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Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Milchpulver.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Milchpulver. Beim Aufbewahren von Milchpulver ist es erforderlich, den Gehalt des Pulvers an freien Sauerstoff äusserst niedrig zu halten, da sonst Oxydationsvorgänge auftreten und sich Bakterien entwickeln, die einen unangenehmen talgigen Geschmack der aus dem Pulver hergestellten Milch zur Folge haben. Bei dem bisher zu diesem Zweck angewendeten Verfahren hat man die Luft in den mit Milchpulver gefüllten Behälter durch von ungebundenem Sauerstoff freie Gase, z. B. Kohlenoxyd, verdrängt. Es hat sieh jedoch gezeigt, dass der Sauerstoffgehalt auf diese Weise nicht tief genug herabgesetzt werden kann.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung führt man, nachdem die das Pulver enthaltenden Behälter in einem luftdichten Kessel luftleer gemacht sind, unmittelbar darauf unter Beibehaltung des Luftabschlusses ein von ungebundenem Sauerstoff freies Gas ein, worauf die Behälter durch etwa 20 Stunden in diesem Zustand verbleiben, während welcher Zeit das Pulver seinen absorbierten Sauerstoff abgibt, der dann zusammen mit dem Gas durch neuerliches Absaugen entfernt wird, worauf die Behälter luftdicht verschlossen werden, so dass der Gehalt des Pulvers an freiem Sauerstoff unter 5 ems pro 454 g Pulver beträgt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfiihrungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Grundriss der Vorrichtung, Fig. 2 ein Aufriss einer Einheit der Vorrichtung, Fig. 3 ein Grundriss eines der Kessel, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 ein Grundriss des Verteilerkopfes, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 ein Aufriss einer Büchse vor Abschluss des Loches.
Die Vorrichtung hat mehrere Kessel 7, hier z. B. deren sieben, die z. B. wesentlich konzentriseh um einen Verteilerkopf angeordnet sind. Jeder Kessel hat einen senkrechten Zylinderkörper 3 und einen Deckel 4 zu luftdichtem Verschluss.
Zu diesem Zweck hat der Kessel nahe seinem oberen Ende eine äussere Ringnut 5, die durch Anschweissen od. dgl. eines Winkelringes 6 an die Aussenfläche des Kessels nahe dem oberen Rande ausgebildet ist. Diese Ringkammer kann mit einer Abdichtungsmasse, z. B. einer Mischung aus Paraffin und Bienenwachs, gefüllt werden, die in der Wärme rasch schmilzt und in der Kälte rasch erstarrt. Zum Zusammenwirken mit dieser Ringkammer hat der Deckel 4 einen abwärts ragenden Umfangflansch 7, der in einem Rohr endet, das am unteren Ende des Flansehes z. B. angeschweisst ist und einen Einlass 8 und Auslass 9 für Dampf oder kaltes Wasser hat. Der Einlass 8 ist an eine Dampfleitung und an eine Wasserleitung angeschlossen und kann durch Ventile Dampf oder Kühlwasser empfangen.
Der Flansch 7 ragt in den Kanal 5 hinab, und die Dichtmasse erhärtet um das Rohr 10 in Kanal 5, um so eine absolut luftdichte Verbindung zu schaffen. Zwecks beschleunigter Erhärtung der Masse kann kaltes Wasser durch den Einlass 8 in das Rohr 10 getrieben werden.
Ausserdem wird der Deckel 4 in der richtigen Lage durch mehrere Klappklemmen gehalten, die
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gegen die Oberfläche eines Gabelansatzes 14 des Deckels 4 legt, so dass die Schraube 77 in die Gabel eingeklappt werden kann, worauf die Mutter 1. 3 angezogen wird, um den Deekel festzuklemmen.
Der Deckel ist an den Körper- angelenkt und hat dazu radiale Scharnierlappen 15, die auf einem Zapfen 16 gelagert sind, der wiederum an dem Scharnierteil 17 des Kesselkörpers 3 gelagert ist. Dieses
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Gebilde kann daher absolut luftdicht gemacht werden mit Ausnahme des Auslasses für die Luft und des Einlasses für Gas, die beide noch-beschrieben werden, durch Ventile geregelt sind und selbst luftdicht gemacht werden können.
Jeder Behälter hat einen Luftauslass 18 in Form eines Rohres, das sich aufwärts durch den Verteilerkopf 2 öffnet und daran befestigt ist.
Dieser besteht aus einer wesentlich flachen Platte mit einem Kreisflanseh 19 nahe einer Kante und mit mehreren Kreisflansehen 20, die von der Oberfläche des Kopfes aufragen und konzentrisch um den Flansch 19 gruppiert sind, so dass eine konzentrische Reihe von Pfannen, hier sieben an der Zahl, nämlich für jeden Kessel eine, vorhanden ist. Jede der durch die Kreisflanschen 20 gebildeten Kammern hat eine Mittelöffnung in der Bodenwand, durch welche ein Rohr 18 ragt, das von einem Kessel 1 kommt und vorzugsweise in eine Zylinderhülse 21 geschraubt ist. Der Oberteil der Innenfläche der Hülse ist ohne Verschraubung, um das U-förmige Verbindungsrohr 22 einstecken zu können.
Der Fuss der Hülse 21 ist auswärts geflanscht und z :-B. durch Bolzen 24 mit der Bodenwand der vom Flansch 20 gebildeten Kammer verbunden. Der Flansch 20 liegt vorzugsweise konzentrisch in der Kammer und auch konzentrisch zum Rohre 18 und der diesem Durchlasse nach oben gebenden Öffnung in der Bodenwand. Zu weiterer Befestigung kann ein Ring 2.) das Rohr 18 unter dem Verteilerkopf 2 umgeben und von den Bolzen 24 erfasst werden.
Jeder der Behälter 1 hat also ein Rohr 18, und das Rohr 18 jedes Behälters ragt aufwärts durch eine Öffnung in die Bodenwand einer Kammer, die von einem der aufragenden Kreisflanschen 20 gebildet wird.
Wesentlich ebenso ist die von dem aufragenden Kreisflanseh 19 gebildete Kammer, in der die konzentrische Hülse 25 sitzt, mit einer Öffnung im Kammerboden versehen, durch die ein Rohr 26 zur Verschraubung mit dem Innengewinde der Hülse 25 ragt. Diese hat vorzugsweise unten einen auswärts gerichteten und am Boden der Kammer innerhalb des Flansches 19, z. B. durch Bolzen 27', befestigten Flansch. Die Bolzen 27'klemmen auch den Ring 28', der das Rohr 26 umgibt, gegen die Unterfläche des Verteilerkopfes 2.
Die Hülse 25 ist vorzugsweise axial etwas länger als die Hülsen 21, und die Innenfläche ihres oberen Teiles ist vorzugsweise glatt zwecks Gleitberührung mit dem andern Ende des U-Rohres 20.
Besonders Fig. 6 zeigt, dass die Hülsen 21 konzentrisch um die Hülse 25 gleichmässig verteilt sind, so dass das Ende 27 des U-Rohres 22 verschiebbar in den Oberteil jedes der Hülsenteile 21 eingeführt werden kann, während das andere Ende 28 des U-Rohres 22 in Gleitberührung mit der Hülse 25 bleibt.
Das Rohr 26, das zur Hochvakuumpumpe 29 führt, kann daher an jedes der Rohre 18 und somit an jeden der Kessel1 angeschlossen werden.
Es ist wichtig für das Verfahren, dass diese Verbindungen absolut luftdicht sind, damit jeder der Behälter bis auf 1 oder 2 mm Quecksilber ausgepumpt werden kann. Hiefür ist eine besondere Einrichtung zur Erzielung der Luftdichtheit zwischen dem U-Rohre 22 und dem Rohre 26 sowie irgendeinem der Rohre 18 vorgesehen, u. zw. ist jede der durch die aufragenden Flanschen 20 und die konzentrische Hülse M gebildeten Kammern und die vom Flansch 19 und der konzentrischen Hülse 25 gebildete Kammer mit einer Masse gefüllt, die, wie eine Mischung von Paraffin und Bienenwachs, leicht schmelzbar ist und in der Kälte rasch erstarrt.
Am Ende 28 hat das U-Rohr 22 einen seitlich ragenden Flansch 80, der an der Kante einen abwärts ragenden Flansch 31 (Fig. 6) hat. Mit andern Worten, dieses Gebilde stellt wesentlich einen Winkelring dar, der das Ende 28 des Rohres 22 umgibt, und der Abwärtsflansch 31 endet in einem Rohre. 32, das sich um das Unterende des Flansches herum erstreckt und z. B. daran angeschweisst ist, um Dampf zum Schmelzen oder Kühlwasser zum beschleunigten Erhärten der Dichtmasse zuzuführen.
Der Flansch. 30 kommt in Berührung mit der Oberkante der Hülse 26, wenn das Ende 28 des Rohres in die Hülse 25 eingesetzt wird, und der Flansch. 31 und das Rohr. 32 ragen in die Dichtmasse, wodurch die Verbindung zwischen den Rohren 28 und 26 absolut luftdicht gemacht wird.
Entsprechend hat das andere Ende 27 des Rohres 22 einen seitlich ragenden Kreisflansch. 3. 3, der an seiner Kante einen kreisförmigen abwärtsragenden Flansch 34 hat. An diesem ist unten ein
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des Rohres 22 mit irgendeinem der Rohre 18 wird das Kreisrohr 35 in die Dichtmasse in der vom Flansch 20 umschlossenen Kammer eingetaucht, so dass eine absolut dichte Fuge zwischen dem Ende 27 des Rohres 22 und jedem beliebigen der Rohre 18 hergestellt werden kann.
Zwecks Durehleitung von Dampf durch das Rohr 82 und das Rohr 85 führt eine Leitung 76 zu einer Quelle von Dampf und auch zu einer Quelle von Wasser. Beide Anschlüsse sind durch Ventile regelbar. Die Leitung 76 ist laut Zeichnung an das Rohr. 35 angeschlossen. Das Fluidum strömt um das Rohr 85 und entweicht durch das Verbindungsrohr 36 zum Rohre. 32 (Fig. 5). Das Fluidum strömt dann
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welche durch das Rohr. 40 mit einer Ableitung verbunden ist. Zwecks Verbindung des U-förmig-PI1 Austrittsrohres. 37 mit der Vorlage. 39 bei allen Stellungen des Rohres 22 ist der Verteilerkopf 2 mit einer
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der Zahl der Kessel 1 gleichen Zahl vorhanden sind.
Ebenso gross ist die Zahl der durch die aufragenden Flanschen 20 gebildeten Kammern. Die Anordnung ist so, dass. wenn das Ende 27 des Rohres 22 an eines der Rohre 18 angeschlossen ist, das freie Ende des Rohres 37 verschiebbar in eine der entsprechenden Buchsen 4 greift.
Jede dieser Büchsen, deren hier sieben vorhanden sind, ist durch Gewinde mit einem Rohre : J8 verbunden, das zu der Vorlage. ? führt. Diese ist ein langer Zylinder, der sieh unter dem Verteilerkopf
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der Rohre 37 direkt in eine Abwasserleitung eingeführt werden könnte.
Das Rohr 22 wird von einem drehbaren und axial beweglichen Zapfen 42 getragen, der in einer vom Verteilerkopf 2 getragenen zweiteiligen Stütze 43 gelagert ist. Das untere Ende dieses Zapfens kann in einem Teil einer zweiteiligen Klemmschelle 44 gesehraubt sein, die um das Rohr 22, z. B. durch Schrauben festgezogen wird und durch Mutter 45 gesichert ist. Diese hat etwas Abstand von der Unterfläehe des Nachbarteiles der Stütze 43, so dass der Zapfen 42 frei drehbar und axial verschiebbar ist.
Die axiale Bewegung ist lang genug, um zu gestatten, dass das Ende 27 des Rohres 22 von der Hülse 21 entfernt wird. Das Rohr 22 kann dann um das Ende 28 geschwungen und in eine andere der Hülsen 21 eingeführt werden. Die Hülse 25 ist axial lang genug, um ein Heraussehlüpfen des Endes 28 des Rohres 22 aus der Hülse innerhalb der normalen Bewegungsgrenzen der Klemme 44 zu verhindern.
Die Klemme, der Zapfen und die Stütze könnten aber auch fehlen, da das U-Rohr sieh auch selbst
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So kann die Vakuumpumpe 29 in absolut luftdichte Verbindung mit jedem der Kessel 1 gebracht werden, um ihn wesentlich vollständig zu entlüften.
Die Kessel 1 haben ferner ein Einlassrohr 46 für ein Gas wie ('02, N od. dgl., das keinen freien oder ungebundenen Sauerstoff enthält. Als Beispiel wird hier das Verfahren nur mit CO2 beschrieben. Der Gaseinlass liegt am Kessel dem Entlüftungsrohr M gegenüber. Ein wesentlich halbkreisförmiges Rohr 47 (Fig. 1) wird in Verbindung mit jedem Kessel benutzt, und ein Verbindungsrohr 48 dient dazu, jeden dieser Gaseinlässe in Verbindung mit einem Einzelrohre 49 zu bringen. Die Verbindung zwischen jedem Halbkreisrohre und dem Anschlussrohre 48 wird durch ein Ventil 50 gesteuert, so dass jeder der Kessel 1 bzw. alle diese Kessel in Verbindung mit dem Rohre 49 gebracht werden können, das durch den Heisswasserbehälter 51 zu Behältern 52 für CO2 führt. Ein Reduzierventil 53 regelt das Gas.
Das Rohr 49 ist vorzugsweise im Heisswasserbehälter 51 als Schlange ausgebildet, um das Gas zu heizen.
Jeder Kessel 1 hat ein selbständiges Sicherheitsventil, so dass der Druck im Kessel nicht eine bestimmte Grenze, z. B. 5'443 kg übersteigen kann. Doch ist dieses Sicherheitsventil so ausgebildet, dass die Herstellung eines vollständigen Vakuums im Kessel möglich wird.
Zu diesem Zweck ist ein Rohr 54 an dem Kessel angeschlossen und führt zu einem U-Rohre, dessen einer Schenkel 55 etwas enger als der andere Schenkel 56 ist ; z. B. hat der Schenkel 55 einen Durchmesser von 6'35 mm und der Schenkel 56 einen Durchmesser von 7'93 mm. Der Schenkel 55 ist mindestens 0'813 m lang, so dass ein wesentlich vollständiges Vakuum in den Kesseln 7 ohne Eindringen von Luft durch das U-Rohr herstellbar ist, wenn eine Saugwirkung in den Kesseln ausgeübt wird.
Wird in einem der Kessel 1 Druck erzeugt, so wird, wenn er über das bestimmte Mass von z. B.
5'443 kg hinausgeht, das Quecksilber in dem betreffenden U-Rohre in den Behälter 57 geblasen, so dass das in den Kessel gefüllte Gas entweichen kann, um den Druck zu verringern. Durch Öffnen des Ventils 5S kann man das Quecksilber zum U-Rohre für weitere selbsttätige Regelung zurückkehren lassen.
Jedes Rohr 18 hat ein Ventil 59 zur Steuerung der Verbindung mit dem entsprechenden Kessel.
Um dieses Ventil luftdicht zu machen, liegt es in einem mit Öl od. dgl. gefüllten Kasten 60 zur Erzielung einer Flüssigkeitsdichtung, die das Ventil bei allen Betriebszuständen luftdicht macht.
Um das Öffnen des Deckels 4 jedes der Kessel 1 zu erleichtern und den Deckel offen zu halten, hat jeder Deckel ein paar Gewichte 61, die an der Aussenseite der Gelenkstange 46 liegen und gelenkig an Ansätzen des Deckels 4 gelagert sind, dessen Gewicht sie wesentlich ausgleichen.
Mit dieser Vorrichtung kann das Verfahren wie folgt ausgeübt werden :
Das zu verpackende Milchpulver wird erst in eine Büehse A gefüllt. Gewöhnlich kommen diese Büchsen mit getrennten Deckeln, und diese haben ein Luftloch (Fig. 7) mit einem Querschnitt von
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dass die Büchsen wesentlich ganz mit dem Pulver gefüllt werden.
Die Büchsen werden nun mit diesen Deckeln verschlossen und werden dann in Körbe 62 gepackt.
Z. B. kann jeder Korb etwa 400 Büchsen zu je 454 y aufnehmen. Jeder Korb 62 hat einen losen Deckel 6. ?, der auf der Oberkante des Korbes ruht (Fig. 4) und nicht luftdicht abschliesst. Beliebig viele solcher Körbe, z. B. drei, werden übereinander in jedem Kessel 1 gestapelt.
Der Kessel 1 wird dann mittels des Deckels 4 und der abdichtenden Schmelzmasse, wie oben beschrieben, absolut luftdicht verschlossen und wird dann an die Vakuumpumpe 29 mittels des U- Rolms 22 angeschlossen, indem sein Rohr 18 mit dem Rohr 26 verbunden wird. Die Fugen zwischen diesen Rohren werden durch die Erstarrung der Schmelzmasse um die Abwärtsflanschen am Rohr 22 absolut luftdicht verschlossen.
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Die Vakuumpumpe 29 wird dann abgelassen, und das Ventil 59 zum Kessel wird allmählich geöffnet, so dass das Vakuum um etwa 152 mm pro Minute steigt. Hat das Vakuum etwa 711 mm erreicht, so wird
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etwa 0'141 Atm. Dies erfordert gegenwärtig etwa sechs Minuten.
Das Ventil 50 wird dann geschlossen und man lässt den Kessel mit seinen Körben 20 Stunden stehen. Während dieser Zeit nimmt der Druck der CO2 allmählich von 0'141 Atm. bis auf etwa 0'035 Atm. ab. Letzterer Wert sehwankt etwas mit Temperatur und Barometerdruek.
Am Ende der 20stÜndigen Periode wird der Behälter 1 wieder mit der Vakuumpumpe 29 durch
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evakuiert. Der Gehalt an freiem oder ungebundenen Sauerstoff wird dadurch bis auf etwa 3'5 cm3 für je 454 g Pulver verringert, was unterhalb der für die Haltbarkeit des Pulvers zulässigen Menge liegt und die Entwicklung eines Geschmackes nach Talg ausschliesst.
Die Verbindung mit der Vakuumpumpe wird dann unterbrochen, das entsprechende Ventil 50 wird geöffnet, und unter Regelung durch das Ventil 53 wird der Behälter mit CO2 bis zu einem Drucke von etwa 0-703 Atm. gefüllt. Diese Füllung übersättigt die Oberfläche der Teilchen des Pulvers mit Cors, so dass ein langsamer Strom von CO2 durch die sehr feinen Löcher in den Büchsen etwa während der ersten halben Stunde nach Abstellung des Druckes entweicht, wodurch während der zum Verschliessen der Luftlöcher nötigen Zeit das Eindringen von Luft durch die Luftlöcher in die Büchsen verhindert wird.
Man lässt den mit CO2 bis zu wesentlich 0'703 Atm. gefüllten Kessel etwa 30 Minuten stehen, und der Druck wird dann allmählich durch Ausströmenlassen des Gases in die Aussenluft nachgelassen. Dies erfordert etwa zwei oder drei Minuten, um auf atmosphärischen Druck herunterzukommen.
Ist dieser im Behälter 1 erreicht, so wird der Deckel 4 gehoben, nachdem man Dampf durch Rohr 10 geschickt hat, um das Wachs zu schmelzen, und die Körbe werden dann aus dem Kessel genommen, worauf die Luftlöcher in den Büchsen so schnell als möglich verlötet werden. Die Kessel sind von solcher Grösse, und die Zahl der Büchsen im Kessel ist so bemessen, dass die Luftlöcher in allen Buchsen vorzugsweise innerhalb 30 Minuten von dem Zeitpunkt ab verlötet werden können, in dem der Druck nachgelassen wurde. Da die Büchsen CO2 während dieser Zeit abgeben, so kann kein Sauerstoff eindringen.
Die Füllung der Buchsen vor dem Verlöten mit einem Gas unter Überdruck ist an sieh bekannt.
Der so erzeugte Handelsartikel besteht aus einem luftdichten Behälter, der mit einem Gase gefüllt ist, das keinen freien oder ungebundenen Sauerstoff enthält und Milchpulver einschliesst, in welchem der Gehalt an freiem oder ungebundenem Sauerstoff unter 5 em3 (unter normalen Verhältnissen gemessen) für je 454 g Milchpulver der Füllung beträgt. Dadurch erhält man ein Milchpulverprodukt und besonders ein solches, das Butterfette enthält, mit einer bisher unerreichten Haltbarkeit. Die Büchsen können auf Lnftdichtheit beliebig geprüft werden.
Wird CO2 als Gas benutzt, so werden die Büchsen mit dem Boden nach oben abgestellt und mindestens sieben Tage so stehen gelassen. Während dieser Zeit wird die CO2 allmählich absorbiert, wodurch in den Büchsen ein Vakuum von 12'7 bis 20'3 mm Quecksilber auf Grund der teilweisen Absorption der COS durch das Pulver erzeugt wird. Dieses Vakuum zieht die Böden der Büchsen einwärts.
Nach einer Woche werden die Büchsen sämtlich auf diese Einziehung der Böden in beliebiger Art geprüft, z. B. durch einen elektrischen Alarmprüfer, der ein Läutewerk betätigt, wenn die Bodeneinziehung nicht einen bestimmten Mindestbetrag überschreitet. Die Absorption der CO2 durch das Pulver und das dadurch in den Büchsen bedingte Vakuum schafft daher einen sicheren und zuverlässigen Weg, um zu beliebiger Zeit festzustellen, ob eine Büchse undicht ist. Das Vakuum vergrössert sich während einer beträchtlichen Zeit bis auf 27'9 bis 38'1 mm und die undichten Büchsen können ausgeschieden werden, da es für die Haltbarkeit der Ware wichtig ist, dass die Büchsen luftdicht sind.
Das neue Produkt hat ausserdem das Kennzeichen, dass ein Unterdruck im Behälter besteht.
Bei der beschriebenen Vorrichtung können alle Kessel zu gleicher Zeit im Betriebe sein, d. h. also der erste Kessel kann zunächst gefüllt und dann unter Vakuum gesetzt werden. In der Zwischenzeit wird der zweite Kessel gefüllt, und wenn ein genügendes Vakuum im ersten Kessel erreicht ist, so wird das Rohr 18 vom zweiten Kessel her in Verbindung mit der Pumpe durch das Sehwenkrohr 22 gebracht. Während nun der erste Kessel mit CO2 oder einem andern Schutzgas beschickt wird, wird der zweite Kessel unter Vakuum gesetzt. Entsprechend wird, wenn dieser das nötige Vakuum erreicht hat, das Rohr 22 verschwenkt, um den dritten Kessel in Verbindung mit der Vakuumpumpe zu bringen. Mithin stellt dieser neue Apparat ein Hilfsmittel dar, um das Verfahren ununterbrochen während des ganzen Tages fortzuführen.
Man lässt die Kessel 20 Stunden stehen, worauf sie nacheinander evakuiert, mit CO2 gefüllt
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oder ein sonstiges entsprechendes Gas in ähnlichem Masse enthalten, etwa sieben Tage gestanden haben, in welcher Zeit ein teilweises Vakuum sich in den Büchsen ausbildet, ist es leicht, die undichten Büchsen daran zu erkennen, dass ihre Enden nicht oder. minder eingezogen sind. Nachdem so die guten Büchsen heraus-
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