Förderband Förderrichtung

Befüllungs- und Versiegelungsstation Mikrowellentunnel

V akuumkammer Schutzgas

V akuumpumpe Vorratsbehälter Ventil

Versorgungsleitung

Etikettiervorrichtung

Klebeetikett