Berechenbarkeit des Kühl-F-Wertes bei der Sterilisation

Nitsch, P. und I. Vukovic (2005) Mitteilungsblatt der Fleischforschung Kulmbach 44, Nr. 168
Beispiel: Initialtemperatur (I-Temp.) =
14,2 °C. Aufnahme der Daten bis
52,2 °C. Dabei ist es wichtig, dies
im gleichen Zeitintervall wie für die
F-Werterfassung durchzuführen. Üblicherweise
ist das 1 Minute.
3. Verschiebung der Temperaturkurve auf
eine imaginäre Initialtemperatur von
0 °C. Beispiel: Für o. a. I-Temp. =
14,2 °C werden alle bis 52,2 °C
gemessenen Temperaturwerte mit 14,2
subtrahiert.
4. Für diese Kerntemperaturwerte erfolgt
nun ein Vorzeicheninvertieren durch
Multiplikation mit -1.
Der Erste dieser Werte entspricht aus
rein thermokinetischer Sicht dem letzten
Temperaturwert in der Haltephase.
Ab dann erfolgt ja die schnellstmögliche
Abkühlung mit einem im Betrag weitgehend
identischen Raumtemperaturverlauf
zum Prozessphasenbeginn.
5. Diese Werte werden zum beim
Einleiten der Kühlphase aktuell gemessenen
Kerntemperaturwert (= “letzter
Haltephasenkerntemperaturwert“) hinzu
addiert und so ein imaginärer Kerntemperaturverlauf
bis unter 90 °C
modelliert.
6. Aus diesen Werten werden die korrespondierenden
L-Werte resp. F-Wert errechnet.
Das Verfahren erwies sich bei ersten,
orientierenden Untersuchungen als teilweise
zu ungenau, besonders wenn der
Raum- und damit der Kerntemperaturverlauf
asymmetrisch zueinander in Aufheiz-
und Kühlphase erfolgen. Während
beim Versuchsautoklaven die Dampferhitzung
davon nicht betroffen war, zeigten
Riesel-, aber besonders die Vollwassererhitzung
eine ausgeprägte Asymmetrie.
So führten besonders die Verwendung
von „erhitzungsempfindlichen“ Konservenformaten
mit großer, spezifischer
Oberfläche bei Vollwassererhitzung zu
unakzeptabel hohen Abweichungen bis zu
50 % zwischen vorausberechneten und
gemessenen F-Werten der Kühlphase.
B: Modifikation des Berechnungsverfahrens
Wie die Analyse von 63 Messdaten ergab,
beruhen die Fehlberechnungen auf einer
langsameren Abkühlung der Kerntemperatur
als deren Erhitzung. Um dies
in das Modell einbeziehen zu können,
wurde zunächst nach Abhängigkeiten zum
Raumtemperaturverlauf gesucht. Dies
erwies sich jedoch als ein Irrweg, da man
vor bzw. unmittelbar zu Beginn einer
Kochung nicht auf das Kühlverhalten der
Maschinen schließen kann. Viel gravierender
ist jedoch, dass sich je nach Kühlverfahren
diese Beziehungen bei der
untersuchten Maschine änderten, so dass
sich weder eine allgemein gültige Aussage
im Bezug auf den zur Untersuchung eingesetzten
Autoklaven noch Aussagen
genereller Art ableiten ließen.
Konstantes Verhältnis von Aufheiz- zu
Abkühlverhalten. Die Untersuchungen
zeigten aber, dass das Verhältnis
zwischen Anstieg und Abfall der
Kerntemperatur in Abhängigkeit des gewählten
Erhitzungsverfahrens konstant ist
und zwar unabhängig von der Höhe der
Raumtemperatur bzw. vom Konservenformat.
Ist also einmal dieses Verhältnis
bekannt, so lässt sich damit für das angewandte
Erhitzungsverfahren bei jeder
Temperatur rechnen.
Erfassung des Verhältnisses. In Abhängigkeit
der gewählten Raumtemperatur eines
Erhitzungsregimes wird die Differenz
zwischen 90 °C und dieser maximalen
Raumtemperatur gebildet. Beispiel:
RT = 118 °C, dann 118 - 90 = 28.
Im nächsten Schritt wird die Zeit in
Minuten erfasst, welche der Kerntemperaturverlauf
benötigt, um bei der Anfangstemperatur
beginnend diese Temperaturdifferenz
zu überwinden. Beispiel: Anfangstemperatur
= 5,5 °C, dann 5,5 + 28
= 33,5. Die Zeitspanne ab dem Start der
Messung bis zu dem ersten Überschreiten
dieser 33,5°C-Marke stellt also diesen
Aufheizphasenwert dar.
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