PROCESS FOR THE STERILIZATION OF PRESERVED FOOD BY HEATING

Abstract: 1. Process for the sterilization of preserved food by heating in an autoclave, in which the summed-up F value is electronically detected from core temperature values measured at settable time intervals, and a control signal is generated upon attachment of a settable set-point F value relevant to the particular preserved food, characterized in that - the set-point F value is the set-point value of the total F value, - if the settable set-point value of the core temperature specific to the preserved food is attained or exceeded, at least one further control signal (S2 ) is generated, - the control signals (S1 , S2 ) effect both the automatic shutoff of the food preserving system and the removal of the hot water from the autoclave (2) as well as the delivery of cool water, and - if the core temperature attains the set-point core temperature or drops below it when the preserved food (1) is cooled down, an acoustical and/or optical warning signal is tripped.

Description: Verfahren zur Sterilisierung von Konserven durch Erhitzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisierung von Konserven durch Erhitzen, mit in einstellbaren Zeitabständen elektronisch erfolgender Kerntemperaturmessung, Ermittlung des zugehörigen Summen-F-Wertes, sowie Anzeige dieser Werte an einem Display. Die Temperatur wird im Kern der Konserve gemessen, weil dies beim Erhitzen ("Kochung") der kälteste Bereich ist. Der F-Wert ist ein Mass für die Güte der Sterilisierung. Dabei entspricht produktabhängig jeder Kerntemperatur ein bestimmter F-Wert. Beispielsweise gilt für Fleischkonserven der Zusammenhang t - 121,1 F = 10 10 1/min, wobei t die mit einer Stichsonde gemessene Kerntemperatur in OC ist. Ein F-Wert von 1 bedeutet also die bakterientötende Wir 0 0 kung, die bei 121,1 c (=250 F) während 1 Minute er- zielt ist. Eine Erhöhung der Kerntemperatur um 10 OC ergibt den 10 -fachen F-Wert. Der gesamte zeit- und temperaturabhängige F-Wert wird durch Addition der pro Minute erreichten, der jeweiligen Kerntemperatur entsprechenden einzelnen F-Werte gebildet. Soll z.B. eine Fleischkonserve die Klassifizierung " Vollkonserve" (langfristig lagerfähig bei 25 OC) erhalten, so ist dafür ein gesamter F-Wert von maximal etwa 6 erforderlich. Dieser ist erzielbar, wenn die Kerntemperatur 1 min. lang 128,8 OC oder 10 min. lang 118,8 OC oder 100 min. lang 108,8 OC oder 1000 min. lang 98,8 OC beträgt. Schon bei 100- minütiger Kochung wäre jedoch die Konserve verkocht, d.h. ihre Konsistenz breiartig. Dies ist nur durch Verkürzung der Kochzeit zu vermeiden, weshalb in der Praxis die Kochung unter Überdruck, in der Regel in einem Autoklaven durchgeführt wird, wobei Kerntemperaturen von weit über der Siedetemperatur des Wassers möglich sind. Gegenüber der älteren Methode, bei der lediglich die Kerntemperatur gemessen wurde und das Bedienungspersonal diese nach jedem Zeitintervall ablesen, den zugehörigen F-Wert einer Tabelle entnehmen und ihn zu dem bis dahin erreichten F-Wert hinzuaddieren musste, bietet das eingangs beschriebene bekannte Verfahren den Vorteil erheblicher Zeitersparnis. Andererseits ist auch dabei noch Personal zur Überwachung der Kochung nötig, das ständig die aufsummierten F-Werte überprüft, um Unter- bzw. Überkochungen möglichst zu verhindern. Aber selbst mit hohem Personalaufwand lassen sich, insbesondere bei grossen Konservierungsunternehmen mit einer Vielzahl von Autoklaven, vorallem durch mangelnde Aufmerksamkeit bedingte Überwachungsfehler und damit Qualitätsmängel bzw. Ausschussware nicht vermeiden, so dass ein rentabler Betrieb vielfach nicht gewährleistet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Überwachungs- und Bedienungsaufwand und zugleich die Gefahr von Verkochungen und Untersterilisierungen auf möglichst einfache und kostensparende Weise verringert ist. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass der jeweilige Temperaturwert und/oder der summierte F-Wert fortlaufend elektronisch mit dem für die betreffende Konserve relevanten einstellbaren Solltemperatur- und/oder Soll-F Wert verglichen und beim Erreichen bzw. Überschreiten dieses bzw. dieser Soll- Wert(s) jeweils wenigstens ein Steuersignal zur Verfahrensautomatisierung erzeugt wird. Damit ist die Bedienung der Konservierungsanlage mit ge ringem Mehraufwand auf das Eistellen der Sollwerte von Kerntemperatur und/oder Gesamt-F-Wert reduziert, so dass ein erheblich geringerer Personalaufwand bei wesentlicher Erhöhung der Sicherheit gegen Unter- bzw. Überkochung erreicht ist. Dieser Vorteil der Kosten-und Ausfallquotenverminderung kommt insbesondere bei Grossbetrieben mit vielen gleichzeitig arbeitenden Konservierungsanlagen zum Tragen und erlaubt im Grenzfall die Weiterführung eines Unternehmens, das sonst unterhalb der Rentabilitätsgrenze arbeiten würde. Vorteilhafte Anwendungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. So ist die Bedienung bereits wesentlich vereinfacht, wenn gemäss Anspruch 2 bei erreichtem Sollwert der Kerntemperatur und vorallem des Gesamt-F-Wertes ein Warnsignal erfolgt. Das Personal muss dann nur noch den Autoklaven abschalten und gegebenenfalls Massnahmen zur Abkühlung der Konserven ergreifen. Eine noch weitergehende Automatisierung ist bei einem Verfahren nach Anspruch 3 erreicht, das absolute Sicherheit gegen Überkochen der Konserven unabhängig von Anzahl und Aufmerksamkeit des Personals gewährleistet. Noch schneller und mit geringstem Personal- und Kostenaufwand arbeitet das in Anspruch 4 beschriebene Verfahren. An manueller Arbeit verbleibt dabei nur noch das Be- und Entladen der Autoklaven, welches grundsätzlich ebenfalls mechaftisierbar ist. Soll diese Tätigkeit jedoch von Hand erfolgen, so ist es besonders zweckmässig und zeitsparend das Personal gemäss Anspruch 5 mittels eines Warnsignals auF die Beendigung des Konservierungsprozesses aufmerksam zu machen. Eine besonders einfache Schaltung zur Realisierung des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich bei einer Ausführung nach Anspruch 6, weil dabei die zu addierenden F-Werte nicht aus der eingangs angegebenen mathematischen Beziehung zwischen F-Wert pro Minute und Kerntemperatur berechnet werden müssen, sondernaus einer z.B. in einem EPROM gespeicherten, diesem Gesetz entsprechenden Tabelle entnehmbar ist. Ein einfaches und zweckmässiges Gerät zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in Anspruch 7 be schrieben. Dabei sind die Temperatur- und F-Werte beson ders leicht und übersichtlich ablesbar, wenn das Display nach Anspruch 8 aufgebaut ist, so dass eine schnelle und sichere optische Überwachung sowohl des Aufheiz- ais auch des Abkühlvorganges ermöglicht ist. Die Figur zeigt den schematischen Aufbau einer Konser vierungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit Hilfe eines erfindungsgemässen Mess- und Steuergerätes. Die zu sterilisierenden Konserven, von denen der Über sichtlichkeit halber nur eine, normalerweise am kältes ten Ort in deren Mitte angeordnete Probekonserve 1 dar gestellt ist, befinden sich in einem druckdicht verschlos senem Autoklaven 2 in einem Wasserbad 3, das einen Kopf raum 4 zur Aufnahme des beim Erhitzen entstehenden Wasser dampf-Luft-Gemisches freilässt. Der Überdruck im Autokla ven 2 wird mittels eines Heizelementes 5 erzeugt und über ein Kontaktthermometer 6 gesteuert, dem die Messtempera tur von einem im Autoklaven 2 angeordneten Temperatur fühler zugeführt wird und mit dessen Hilfe die gewünsch te Wasser- bzw. Dampftemperatur sowie der Druck im Auto klaven 2 einstellbar ist. Die Kerntemperatur der Probekonserve 1 wird mit Hilfe ei ner Stichsonde 9 gemessen, deren als Thermoelement aus gebildete Messspitze 8 wasserdicht in den Konservenkern (kältester Ort) eingeführt ist. Der mit steigender Kern temperatur wachsende elektrische Widerstand des Thermo elementes wird einem Messverstärker 10 zugeführt, der eine dazu proportionale Ausgangsspannung liefert, die in ei nem nachfolgenden 8-Bit-A/D-Wandler 11 in ein digitales Signal umgewandelt und auf den Eingang El eines Micro computers 12 gegeben wird. Über einen zweiten Eingang E2 werden dem Microcomputer 12 Steuerbefehle von einem Tastenfeld 13 zugeführt, das je weils zwei Tasten für die Einstellung (höher/tiefer) des Sollwertes der Kerntemperatur und des F-Wertes, sowie ei ne Taste zum Starten bzw. Löschen der F-Wert-Addition. Der Microcomputer 12 besteht aus einer CPU (Central Processing Unit) einschliesslich eines RAM (Random Access Memory), sowie einem PIA (Peripherer Interface Adapter), einem Latch und einem EPROM (Electronically Programmable Read Only Memory). Letzterer ist derart programmiert,dass - die gemessene Kerntemperatur an einem am Ausgang Al an geschlossenen Display 14 angezeigt wird, - gemäss einer einprogrammierten, produktspezifischen Ta belle die zugehörigen F-Werte bestimmt, auf entspre chenden. Tastendruck in Minutenabstand addiert und der Summen-F-Wert am Display 14 angezeigt wird, - die Sollwerte der Kerntemperatur und des Summen-F-Wer tes in einem Bereich von 0 - 200 OC bzw. 0 - 20 ein stellbar sind, - der Istwert der Kerntemperatur mit dem eingestellten Sollwert verglichen wird und bei dessen Erreichen bzw. Überschreiten ein Steuersignal S1 am Ausgang A2 er zeugt wird, - der Istwert des Summen-F-Wertes mit dem eingestellten Sollwert verglichen wird und bei dessen Erreichen bzw. Überschreiten ein Steuersignal S2 am Ausgang A3 erzeugt wird. Das Steuersignal S1 bewirkt die Abschaltung des Heizelementes 5 und wahlweise über einen Schalter 15 einen akustischen Alarm mittels eines Signalgebers 16. Das Steuersignal S2 steuert über ein Verzögerungsglied 17 und jeweils ein Ventil 18, 19 in der Wasser- Abfluss- bzw. -Zuflussleitung 20, 21 den Wasserstand im Autoklaven2 derart, dass nacheinander das Heisswasser abgepumpt und das Kühlwasser zugeführt wird. Messverstärker 10, D/A-Wandler 11, Microcomputer 12, Tastatur 13, Display 14, Schalter 15 und akustischer Signalgeber 16 sind in einem handlichen kleinen und leicht tragbaren Gerät eingebaut. Die Konservierungsanlage gewährleistet trotz ihres einfachen und kostengünstigen Aufbaus mit geringstem Überwachungsaufwand einen sehr sicheren, für Massenkonservierung geeigneten Betrieb.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Sterilisierung von Konserven durch Er hitzen, mit in einstellbaren Zeitabständen elektro nisch erfolgender Kerntemperaturmessung, Ermittlung des zugehörigen summierten F-Wertes, sowie Anzeige dieser Werte an einem Display, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Temperatur wert und/oder der summierte F-Wert fortlaufend elek tronisch mit dem für die betreffende Konserve rele vanten einstellbaren Solltemperatur- und/oder Soll F-Wert verglichen und beim Erreichen bzw. Überschrei ten dieses bzw. dieser Sollwerte(s) jeweils wenigs tens ein Steuersignal (S1, S2) zur Verfahrensautoma tisierung erzeugt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steuersignal (S1,S2) ein akusti sches bzw. optisches Warnsignal auslöst. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass ein Steuersignal (S1) die selbsttätige Ab schaltung der Konservierungsanlage bewirkt. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuersignal (S2), vorzugsweise nacheinander, die Abführung des Heisswassers aus dem Autoklaven (2) und die Zufuhr von Kühlwasser bewirkt. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen oder Unterschreiten der Soll- Kern temperatur bei abgekühlter Konserve (1) ein akusti sches und/oder optisches Warnsignal ausgelöst wird. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die F-Wert-Summie rung durch Addition der zu den in den eingestellten Zeitabständen gemessenen Temperaturwerten gehörigen F-Wert-Schritte erfolgt, welche einem Speicher ent nehmbar sind, in dem ihre produktspezifische Tempera turabhängigkeit einprogrammiert ist. 7. Mess- und Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Steuersignale (S1,S2) und der Signale für die Temperatur- und F-Wert-Anzeige an ei nem Display (14) ein aus einer CPU mit einem RAM, ei nem PIA, einem Latch und einem EPROM aufgebauten Micro computer (12) vorgesehen ist, dem eingangsseitig die mittels eines Thermoelementes (8) in Form von Änderun gen des elektrischen Widerstandes gemessenen, mit Hil fe eines A/D-Wandlers (11) in Digitalsignale umgewan delten Temperaturen zugeführt sind. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Display (14) jeweils die Ist- und die Sollwerte von Temperatur und summiertem F-Wert übereinander an gezeigt werden.

Inventors: SCHROEDER, HELMUT
Applicants: SCHROEDER, HELMUT
Application year: 1984
Main classification: A23L3
IPC codes: A23L3, G05D23