阅读说明：本技术 用于通过非传统式电阻加热处理食品的方法 (Method for treating food by non-conventional resistance heating ) 是由 弗里茨·科特沙克 K·埃伯哈特 于 2018-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于通过非传统式电阻加热来处理食品的方法。所述加热特别是用于处理位于肠衣中的肠类产品,如煮香肠、热狗或类似食物产品。使相应的食品与隔开间距的能导电的电极连接,将所述电极连接到可控制或可调节的高频交流电源上。根据本发明,所述电极分别构造成至少一个第一和第二电极组,所述电极组关于所述处相互间具有间距A<Sub>EG</Sub>,每个电极组都类似于针梳具有一定数量的单电极,针梳相邻的单电极分别具有间距A<Sub>EE</Sub>。间距A<Sub>EG</Sub>大于或等于间距A<Sub>EE</Sub>。相应的针梳穿过所示食品,穿过过程这样来实现,即,对于食品形成针梳插入和伸出部位,而对于包囊或外皮至少形成刺入部位,并且将处理物料容纳在两个传送带之间的间隔空间中并且使所述单电极从至少一个所述传送带朝相对置的传送带的方向延伸。(The present invention relates to a method for treating food products by non-conventional resistance heating. The heating being in particular for the treatment stationSausage products in casings, such as boiled sausages, hot dogs or similar food products. The respective food product is connected to electrically conductive electrodes at spaced intervals, which are connected to a controllable or adjustable high frequency alternating current power supply. According to the invention, the electrodes are each designed as at least one first and one second electrode group, which have a distance A from one another with respect to said points EG Each electrode group is similar to a comb and has a certain number of single electrodes, and the adjacent single electrodes of the comb have a distance A respectively EE . Distance A EG Is greater than or equal to the spacing A EE . The corresponding comb is passed through the food product, the passing being effected in such a way that comb insertion and extraction points are formed for the food product and at least penetration points are formed for the capsule or casing, and the treatment substance is accommodated in the intermediate space between the two conveyor belts and the individual electrodes extend from at least one of the conveyor belts in the direction of the opposite conveyor belt.)

用于通过非传统式电阻加热处理食品的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于通过非传统式电阻加热来处理食品的方法，特别是用于加热处理物料、特别是位于外皮、例如肠衣中的原材料，以便制造食品，如煮香肠、热狗或类似产品，其中，使相应的食品与隔开间距的能导电的电极连接并将所述电极连接到可控制或可调节的电源上。

背景技术

由DE 1 540 909 A在先已知一种用于对食品进行快速电加热的装置，通过使正常频率的交流电沿轴向通过来实现加热。所述交流电在要处理的、伸长的食品的端部或端侧上通过触点输入。食品与此相关的、不导电或导电不良的外皮被穿过。所使用的电极可以在接触面上具有尖状或刃状的突起，从而能够容易地穿透前面所述的外皮。

根据DE 10 2015 206 385 A1的用于加热食品的装置优选涉及对有外皮的产品、特别是肉类产品和肠类产品的处理。通过这种在先已知的教导，应通过均匀地施加电流实现对有外皮的食品进行快速加热，所述电流在食品内部产生热量。

与此相关地，所述装置具有至少两个隔开间距的、轴线平行的并且能同向转动的圆柱形电极，所述电极与电源的极性相反的端子接通并且所述外皮处于电接触，所述电极在外皮上转动。所述外皮优选具有纵轴线，所述纵轴线平行于电极的纵轴线设置，从而所述至少两个电极相对于所述外皮轴线平行地转动。

根据DE 10 2015 206 385 A1的电流源提供频率在2kHz至300MHz的交流电。

相同分类的DE 10 2014 010 166 A1涉及一种用于通过加热处理食品的方法。这里，使用非传统式电阻加热。这种电阻加热的功能原理源自于，直接引导电流通过产品。这里食品类似于承担了电阻的功能。

在根据DE 10 2014 010 166 A1的方法中，首先用填充材料填充由不导电的材料制成的形状稳定的或通过另外的结构使形状稳定的外皮。这里特别是涉及香肠肉馅或类似食品原料。接下来，利用导电的面、特别是利用板件或塞子封闭外皮的开口。通过导电的面实现输入电流，以便进行电阻加热。

在该文件的教导的一个设计方案中存在这样的可能性，间歇式地实施对处理物料的电流加载。因此，在通电时段后面跟随静止间隔，以便使产品中的温度均匀化。相应间隔的时长可以根据相应的产品特性来选择，例如根据导热性或导电性来选择。

在根据DE 10 2014 010 166 A1的一个设计方案中，在外皮内部的处理物料通过导电的限定结构、例如由导电材料制成的盘分成多个部段。这些导电的限定结构实现了电流的均匀化并且由此使得电阻加热变得均匀。这样加热的产品可以容易地从形状稳定的外皮中取出并以简单的方式切成片。

也在非常冷的状态下填充到相应的盒中的生香肠材料可以通过封闭件和通过压力持久地进一步压缩。

所述形状稳定的外皮可以同时用作用于成品的无污染包装、特别是运输包装。

尽管前面所述的方法已经在通过电阻加热处理食品时得到了非常好的结果，但存在这样的问题，即，特别是对于大面积的接触，在加热过程中会形成包含空气(Lufteinschlüsse)或者在加热时释放气体，所述气体直接在接触面前面形成绝缘层，从而使得加热不均匀地进行，由此在制造相应食品时可能在生成流程中出现干扰。这种效应尽管可以利用在填充材料、即要处理的食品与导电的面之间产生相对运动的构思来缓解，但用于产生这种相对运动的耗费很高。

发明内容

因此，出于前面所述的原因，本发明的目的是，给出一种改进的用于通过电阻加热处理食品的方法，所述方法不再具有现有技术的所述缺点并且适于进行连续的、工业规模的生产。

本发明的所述目的利用根据权利要求1的教导的方法来实现，各从属权利要求至少包括适宜的设计方案和改进方案。

根据本发明的方法以本身已知的电阻加热为基础并且涉及特别是处于绝缘的包囊或外皮中的食品。所述外皮例如可以是肠衣。绝缘的包囊可以辅助性地包括单个模壳、模壳组、圆柱形外皮、带或其他具有任意横截面的外皮构型。

要处理的食品特别是肠类产品，如煮香肠、热狗、再造肉或类似产品。

对于相应的方法，所述电极分别构造成至少一个第一电极和第二电极或电极组。

各电极相互间具有间距A_EG。

在电极组中，每组也类似于针梳或针刷具有一定数量的单电极，针梳相邻的单电极分别具有间距A_EE。

这里，间距A_EG大于或最多等于间距A_EE。

相应的电极***特别是绝缘的包囊或外皮并穿透食品，使得相对于食品和包囊或外皮形成针梳***部位、对接部位或伸出部位。

针梳的各单电极或者说针梳电极设计成基本上是相互平行的。每个单电极可以具有刺入尖。这例如可以是相应的打磨部。但也可以通过定位件、例如经打磨的小管将具有倒圆或削平的端部的电极引入外皮并穿过处理物料，直到相对的外皮壁部，这里必须确保，电极的端部平面平齐地贴靠在外皮相对置的内壁上。

当所有或大部分数量的单电极到达其(伸出部位)终点位置时，就是说，已经完全穿过食品时，根据本发明才激活电流源。

对于处于柔性肠衣中的肠类制品，相应的电极组优选在肠衣的顶端区域刺入并在这里产生相应的穿刺口。通过沿肠类制品的纵向方向施加挤压力，可以实现至少在端侧对肠类制品进行压缩并且避免在肠衣端部形成不希望的帽状结构。

在通过拉力或压力作用从所处理的食品中移除相应的电极组之后可以封闭在肠衣或外皮上留下的***部位或穿过部位。

这种封闭例如可以通过喷洒食物相容的液体塑料、通过粘合、涂刷或通过施加覆层式的部分外皮来进行。

为了封闭，特别适合的是复原的、自愈的薄膜材料。这里，塑料肠衣的材料已经可以由这种自愈的薄膜材料组成，或者在应进行穿透的区域具有自愈的特性。

前面所述的用于产生电能的电流源提供高频能量。通过能量源的可控性确保了，在电阻加热期间在食品中不会形成不希望的热点，这里可以进行脉冲式的电流加载，同时检查是否满足最大电流强度。

在电阻加热之后为了进一步净化的目的，存在这样的可能性，即，用传统的方式对相应的产品进行再加热，例如这里可以进行水浴或者利用热蒸汽进行处理。同样可以补充地通过红外辐射进行处理。

在根据本发明的一个改进方案中，单电极设计成能绕其轴线转动或运动。在穿透期间，单电极可以实施旋转运动，在移除单电极期间进行相对于上述旋转运动方向改变的旋转运动。通过这样利用旋转运动进行穿透，刺入或刺穿部位相对于外皮设计成侵入最小的，从而在重新封闭时减少了工作量。

在本发明的一个改进方案中，单电极可以作为空心电极实现。此时，电极空腔可以容纳加热剂或冷却剂或者具有高导热率的加热芯或冷却芯。至少一个所述电极可以具有集成的温度传感器。

这里要指出的是，相对于伸长的处理物料、例如热狗，明显倾斜于直至垂直于处理物料的纵轴线地实现引入电极。

在本发明的一个改进方案中，单电极可以这样引入，即，至少在一个电极组中形成所谓的栅电极。这意味着，第一电极梳刺入食品连同外皮中。第二电极梳此时在相同的位置但错开角度地同样刺入。如果此时沿垂直于刺入方向的假想观察方向分析所形成的结构，这种结构构成栅电极。

在本发明的一个改进方案中，绝缘的包囊由(半)壳组成，所述壳容纳食品，在引入电极之前，各(半)壳相对于食品起成形作用地相向运动。通过这种相向运动，能够使食品成形和被压缩。不要求在外皮中将食品供应给壳，而是也可以作为材料使产品在壳中成形和被压缩，然后通过电阻加热经由(穿)刺入电极进行加热。可能的包含空气可以被除去，为此，特别是位于半壳相对置的端部上的开口可以用于穿刺。所述壳可以设置成链条或作为连续的制造传送带或传送垫结构的组成部分。在通过电阻加热处理之后，使所述壳重新移动分开，并取出经加热和成形的食品，以便进行可能的继续处理。

在本发明的一个设计方案中存在这样的可能性，即，在超声波辅助下用针实现穿过或穿透食品或外皮。

根据本发明的教导此外还在于这样的构思，即，实现连续的或者说流水线式的制造。

处理物料本身供应给一个包括两个隔开间距的传送带的装置。

在间隔空间中容纳尚未处理的、可能位于肠衣中的原材料。从至少一个传送带朝传送带之间的间隔空间延伸的带动件构成各个单份(肠)之间的分隔结构并且使得可以可靠地在传送带的长度上进行可靠的产品运输。电极***相应外皮并穿过处理物料，从而在走过传送路程的时间段上可以进行希望的电阻加热。借助于对输送速度的控制，可以预先规定逗留时长并由此预先规定处理时长。

所述带动件也可以对应于确定的轮廓形成用于使处理物料成形的成形段，并且相应地构成。

另一种连续的处理方式可以设计成，使得将所述处理物料以预先规定的宽度注射到不导电的、同步运行的、可能带凹槽的上带和下带之间。作为横向分割件可以使用带有后面说明的产品特性的成形段，以便形成产品端部。处理物料在所述带之间形成均匀的面，所述面仅通过横向的成形段中断或者说在长度上限定。在所述带的前进运动的继续进行中，将不导电的分隔壁/限定壁与成形段形锁合地引入，通过所述带在上带和下带之间施加薄的分隔壁，使得长形的产品位于在左分隔壁和右分隔壁以及起限定作用的成形段之间的相应中间空间中。可以通过使上带和下带移动合拢来产生希望的要施加的压力。从成形段的中央出发可以通过电极利用电阻加热在极短的时间内将处理物料带到希望的温度。

在所提及的同步运行的上带或下带与处理物料之间可以装入能重复使用的薄膜，例如由有机硅材料制成的薄膜，或者装入同步运行的一次性薄膜。除了近似于柔性的上带或下带，也可以使用固体的模具。

尽管具有方法上的所述优点，在加热处理物料时的不均匀性可能导致出现局部的高温度或局部的低温度(热点、冷点)。在电阻加热中，由于各个产品部段不同的导电性或者由于电场不均匀的分布，可能会出现带有前面所述的热点或冷点的不均匀性。特别是带有液态或含油或颗粒状部分的分散系统在导电性上具有这样的差别，所述差别会导致在相应阶段的温度升高上出现差别。

为了消除这个问题，根据本发明提出，将加热过程分成不同的部段或时间块，由此可以补偿可能形成的冷点或热点。这样，可以脉冲式地将物料加热到例如50℃。此后，中断通电，从而可以形成具有较为牢固的结构的蛋白质网络。在下一个步骤中，加热到约60℃。在再一次的处理间歇期间，蛋白质网络获得更高的稳定性。接着进行另外的热处理，直至达到希望的最终温度。由于在电阻加热时细胞膜发生穿孔或破坏，形成细胞内液体与细胞外液体的连通。由此得到更高的系水力，其结果是，胶状沉积物较少。由此，由于破坏了细胞膜再次降低了微生物的存活率，这对于这样处理的食品的保质期是有利的。

中断加热的另一个优点在温度较低时如前面所述是这样的情况，即，在处理物料中，例如在香肠肉馅中存在的气体，主要是处于反向压力下的气体在约50℃下还没有强烈地膨胀，以至于撕裂缓慢固化的蛋白质基质。在处理间歇期间，如已经说明的那样，蛋白质网络可以通过所达到的温度的辅助下继续固化，就是说凝固。在接下来进一步的热处理期间，滞留气体固定地保持在其原来的位置。相反，在过快加热时，在蛋白质基质发生足够强的固化之前，滞留气体可能发生***式的膨胀，和/或与其他气体连通。由此形成更大的包含气体结构，这会对处理物料产生相应的不利影响。

通过分阶段处理也可以降低处理物料边缘区的范围内的干燥度。

如果在处理物料时，作为外皮使用的肠衣发生不充分的回缩，则存在这样的可能性，尚未处理但已填充的肠衣在两个或更多个半壳或四分之一壳之间夹紧，所述半壳或四分之一壳是相应的传送带的组成部分。半壳或四分之一壳的端部此时具有孔，梳状电极或刺穿电极可以通过所述孔导入。附加的具有相应设计的凹口的塞子能够提高作用到处理物料上的压力，以便减小可能存在的空腔，所述凹口在其终点位置中精确地与半壳中的刺入口相对应。这样，在根据本发明的电阻加热结束之后，使得香肠肉馅固化，使得在打开半壳或四分之一壳之后能取出加热的产品并可以按已知的方式能对其进行再处理。由此确保，可以将非常经济的人工肠衣用于包裹。当使用能够容纳集成的温度传感器的电极时，在加热过程期间可以确定升温，获得芯部温度并将其用作调节参量。

特别基本的是，当实现了引入根据本发明的电极的可能性，根据本发明的解决方案也可以用于处理盒中的生香肠肉馅。

为了构成端部或帽部，可以在电极的前面例如作为成形段定位电阻调节的液体、胶体状的物质或具有这些特性的材料(缓冲材料)。在要加热的处理物料和电阻调节的缓冲材料之间引入透水或电流可透过的模具或膜片，所述模具或膜片确保产品端部具有希望的形状。这种装置使得即使在***部位也可以均匀地实现给处理物料通电并实现希望的几何形状。

特别是为了制造具有小直径的产品，如例如小香肠、烤肠等，希望的是，实现连续的制造。这可以这样来实现，即，在已成形的带或管的内部通过同时也可以用作电流可透过的模具或膜片的触点的带动件实现利用电阻加热进行热处理。根据本发明也可以在相应的带动件之前和之后，在“左边”或“右边”的膜片之间向缓冲材料中或向电流可透过的模具中通过刺入电极进行电阻加热。为了实现希望的帽式几何结构，所述模具或缓冲材料也可以在“左边”和“右边”的膜片之间具有电阻，所述电阻使得可以对处理物料进行并行的通电，尽管会“形成帽式结构”。

带动件的间距和成形的带或管的直径可以与对产品尺寸的相应要求相适配并且也用于在长度上实现分配成份。

成形的带或管可以为了防止热辐射由处理物料从外面被加热和/或设计成热绝缘的。管中的带动件可以通过内部的、但也可以位于外部的拖动装置移动。

电极或电极组的材料要符合食品技术的相关规定并且应易于清洁。为了避免污染，存在这样的可能性，给电极设置抗菌涂层。这里，这例如可以是具有银离子或释放银离子的涂层。

备选地存在这样的可能性，即，所述电极至少部分地由塑料材料制成，所述塑料材料具有可调整的导电性。由此可以预先规定在由各个电极形成的假想平面上的电流分布。由此特别是在肠形的处理物料的边缘区域内实现了，均匀的、得到改进的加热。

除了所提到的针梳式电极，也可以使用单电极。电极的选择和使用也可以在考虑处理物料的具体尺寸的情况下进行。例如在小香肠或热狗领域优选可以使用单电极。

在连续的制造过程中，也可以对没有被肠衣包裹的食品进行处理。在处理过程期间，所提到的带或管包围处理物料，从而不再需要肠衣。在这里要指出的是，所述带本身可以是被加热的或者用烟熏液或其他影响口味的制剂润湿或喷洒的，以便实现将这些组分传递给处理物料。

此外，广泛的试验已经表明，对于实现均匀加热和蛋白质变性重要的是存在较高频率的交流电形式的电能。

在通过高频交流电进行电阻加热时，要处理的食品的不同内含物受到彼此不同的振荡激励。除了传统的电阻加热，根据本发明，通过高频振荡在处理物料中实现颗粒激励。其结果是，在内含物和颗粒之间产生附加的摩擦热，这种摩擦热改善了对处理物料的总体加热。通过在大致5-50MHz范围内的高频振荡，填充材料中的颗粒会发生相对运动，由此带来前面所述的附加加热的效应，这种形式的效应目前为止还不是已知的，并且至少没有在用于处理食品的这里相关的方法中使用。

电阻加热用于均匀和快速加热食品产品的效果以根据本发明的以下认知为基础，即，导电的内含物通过交流电持续变化的频率会发生固有振荡。这种相对运动会导致处理物料升温。

用50Hz的交流电进行的试验已经表明，完全可以确认存在的、但非常缓慢地进行的加热归咎于处理物料的电阻升温。

为了加速加热过程，可以提高被引导通过产品的交流电的频率。试验已经显示，直到大致16kHz就可以观察到在电极上有气体形成。从约17kHz起就不再能观察到这种气体形成。

通过电阻加热在开放式外皮中升温的产品也可以利用低于17kHz的频率加载，因为在这种情况下，所产生的气体发生挥发。但在电极长时间使用之后可以确认在电极上出现老化痕迹。

完全闭合的外皮可以毫无问题地仅用大致为17kHz以及更高的频率成功地处理。

所提到的气体形成不是冲击式地出现的，而是随着处理时间段的进程逐渐产生的。

根据本发明，通过采用高频交流电进行电阻加热处理产品的目的是，实现非常快速、均匀并且提高质量的处理。

作为例子这里可以举出的是，加热用于生产煮香肠的棒状结构。

目前，当直径约为10cm，长度约为60cm时，这种产品要在烹饪柜中或在开放式的水浴中加热大致一个小时的时间段。通过根据本发明的利用高频交流电进行的电阻加热，加热持续大约5分钟。

当相应的电极通过预先给定的开口引入盒中时，这种电阻加热的方法可以在采用***的穿刺电极的情况下也用于填充在盒中的处理物料。穿刺电极在这种情况下可以埋入封闭件的导向凹槽中，从而处理物料的可能没有充分加热的部分保持较小。

在所述的方法中，主要涉及在实际的制造或加工过程中对食品的处理。但穿刺电极的原理原则上也可以用于加热所有膏状的食品，但也可以用于加热已经制备的汤，或者加热作为近似固体物质的肉。在这种情况下适宜的是，电极不具有使场强集中的尖端。这里在电极的端部上模制或构成的球体可能是有利的。这种电极在这种情况下例如可以悬挂在带或链条上，类似于在通过进程中加热处理物料。在这种情况下，向电极的电流供应通过容纳电极的链条或带来实现。

附图说明

下面应借助于实施例以及参考附图来详细说明本发明。

这里：

图1示出根据本发明的用于在连续制造中接纳肠类产品的装置的侧视图；

图2和5示出类似于图1的侧视图的图示，但带有已经容纳的位于传送带之间的肠类产品；以及

图3和4示出示例性的针电极和带动件的细节图。

具体实施方式

根据图1的图示示出根据本发明的用于连续制造和电阻加热肠类产品的装置的侧视图。

这里，以两个滚子引导的传送带1；2为基础，这两个传送带在它们之间具有间隔空间。

所述间隔空间用于容纳肠类产品3，就是说容纳处理物料。

在所示示例中，上部的传送带1设有多个带动件4。

此外可以看到根据本发明的针电极5(也见图3，细节A)。

图2用侧视图示出一个实施形式，这个实施形式类似于根据图1的实施形式，但带有已经容纳的要通过电阻加热处理的香肠，所述香肠在入口侧由填料机提供。

在出口侧可以用热熏烟、烟熏液或类似制剂进行处理。

如根据细节图B、即图4可以看出的那样，针电极5在物料的端帽区域内刺穿肠外皮，即要处理的物料3的肠衣，从而此时可以在肠类产品在处理装置内部逗留的时间段上进行希望的电阻加热。

根据图5的透视图再次示出处理过程，其中示出的容纳在连续的处理装置中的肠类产品。

在本发明的范围内的是，可以将多个单带相邻地并排组合，以便提高生产率。

也可以设想具有较大宽度的带，这些带分别容纳多个平行并排设置的产品，此时，针电极或针梳电极的数量相应地适配调整，但这是本领域技术人员的常规结构选择。

如图4所示，这样来完成穿刺，即，使得针梳电极5的尖端从要处理的食品、就是说例如肠类产品3中重新伸出。就是说，与现有技术的解决方案相比，优选不仅是刺入，而是相对于产品实现刺穿。

在所示示例中，相应电极组的针电极5基本上垂直于要处理的产品3的纵轴线刺穿所述产品。这种刺穿已经证实是特别有利的。当然在本发明范围内的是，也可以偏离于垂直的穿刺方向。

根据本发明使用的带有针梳电极的电极组的优点在于，与面式电极相比，不会例如由于气体形成或气体集聚形成干扰性的绝缘的中间空间。结果是，可以特别均匀和快速地加热处理物料，而不会形成不希望的热点。

相应针梳的针梳电极的数量可以例如在五至十五个的范围内并且可以使这个数量与处理物料的直径相适配或相匹配。