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Title:
DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING A STERILISED OR PASTEURISED LIQUID FOODSTUFF BY MEANS OF PEF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/173644
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for providing a sterilised or pasteurised liquid foodstuff (K1, K2) which is made up of a first component (K1) with a low concentration of solid, in particular fibrous constituents and a second component (K2) with a high concentration of solid, in particular fibrous constituents, having at least one first blending tank (9) for the first component (K1), at least one second blending tank (2) for the second component (K2), and a PEF device (5) for the treatment of the second component by means of an electric field in order to reduce a fraction of microorganisms in the second component. The invention also relates to a corresponding method.

Inventors:
OEHMICHEN THOMAS (DE)
FEILNER ROLAND (DE)
HOELLER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/052036
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
January 28, 2020
Export Citation:
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Assignee:
KRONES AG (DE)
International Classes:
A23L2/48; A23L3/005; A23L3/18; A23L3/32; B01D19/00; B67C3/02
Domestic Patent References:
WO2017086784A12017-05-26
WO2010017888A12010-02-18
Foreign References:
DE102008027492A12009-12-17
EP3335568A12018-06-20
DE102014108416A12015-12-17
Other References:
ZHANG XIAO-HUI ET AL: "Application of pulsed electric fields technology in the pumpkin pulp sterilization.", FSTA-AN-2014-06-JQ11929, FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY, 1 January 2014 (2014-01-01), CN, pages 82 - 87, XP055681036, ISSN: 1005-9989
TORRES E F ET AL: "Improvement of the fresh taste intensity of processed clementine juice by separate pasteurization of its serum and pulp", FSTA,, 1 January 2008 (2008-01-01), XP002544001
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Bereitstellen eines sterilisierten oder pasteurisierten flüssigen Lebens mittels (K1 , K2), das aus einer erste Komponente (K1) mit einer niedrigen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen Bestandteilen und

einer zweiten Komponente (K2) mit einer hohen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen Bestandteilen zusammengesetzt wird,

mit mindestens einem ersten Ausmischtank (9) für die erste Komponente (K1), mindestens einem zweiten Ausmischtank (2) für die zweite Komponente (K2) und einer PEF-Einrichtung (5) zum Behandeln der zweiten Komponente mittels eines elektri schen Feldes, um einen Anteil an Mikroorganismen in der zweiten Komponente zu re duzieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiter einen ersten Erhitzer (13) aufweist um einen Anteil an Mikroorganismen in der ersten Komponente (K1) zu reduzieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen ersten aseptischen Puffertank (16) für die erste sterilisierte bzw. pasteurisierte Komponente (K1) und einen zweiten aseptischen Puffertank (7) für die sterilisierte bzw. pasteurisierte zweite Komponente (K2) aufweist oder

die Vorrichtung einen aseptischen Puffertank aufweist, in den die zweite sterilisierte bzw. pasteurisierte Komponente (K2) und die erste sterilisierte bzw. pasteurisierte Kompo nente in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis geleitet werden können.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der PEF-Einrichtung (5) ein zweiter Wärmetauscher (4), insbesondere Röhren wärmetauscher vorgesehen ist zum Vorwärmen der zweiten Komponente (K2).

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der PEF- Einrichtung (5) eine Einrichtung zur Entgasung angeordnet ist, die insbesondere

zwischen dem zweiten Wärmetauscher (4) und der PEF- Einrichtung (5) angeordnet ist und/oder

in dem mindestens einen zweiten Ausmischtank (2) und/oder in einem Zwischenpuffertank (3).

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der PEF -Einrichtung (5) eine zweite Kühleinrichtung (6) für die zweite Kom ponente (K2) angeordnet ist oder zwei PEF-Einrichtungen (5) vorgesehen sind und die Kühleinrichtung (6) zwischen den PEF-Einrichtungen (5) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass

eine Einrichtung (25) vorgesehen ist, die die in der zweiten Kühleinrichtung anfallende Abwärme dem Wärmetauscher (4) zum Vorwärmen der zweiten Komponente (K2) zu führt, wobei insbesondere ein separater Heizmittelkreislauf vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem mindestens einen ersten Ausmischtank (9) und vor dem Erhitzer (13), ein erster Wärmetauscher (10), insbesondere Plattenwärmetauscher, zum Vorwärmen der ersten Komponente (K1) vorgesehen ist, oder vorzugsweise nach dem Erhitzer (13) eine Einrichtung zur Heißhaltung (14) und eine erste Kühleinrichtung (15) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Wärmetauscher (10) und vor dem Erhitzer (13) eine Einrichtung zum Entgasen (11) der ersten Komponente und/oder eine Einrichtung zum Homogenisierung (12) der ersten Komponente (K1) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Leitungseinrichtung (27) umfasst, über die die ausgemischte, entgaste erste Komponente (K1), dem Ausmischtank (2) zum Ausmischen mit der ersten Komponente (K1) zugeführt werden kann.

11. Verfahren zum Bereitstellen eines sterilisierten oder pasteurisierten flüssigen Lebens mittels, insbesondere mit einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass

eine erste Komponente (K1) mit einer niedrigen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen Bestandteilen durch Ausmischen erzeugt wird und eine zweite Komponente (K2) mit einer hohen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen Bestandteilen durch Ausmischen erzeugt wird, wobei

die zweite Komponente (K2) mittels eines elektrischen Feldes mithilfe einer PEF-Einrich- tung (5) behandelt wird wodurch ein Anteil an Mikroorganismen in der zweiten Kompo nente reduziert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (K1) einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wodurch der Anteil an Mikroorganismen in der ersten Komponente reduziert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels elek trischem Feld behandelte zweite Komponente und die mittels Wärmebehandlung behan delte erste Komponente gemischt werden und das flüssige Lebensmittel abgefüllt wird, wobei insbesondere

die beiden Komponenten während des Befüllens in einem Behältnis, insbesondere Fla sche, zusammen gemischt werden, wobei vorzugsweise erst die zweite Komponente in das Behältnis vordosiert wird und die erste Komponente nachdosiert wird, oder umge kehrt oder

dass die erste und zweite Komponente vor dem Abfüllen in einem aseptischen Blender zusammen gemischt werden, wobei vorzugsweise zuvor die erste und zweite Kompo nente in einem aseptischen Puffertank zwischengepuffert werden.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (K2) mit einem Energieeintrag bis zu 110 kJ/kg Lebensmit tel behandelt, vorzugsweise mit einer Feldstärke von 5 kV/cm bis 160 kV/cm und/oder einer Pulsdauer von zumindest 1 psek, insbesondere 5 psek bis 100 psek und z. B. Wie derholungsraten bis 10.000 Hz behandelt wird.

15. Verfahren nach insbesondere einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass im Erhitzer (13) die erste Komponente auf eine Temperatur von 70°C bis 140°C erhitzt und in der Heißhaiteeinrichtung, bzw. Heißhaitestrecke, auf selbiger Temperatur über beispielsweise 10 sek bis 2 min gehalten wird.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Abfüllanlage (8), insbesondere eine Getränkeabfüllanlage zur Ab füllung von Behältern, insbesondere Getränkebehältern wie Fässer oder Flaschen auf weist.

Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BEREITSTELLEN EINES STERILISIERTEN ODER PASTEURISIERTEN FLÜSSIGEN LEBENSMITTELS MITTELS PEF

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines sterilisierten oder pasteurisierten flüssigen Lebensmittels nach Anspruch 1 und 11.

Lebensmittel, die feste und faserförmige Bestandteile aufweisen, sind beispielsweise Frucht säfte mit festen Bestandteilen, wie Fruchtzellen und/oder Fruchtstücken bzw. Fruchtfasern etc. Um entsprechende Produkte haltbar zu machen, werden sie sterilisiert oder pasteurisiert und dann in Behälter, z. B. Flaschen, abgefüllt, wobei die Flasche nach dem Abfüllen nochmals in einem Pasteur pasteurisiert werden können.

Das Sterilisieren bzw. Pasteurisieren solcher Lebensmittel vor dem Abfüllen ist jedoch schwie rig, da aufgrund der festen Bestandteile die Pasteurisierung bzw. Sterilisierung auf die festen Bestandteile ausgelegt werden muss und die Flüssigkeit somit überpasteurisiert wird, was zu einer verschlechterten Produktqualität führt. Weiterhin sind in derartigen Einstromverfahren keine produktverbessernden Prozessschritte wir Homogenisierung oder Entgasung möglich. Darüber hinaus sind Vorrichtungen bekannt, in denen die Bestandteile getrennt voneinander in separaten Anlagenabschnitten sterilisiert bzw. pasteurisiert werden - sogenannte Zwei stromverfahren. Dies verbessert zwar die Produktqualität bedingt aber auch einen höheren Anlagenpreis sowie einen erhöhten Footprint der Anlage. Trotzdem werden auch hier die fes ten Bestandteile häufig überpasteurisiert.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Bereitstellen eines sterilisierten oder pasteurisierten flüssigen Lebensmittels, das feste Bestandteile aufweist, bereitzustellen, die eine zuverlässige und gleichzeitig produkt schonende Sterilisierung bzw. Pasteurisierung ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 1 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu geeignet, ein sterilisiertes oder pasteurisiertes flüssiges Lebensmittel bereitzustellen, das aus einer ersten Komponente mit einer niedrigen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen, Bestandteilen und einer zweiten Kom ponente mit einer hohen Konzentration an festen, insbesondere faserförmigen, Bestandteilen zusammengesetzt ist. Das bedeutet, dass die Vorrichtung im Zweistromverfahren arbeitet, bei der die erste und zweite Komponente vor dem Abfüllen getrennt behandelt, d. h. sterilisiert bzw. pasteurisiert werden. Unter„festen“, insbesondere„faserförmigen Bestandteilen“ ver steht man beispielsweise Fruchtstücke, Fruchtfleisch, Fruchtfasern, wie z. B. Fruchtfleisch in Frucht- bzw. Gemüsesäften. Das Lebensmittel, das aus zwei Komponenten zusammengesetzt wird, weist also eine erste Komponente auf, die eine niedrigere Konzentration (z. B. < 15 Gew.-% Feststoffanteil) an faserförmigen, insbesondere festen, Bestandteilen aufweist als die zweite Komponente (z. B. 30 bis 60 Gew.-% Feststoffanteil). Die erste Komponente ist also z. B. saftförmig und die zweite Komponente ist ein„Slurry“ mit einer hohen Konzentration an faserförmigen und festen Bestandteilen.

Zum Realisieren des Zweistromverfahrens ist in einem ersten Strom mindestens ein Aus mischtank für die erste Komponente vorgesehen, z. B. für Saft aus z. B. Fruchtsaftklonzentrat, das mit Wasser ausgemischt wird, oder Sirup, der mit Wasser ausgemischt wird. Zur kontinu ierlichen Produktion können zwei oder mehrere Ausmischtanks vorgesehen sein, die alternativ zugeschaltet werden können. Alternativ kann der Ausmischtank auch als Puffertank für ein vorgelagertes inline-Ausmischsystem fungieren.

Im zweiten Strom ist mindestens ein zweiter Ausmischtank vorgesehen, wobei also auch zwei oder mehr Ausmischtanks für den kontinuierlichen Betrieb vorgesehen sein können. Zum Aus mischen kann z. B. Wasser, bevorzugt aber auch z. B. die erste Komponente, insbesondere ausgemischter, entgaster Saft verwendet werden, der einen ersten Ausmischtank vorzugs weise unter Vakuum zugeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrich tung eine PEF-Einrichtung zum Behandeln der zweiten Komponente mittels eines elektrischen Feldes, um einen Anteil an Mikroorganismen in den zweiten Komponenten zu reduzieren. Ge pulste elektrische Felder (PEF) eignen sich sehr gut zur nicht-thermischen Konservierung von Lebensmitteln durch mikrobielle Inaktivierung. Zu diesem Zweck werden Zellmembranen im Lebensmittel durch die elektrischen Felder perforiert. Diese sogenannte„Elektroporation“ führt beispielsweise dazu, dass Zellwasser austritt, während die Zellstruktur im Wesentlichen erhal ten bleibt und feste Zellbestandteile in den Zellen zurückgehalten werden können.

Das Lebensmittel also die zweite Komponente, befindet sich bei der PEF-Behandlung zwi schen Elektroden und wird mit elektrischen Pulsen beaufschlagt.

Die vorliegende Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Saft also die erste Komponente und Slurry, also die zweite Komponente bei der Sterilisation bzw. Pasteurisierung getrennt sind, und der Prozess somit individuell an die Zusammensetzung der Komponenten angepasst wer den kann. Die zweite Komponente, die einen hohen Wärmeeintrag benötigen würde, kann somit nichtthermisch konserviert werden, was außerordentlich produktschonend ist. Die erste Komponente, also z. B. Saft, kann mit einem geringeren Wärmeeintrag im Vergleich zum Ein stromverfahren behandelt werden und wird somit nicht überpasteurisiert, was ebenfalls we sentlich zur Produktqualität und zur Einsparung an Energie beiträgt.

Vorteilhafterweise weist dazu die Vorrichtung für die erste Komponente einen ersten Erhitzer auf, um einen Anteil an Mikroorganismen in der ersten Komponente zu reduzieren.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung einen ersten aseptischen Puffertank für die erste ste rilisierte bzw. pasteurisierte Komponente auf, d. h. , nach der Behandlung in einem Erhitzer gegebenenfalls mit nachfolgender Heißhaltung und Kühlung auf und einen zweiten asepti schen Puffertank für die zweite Komponente, die sterilisiert bzw. pasteurisiert wurde. Von die sen aseptischen Puffertanks können die Komponenten dann in Richtung Füller geleitet wer den.

Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung einen aseptischen Puffertank aufweist, in den die zweite Komponente und die erste Komponente, die bereits behandelt wurden, um einen Anteil an Mikroorganismen zu reduzieren, in einem bestimmten Mischungsverhältnis geleitet werden können. Vorteilhafterweise kann dazu die erste sterilisierte Komponente vorab in einem ersten aseptischen Puffertank zwischengespeichert werden. Vorteilhaft kann dazu die zweite Kom ponente vorab in einen zweiten aseptischen Puffertank zwischengespeichert werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor der PEF-Einrichtung ein zweiter Wär metauscher, insbesondere Röhrenwärmetauscher, vorgesehen, zum Vorwärmen der zweiten Komponente. Eine Vorwärmung, in dem die zweite Komponente vor der PEF-Behandlung vor gewärmt wird, beispielsweise auf 30°C bis 60 °C wirkt sich günstig auf die Behandlung mittels eines elektrischen Feldes aus.

Vorteilhafterweise ist vor der PEF-Einrichtung eine Einrichtung zur Entgasung angeordnet. Durch das Entgasen kann der Restsauerstoff in der Komponente wesentlich entfernt werden, d.h. z. B. 20% -80% des gelösten Sauerstoffs, sodass eine Oxidation wertvoller Inhaltsstoffe im Laufe der weiteren Produktverarbeitung reduziert werden kann. Somit kann vor allem ver hindert werden, dass es während der Behandlung zu Ausgasen bzw. Blasenbildung kommt. Um z. B. eine Oxidation während der PEF-Behandlung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Entgasung bereits vor der Behandlung mit dem elektrischen Feld erfolgt. Die Entgasung vor der PEF-Behandlung ist auch wichtig für die homogene Ausbreitung des elektrischen Fel des. Dazu kann die Einrichtung zur Entgasung zwischen dem zweiten Wärmetauscher und der PEF-Einrichtung angeordnet sein.

Bevorzugt erfolgt die Entgasung unter Vakuum. Dazu können bereits vorhandene Einrichtun gen verwendet werden oder aber eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen werden. Bevorzugt erfolgt ein Entgasen der zweiten Komponenten beim Ausmischen in mindestens einem zwei ten Ausmischtank, wobei der Ausmischtank zumindest zeitweise unter Vakuum gesetzt wird. Somit wird bereits beim Ausmischen verhindert, dass sich in die zweite Komponente Luftbla sen einschlagen bzw. bereits vorhandene Gasblasen ausgetrieben werden.

Aber auch ein Entgasen in einem nach dem zweiten Ausmischtank vorgesehenen Zwischen puffertank ist in gleicher Weise möglich. Vorteilhaft wird hierzu der Zwischenpuffertank zumin dest zeitweise unter Vakuum gesetzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist nach der PEF-Einrichtung eine zweite Kühlein richtung für die zweite Komponente angeordnet. Sofern eine zweite PEF-Einrichtung nach der ersten vorgesehen ist, kann eine weitere Kühleinrichtung zwischen den beiden PEF-Einrich- tungen angeordnet sein. In besonders vorteilhafter weise ist eine Einrichtung vorgesehen, die die in der zweiten Kühleinrichtung anfallende Abwärme dem Wärmetauscher zum Vorwärmen der zweiten Komponente zuführt, wobei hier insbesondere ein separater Heißmittelkreislauf vorgesehen ist. Somit kann in effizienter Weise Energie rückgewonnen werden und insgesamt Energiekosten gespart werden. Alternativ kann die eine weitere Kühleinrichtung in den sepa raten Heißmittelkreislauf eingebunden werden.

In dem ersten Strom kann nach dem ersten Ausmischtank und vor dem Erhitzer ein erster Wärmetauscher vorgesehen sein, der die erste Komponente vorwärmt, z. B. auf eine Ent gasungstemperatur von z. B. 40 bis 80 °C, insbesondere 60 °C. Nach dem Erhitzer kann eine Einrichtung zur Heißhaltung, gefolgt von einer ersten Kühleinrichtung, vorgesehen sein. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem ersten Wärmetauscher und vor dem Erhitzer eine Einrichtung zum Entgasen der ersten Komponente und/oder eine Einrich tung zum Homogenisieren der ersten Komponente angeordnet. Durch das Entgasen kann der Restsauerstoff in der Komponente wesentlich entfernt werden, d. h., beispielsweise wenigs tens 95 % des gelösten Sauerstoffs, sodass eine Oxidation wertvoller Inhaltsstoffe im Laufe der weiteren Produktverarbeitung wesentlich reduziert werden bzw. ganz vermieden werden kann. Es ist vorteilhaft, wenn dann beispielsweise eine Leitungseinrichtung vorgesehen ist, über die die ausgemischte entgaste erste Komponente dem Ausmischtank zum Ausmischen zugeführt wird, um die zweite Komponente zu erzeugen. Entsprechendes ist besonders vor teilhaft, da der Gasgehalt in der ersten Komponente bereits beim Ausmischen wesentlich re duziert werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine erste Komponente mit einer niedrigen Kon zentration an festen, insbesondere faserförmigen, Bestandteilen durch Ausmischen erzeugt und eine zweite Komponente mit einer hohen Konzentration an festen, insbesondere faserför migen, Bestandteilen durch Ausmischen erzeugt, wobei die zwei Komponenten mittels eines elektrischen Feldes mit Hilfe einer PEF-Einrichtung behandelt wird, wodurch ein Anteil an Mik roorganismen in der zweiten Komponente reduziert wird.

Vorteilhafterweise wird die erste Komponente einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch der Anteil an Mikroorganismen in der ersten Komponente reduziert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die mittels elektrischem Feld behandelte zweite Komponente und die mittels Wärmebehandlung behandelte erste Komponente ge mischt und das flüssige Lebensmittel abgefüllt, wobei insbesondere die beiden Komponenten während des Befüllens in einem Behältnis, insbesondere Flasche, zusammengemischt wer den, wobei vorzugsweise erst die zweite Komponente in das Behältnis vordosiert wird und die erste Komponente nachdosiert wird, oder umgekehrt. Dabei kann die erste und zweite behan delte Komponente vorab in einem jeweiligen aseptischen Behälter zwischengespeichert wer den um unterschiedlich produzierte Mengen abzupuffern.

Es ist auch möglich, dass die beiden Komponenten vor dem Abfüllen in einem aseptischen Blender d.h. Mischer zusammengemischt werden und dann abgefüllt werden. Auch hier kön nen die erste und zweite behandelte Komponente vorher in einem jeweiligen aseptischen Puf fertank zwischengespeichert werden.

Es ist aber auch möglich, dass die zweite Komponente nach der Behandlung mittels eines elektrischen Feldes der wärmebehandelten ersten Komponente zugemischt wird, wobei dann die zusammengemischte erste und zweite Komponente vorzugsweise gemeinsam heiß gehal ten werden, gekühlt werden und anschließend abgefüllt werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die zweite Komponente mit einem Ener gieeintrag bis zu 110 kJ/kg Lebensmittel behandelt, vorzugsweise mit einer Feldstärke von 5 kV/cm bis 160 kV/cm und/oder einer Pulsdauer von zumindest 1 psek, insbesondere 5 psek bis 100 psek und z. B. Wiederholungsraten bis 10.000 Hz behandelt wird. Dieser Energieein trag hat sich insbesondere vorteilhaft für die zweite Komponente, d. h., den Slurry, erwiesen.

Im Vergleich zum Einstromverfahren benötigt das Sterilisieren bzw. Pasteurisieren mit Hilfe des Erhitzers einen weit geringeren Wärmeeintrag. Im Erhitzer wird dabei dem Lebensmittel eine Energiemenge bis zu 150 kJ/kg Lebensmittel zugeführt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die hierin beschriebene beispielhafte Vor richtung zum Sterilisieren oder Pasteurisieren von flüssigen Lebensmitteln unter anderem eine Abfüllanlage, insbesondere eine Getränkeabfüllanlage zur Abfüllung von Behältern, insbeson dere Getränkebehältern wie Fässer oder Flaschen aufweisen. In einem weiteren Ausführungs beispiel kann die Getränkeabfüllanlage einen Füller aufweisen.

In einer Ausführungsform weist die erste Komponente einen Wasseranteil von 80 bis 95% auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste Komponente einen Zuckeranteil von 6 bis 18% auf.

In einer Ausführungsform liegt die Partikelgröße der Feststoffe der zweiten Komponente in einem Bereich < 10mm, vorzugsweise liegt die Größe zumindest eines Teils der Partikel zwi schen 1 und 10 mm.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme folgender Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt grob schematisch das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das Lebensmittel, das erzeugt werden soll, aus zwei Komponenten K1 und K2 im Zweistromverfahren gewonnen. Wie dem vereinfachten Blockschaltbild zu entnehmen ist, werden feste Bestandteile, wie z. B. stückiges Fruchtfleisch, Fasern, mindestens einem ersten Ausmischtank 2 zugeführt und mit Wasser oder mit entgastem und ausgemischtem Saft, bevorzugt unter Vakuum, d. h., einem Unterdrück von 200 bis 900 mbar im Ausmischtank 2 ausgemischt. Nach dem Ausmischen weist die zweite Komponente K2 beispielsweise 30 bis 60 Gew.-% an Feststoffen auf. Die zweite Komponente wird dann einer PEF-Einrichtung 5 zugeführt, zum Behandeln der zweiten Komponente K2 mittels eines elektrischen Feldes, um einen Anteil an Mikroorganismen in der zweiten Komponente zu reduzieren. In einem ersten Strom wird Saft ausgemischt, z. B. aus Fruchtsaftkonzentration und Wasser, oder aber Sirup und Wasser. Dazu wird das Fruchtsaftkonzentrat dem mindestens einen Aus mischtank bzw. Puffertank 9 zugeführt, wobei die hier erzeugte erste Komponente K1 einen Feststoffantei I von beispielsweise kleiner 15%Gew.-% aufweist. Anschließend wird die erste Komponente in einem Erhitzer 13 bzw. in einer Heißhaiteeinrichtung 14 wärmebehandelt. Die beiden Komponenten können dann z. B. über entsprechende aseptische Puffertanks einem Füller 8 zugeführt werden.

Wie aus der schematischen Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, werden Saft und Partikel getrennt voneinander sterilisiert bzw. pasteurisiert, sodass auf die unterschiedlichen Anforderungen im Hinblick auf den notwendigen Energieeintrag zur ausreichenden Keimreduzierung individuell eingegangen werden kann. Da die zweite Komponente, die eine hohe Konzentration an Fest stoffen aufweist, mittels PEF behandelt wird, um die Mikroorganismen zu reduzieren, ist im Vergleich zum Stand der Technik kein hoher Wärmeeintrag notwendig, sodass das Lebens mittel vor übermäßiger Wärmeeinwirkung geschützt ist. Gleichzeitig kann auch die Wärme menge die durch den Erhitzer 13, 14 zugeführt wird im Vergleich zu einem Einstromverfahren reduziert werden. Auch wenn in Fig. 1 nur jeweils ein Mischtank dargestellt ist, so können auch mehrere entsprechende Tanks vorgesehen sein, um eine kontinuierliche Arbeitsweise zu gewährleisten.

Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 sind einfachheitshalber Pumpen und Ventile nicht dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Mischtanks 2 a, b vorgesehen, um eine kontinuierliche Betriebsweise zu garantieren. Der jeweilige Mischtank 2 weist jeweils einen Auslass 18 auf, über den die ausgemischten Komponenten K2 abgeleitet werden können. Weiter umfassen die Tanks 2 jeweils einen Ein lass 17 für Konzentrat, bzw. Feststoffe, die ausgemischt werden sollen, um die Komponente K2 zu erzeugen. Ferner weisen die Tanks 19 an ihrem jeweils oberen Ende einen Auslass 19 mit einem entsprechenden Auslassventil auf, um beispielsweise Gas abzuleiten, d. h. bei spielsweise einen Unterdrück in den Tanks zu erzeugen. Weiter weisen die Tanks einen Ein lass 20 für eine Flüssigkeit zum Ausmischen auf. Die erzeugte Komponente K2 kann dann z. B. im Wechsel entweder von dem Auslass 18 des Ausmischtanks 2a und/oder des Aus lauftanks 2b weitergeleitet werden, insbesondere zu einem Zwischenpuffertank 3 um Um schaltvorgänge oder Druckschwankungen auszugleichen. Nach diesem Zwischenpuffertank wird die zweite Komponente einem Wärmetauscher 4 zum Vorwärmen zugeleitet und insbe- sondere auf eine Temperatur von 30 bis 60 °C erhitzt. Bevorzugt erfolgt die Vorwärmung mit tels eines Röhrenwärmetauschers. Bevorzugt erfolgt zumindest ein Teil der Vorerwärmung mittels gedrallten und/oder kreuzgedrallten Röhren.

Im Anschluss wird die zweite Komponente der PEF-Einrichtung 5 zugeleitet. Vor der PEF- Behandlung wird vorzugsweise die zweite Komponente K2 entgast, sodass mindestens alle nicht gelösten Gase (Gasblasen) entfernt werden. Bevorzugt erfolgt die Entgasung der zweiten Komponente bereits beim Ausmischen im jeweiligen Ausmischtank zumindest zeitweise, wo bei im Ausmischtank ein Unterdrück, insbesondere 200 bis 900 bar eingestellt wird. Dabei stellt dann der Ausmischtank, entsprechende Ventile und eine Pumpe zum Einstellen des Un terdrucks die Einrichtung zum Entgasen dar. Zusätzlich oder alternativ kann auch nach der Vorerwärmung mittels Wärmetauscher 4 eine Entgasung erfolgen, bevorzugt eine Entgasung mittels Unterdrück in einer gesonderten Einrichtung, z. B. einem gesonderten Tank oder Be hälter. Die Entgasung ist wichtig für die homogene Ausbreitung des elektrischen Feldes bei der PEF-Behandlung und zur Verhinderung unerwünschter Oxidationen.

Zusätzlich oder alternativ kann auch zum Reduzieren der Gasmenge in der zweiten Kompo nente der entgaste und/oder homogenisierte Saft, d. h. die erste Komponente K1 , wie in Fig. 2 dargestellt ist, über die Leitung 27 zum Ausmischen in den Tanks 2 verwendet werden.

Die PEF-Einrichtung dient zur nichtthermischen Konservierung des Lebensmittels durch mik robielle Inaktivierung. Dabei befindet sich die Komponente K2 zwischen Elektroden und wird mit elektrischen Pulsen beaufschlagt, wobei sich bei der zuvor genannten Konzentration an Feststoffen eine Feldstärke von 5 kV/cm bis 160 kV/cm und/oder einer Pulsdauer von zumin dest 1 psek, insbesondere 5 psek bis 100 psek und z. B. Wiederholungsraten bis 10.000 Hz als besonders vorteilhaft herausgestellt haben. Insbesondere ist ein Energieeintrag von bis zu 1 10 kJ/kg Lebensmittel, z. B. 10 - 100 kJ/kg vorteilhaft. Die Prozessdauer der PEF-Behand- lung beträgt beispielsweise weniger als 5 Sekunden, bevorzugt weniger als 1 Sekunde, z. B 0,001 - 0,5 Sekunden.

Eine derartige PEF-Behandlung bewirkt eine stabile Konservierung der zweiten Komponente. Im Anschluss ist eine Kühleinrichtung 6 vorgesehen, die die zweite Komponente beispiels weise auf eine Temperatur t von 4 bis 20°C abkühlt. Im Anschluss kann die zweite Kompo nente K2 beispielsweise einem sterilen Puffertank 7 zugeführt werden, der ein Rührwerk auf weisen kann, sowie einen nicht dargestellten Anschluss für Gas, insbesondere Sterilgas und über den die zweite Komponente in Richtung Füller oder einem nicht dargestellten aseptischen Blender weitergeleitet werden kann. Weiter weist die Vorrichtung mindestens einen ersten Ausmischtank 9 auf, wobei hier nur ein Ausmischtank dargestellt ist. Der entsprechende Tank 9 weist eine Zuleitung 21 für Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser auf und eine Zuleitung 22 für Fruchtsaftkonzentrat. Ferner kann der Tank 9 ein nicht dargestelltes Rührwerk aufweisen. Über den Auslass 23 kann die Kom ponente K1 beispielsweise einem Wärmetauscher 10, bevorzugt Plattenwärmetauscher, zu geführt werden zur Vorwärmung auf Entgasungstemperatur, z. B. auf 40 bis 80°C, z. B. 60 °C. Die erste Komponente kann dann einer Einrichtung zum Entgasen 11 zugeleitet werden, wobei es sich hier wieder bevorzugt eine Vakuumentgasung der ersten Komponente bzw. Saftkom ponente K1 handelt und ein Unterdrück von z. B. 200 bis 500 mbar in einem Behälter der Entgasungseinrichtung erzeugt wird.

Die entgaste erste Komponente K1 kann dann einer Homogenisierung in der Einrichtung 12 unterzogen werden. Wie bereits beschrieben kann nach der Entgasungseinrichtung 11 oder nach der Einrichtung zum Homogenisieren 12 die erste Komponente als Ausmischflüssigkeit über die Leitung 27 dem mindestens einen zweiten Ausmischtank 2 zugeführt werden. Die Homogenisierung der ersten Komponente kann auf prinzipielle bekannte Weise erfolgen.

Im Erhitzer 13 wird die erste Komponente auf eine produktspezifische Temperatur im Bereich von beispielsweise70°C - 140°C erhitzt und in einer Heißhaiteeinrichtung, bzw. Heißhaltestre- cke, auf selbiger Temperatur über beispielsweise 10 sek bis 2 min gehalten. Dabei kann der Wärmeeintrag im Erhitzer z. B. bis zu 150 kJ/kg Lebensmittel betragen, z. B. 70 - 150 kJ/kg. Im Anschluss ist eine Kühleinrichtung 15, z. B. ebenfalls in Foren der ersten Komponente auf eine Temperatur von z. B. 4 bis 20 °C. Die gekühlte erste Komponente kann dann einem ste rilen Puffertank 16 zugeführt werden. Die erste und zweite Komponente K1 , K2 kann dann gemäß einem Ausführungsbeispiel einem Füller 8 zugeführt werden. Dabei kann beispiels weise zuerst die zweite Komponente in das Behältnis z. B. eine Flasche vordosiert werden und dann die zweite Komponente nachdosiert werden oder umgekehrt, derart, dass sich eine vorbestimmte Konzentration im Lebensmittel K1 , K2 einstellt.

Es ist aber auch möglich, dass die erste und zweite Komponente vor dem Abfüllen im Füller 8 zunächst einem nicht dargestellten aseptischen Blender zugeführt und dort zusammenge mischt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es aber auch möglich, dass die zweite Komponente K2 nach der Behandlung mittels elektrischem Feld, d. h. nach der PEF- Einrichtung 5 der ersten Komponente zugemischt wird, aber erst nach dem Erhitzer 13 und vorzugsweise noch vor der Heißhaltevorrichtung 14. Wesentlich ist dabei, dass die beiden Komponenten K1 und K2 erst miteinander vermischt werden, wenn die zweite Komponente bereits in der PEF-Einrichtung behandelt wurde und die erste Komponente bereits im Erhitzer 13 erhitzt wurde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest ein Teil der Wärmemenge, die bei der Kühlung im Wärmetauscher 6 frei wird, wiederverwendet werden für die Vorerwärmung mittels Wärmetauscher 4. Hierzu kann ein separater Heißmittelkreislauf vorgesehen sein. D.H., dass z. B. der im Wärmetauscher 6 erwärmte Wärmeträger (gegebenenfalls zusätzlich weiter erhitzt wird) dem Wärmetauscher 4 zugeführt wird, dort abkühlt und zum Kühlen der Komponente K2 wieder dem Wärmetauscher 6 zugeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zum Erzeugen der ersten Komponente K1 Saft aus Fruchtsaftkonzentrat mit Wasser ausgemischt und durchläuft, wie zuvor erläutert, fol gende Schritte: Vorwärmung, optional Entgasung und/oder Homogenisierung, Erhitzung, Heißhaltung und Abkühlen.

Zur Erzeugung der zweiten Komponente werden Feststoffe vorzugsweise mit ausgemischtem Saft, der vorzugsweise zumindest entgast ist (vorzugsweise auch noch homogenisiert), aus gemischt. Die zweite Komponente K2 wird dann optional vorerwärmt, und mittels PEF-Einrich- tung behandelt, d. h., pasteurisiert bzw. sterilisiert, und optional nachfolgend gekühlt. Die Ab wärme bei der Kühlung kann zum Vorerwärmen der zweiten Komponente vor der PEF-Be- handlung verwendet werden. Die beiden Komponenten K1 und K2 können dann in jeweiligen sterilen Puffertanks 7, 16 zwischengepuffert werden, und wie zuvor beschrieben, in einem Fül ler 8 abgefüllt werden oder vorher einem sterilen Blender zugeführt werden. Es ist alternativ auch möglich die zweite Komponente K2 der ersten Komponente bereits vor dem Puffertank 16 zuzuleiten, wodurch der Puffertank 7 eingespart werden kann. Die zweite Komponente, die der ersten zugeleitet wird, muss aber bereits PEF-behandelt sein.