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Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von kontinuierlich arbeitenden
Sterilisierungs anlagen
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Es besteht also eine innere Kühlvorrichtung, wodurch eine günstige rasche Kühlung nach der Steril- sation in der Sterilisierungsanlage selbst erreicht wird. Das hydrostatische System kann daher bei Anwen- dung einer solchen zusätzlichen Kühlung durch ein gepresstes Gas oder durch Luft aufrecht erhalten wer- den. Hiebei kann aus den Räumen kleineren Druckes, die dem Höchstdruckraum - in der Durchgangsrich- tung der zu sterilisierenden Güter betrachtet-folgen, der durch die Wärmeabgabe der Güter erzeugte
Dampf über Rohre an jene Stellen der Flüssigkeitssäulen des Heizabschnittes geführt werden, wo ein klei- nerer Druck herrscht.
Es erweist sich ferner als zweckmässig, in der Nähe des unteren Endes der Trennwände der kommunizierenden Gefässe-gegebenenfalls regelbare-Durchgangsöffnungen vorzusehen.
Schliesslich können die Wassersäulen zur Erzeugung des hydrostatischen Überdruckes, oder nur eine Anzahl derselben, verschieden hoch sein.
Der Druck im Höchstdruckraum wird zu Betriebsbeginn durch den in diesen Raum eingeblasenen
Dampf oder durch das eingeblasene Gas, oder aber durch den Dampf, der nach Erhitzung des dort befindlichen Wassers erzeugt wurde, über den atmosphärischen Druck erhöht. Unter der Wirkung dieses Über- druckes wird der Flüssigkeitsstand in den zum Höchstdruckraum näher liegenden Rohrschenkeln der kom- munizierenden Gefässe, die an den Höchstdruckraum beiderseitig angeschlossen sind, der Druckerhöhung verhältnisgleich abnehmen, während er in den weiter liegenden zunehmen wird ; der hydrostatische Druck wird also mit dem Dampf- oder Gasdruck stets im Gleichgewicht sein. In der unteren Lage der herabgesunkenen Flüssigkeitssäulen werden die in den Trennwänden der kommunizierenden Gefässe angebrachten Durchlassöffnungen freigelegt.
In den der Reihe nach folgenden beiden benachbarten kommunizierenden Gefässen wiederholt sich der vorstehende Vorgang unter der Wirkung des Druckes des durch diese Durch- lassöffnungen hindurchströmenden Gases oder Dampfes, der Flüssigkeitsstand nimmt in den beiden inneren Rohren ab, während er in den beiden entfernteren Rohren ansteigt. Dieser Vorgang wiederholt sich gegen die beiden Enden des Systems zu so lange, bis im System der kommunizierenden Gefässe ein vollkommenes Gleichgewicht der hydrostatischen Drucke zustande kommt.
In diesem Zustand herrscht im Oberteil der äusseren Rohre der beiden am Rand liegenden kommunizierenden Gefässe ein atmosphärischer, im Unterteil hingegen ein der hydrostatischen Höhe entsprechender Druck, der durch den im andern Rohr des kommunizierenden Gefässes herrschenden Dampf- oder Gasdruck ausgeglichen wird. Im Unterteil der äusseren Rohre der beiden benachbarten kommunizierenden Gefässe herrscht ein Druck, der gleich der Summe des im vorigen kommunizierenden Gefäss vorhandenen Dampf-oder Gasdruckes und des hydrosta- tischen Druckes der Wassersäule ist, wobei mit diesem summierten Druck der im andern Rohr herrschende Dampf- oder Gasdruck im Gleichgewicht steht.
Der Druck des in der Mitte angeordneten Höchstdruck- raumes befindlichen Dampfes oder Gases wird also durch die Summe der hydrostatischen Drucke jener Flüssigkeitssäulen im Gleichgewicht gehalten, die in den an dessen beiden Seiten angebrachten kommunizierenden Gefässen zugegen sind. Daher kann der Druck des Höchstdruckraumes, selbst bei einer im voraus bestimmten Höhe der Flüssigkeitssäule, durch richtige Wahl der Kolonnenanzahl beliebig hoch gehalten werden.
An der einen Seite des Raumes höchsten Druckes und höchster Temperatur sind die zur Heizung dienenden, an der andern Seite die zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässe angeordnet. Die Temperatur des Wassers, das in den zur Heizung dienenden einzelnen kommunizierenden Gefässen vorhanden ist, kann durch unmittelbares Einblasen von Dampf oder durch eine mittelbare Wärmeübertragung - mit dem Gas- oder Dampfdruck parallel, der vom atmosphärischen Druck des Eingangsrohres des äusseren kommunizierenden Gefässes gegen den Höchstdruckraum zu stufenweise ansteigt-mittels bekannter Temperaturregler, von der Temperatur der zur Anlage geförderten Güter bis zur höchsten Temperatur auf einem im voraus festgesetzten Wert eingestellt werden.
Somit herrscht im Eingang des zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässes eine Temperatur von 80 bis IOOOC, die nach innen zu stetig zunimmt und schliesslich im Höchstdruckraum die zur Sterilisierung erforderliche Höchsttemperatur erreicht. Diese Temperaturen sind gleich mit den Temperaturen des gesättigten Dampfes, die den hydrostatischen Drucken der einzelnen Gefässe zugeordnet sind, oder liegen unter diesen Temperaturen.
An der andern Seite des, Höchstdruckraumes befinden sich die zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässe. Vor der Inbetriebsetzung kann die Temperatur der in diesen vorhandenen Wassersäulen durch eine mittelbare oder unmittelbare Wärmeübertragung zur benötigten Anfangstemperatur erhöht werden.
Die Förderung der Güter durch das System der kommunizierenden Gefässe wird durch eine sich Kon- tinuierlich oder periodisch fortbewegende Transporteinrichtung besorgt, die aus endlosen Förderketten, Körben, Förderelementen, aus dem Antrieb und den Ein-, bzw. Ausladevorrichtungen besteht.
Mittels dieser Transporteinrichtung treten die Güter am Oberteil der äusseren Flüssigkeitssäule des ersten zur Hei-
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z'mg dienenden kommunizierenden Gefässes, wo atmosphärischer Druck herrscht, ein, passieren sodann die einzelnen Organe des zur Heizung dienenden Abschnittes der kommunizierenden Gefässe, in denen Wasser und Dampf oder Gas von steigender Temperatur und zunehmendem Druck vorhanden sind, später auch den Höchstdruckraum, in dem auch die Höchsttemperatur herrscht, gehen dann durch die Organe des Abschnittes der zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässe, in denen abnehmende Drucke und Temperaturen herrschen, hindurch, und verlassen die Anlage am Oberteil der äusseren Flüssigkeitsäule des letzten zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässes, wo wieder atmosphärischer Druck vorhanden ist.
Beim Durchgang der Güter findet im zur Heizung dienenden Abschnitt eine Wärmeentnahme, im zur Kühlung vorgesehenen Abschnitt eine Wärmeabgabe statt. Durch diese Wärmeabgabe erfolgt in den zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässen eine Verdampfung, und der hiebei entwickelte Dampf wird durch Rohre an jene Stellen der Flüssigkeitssäulen des Heizabschnittes geleitet, wo der gleiche, oder ein geringerer Druck herrscht, womit ein Teil der zugeführten Wärmemenge zurückgewonnen werden kann.
Im Kühlabschnitt sind die im Inneren der Güter herrschenden Drucke und Temperaturen höher als diejenigen des Kühlmittels, weil die Aussentemperatur von dem Inneren des Gutes nur mit einer gewissen Verzögerung übernommen wird. Bei manchen Konserven ist es oft zweckmässig, den Kühlvorgang aus technologischen Gründen zu beschleunigen oder, besonders bei Konservengläsern, zu gewährleisten, dass die Güter auch im Kühlabschnitt unter Überdruck stehen sollen. Um dies zu verwirklichen, rüstet man ein oder mehrere kommunizierende Gefässe des Kühlabschnittes mit zusätzlichen Kühlorganen aus, zweckmässigerweise mit Kaltwasser-Einspritzdüsen. Das hydrostatische Gleichgewicht des Kühlabschnit-
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sichert, wodurch sich die Temperaturen der Flüssigkeitssäulen druckunabhängig beliebig wählen und re- geln lassen.
Die Höhen der einzelnen kommunizierenden Gefässe, sowie die Höhen der in diesen vorhandenen
Flüssigkeitssäulen können auch von einander abweichen, doch die Summen der Höhen der Flüssigkeit- säulen im Heiz- und Kühlabschnitt müssen miteinander gleich sein.
Das hydrostatische System kann auch derart ausgeführt werden, dass lediglich an der einen Seite des
Gas-, bzw. Dampfraumes von Höchstdruck und Höchsttemperatur eine Reihe von kommunizierenden Ge- fässen angeschlossen ist, wobei diese nebeneinander angeordnet, miteinander in Reihe geschaltet und zum
Teil mit Flüssigkeit gefüllt sind. Dem im Höchstdruckraum herrschenden Dampf- oder Gasdruck wird durch die Summe der hydrostatischen Drucke der in den angeschlossenen kommunizierenden Gefässen be- findlichen Wassersäulen das Gleichgewicht gehalten. Die Aufheizung der Flüssigkeitssäulen auf die mit- tels der bekannten Temperaturregler im vorhinein eingestellte Temperatur erfolgt durch unmittelbares
Einblasen von Dampf oder durch eine mittelbare Wärmeübertragung.
Die zu sterilisierenden Güter werden mittels einer endlosen, doppelten-parallel, aber sich in ent- gegengesetzten Richtungen fortbewegenden - Transporteinrichtung durch den Oberteil der äusseren Flüs- sigkeitssäule des ersten kommunizierenden Gefässes, wo atmosphärischer Druck herrscht, durch das Sy- stem der kommunizierenden Gefässe mit steigendem Druck und zunehmender Temperatur hindurch in den
Höchstdruckraum mit höchster Temperatur des Gases oder Dampfes, sodann von hier aus zurück über den gleichen Weg durch die Eintrittsstelle in den atmosphärischen Raum gefördert.
Da die sich einwärts und auswärts fortbewegenden Güter nebeneinander parallel, aber in entgegengesetzter Richtung wandern, wird die von den sich nach aussen fortbewegenden Gütern abgegebene Wärmemenge zur Erwärmung der Flüs- sigkeit bzw. der nach innen bewegten Güter unmittelbar-beinahe vollständig-verwertet. Zur Sterili- sierung genügt somit eine zum Ersetzen des äusseren Wärmeverlustes ausreichende Wärmemenge.
Die Erfindung wird nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeich- nungen näher beschrieben. In den Zeichnungen ist in Fig. l eine Anlage in schematischem Längsschnitt, in Fig. 2 eine andere Anlage in schematischem Längsschnitt und in Fig. 3 eine dritte Anlage in schemati- schem Längsschnitt dargestellt.
Die zu sterilisierenden Güter werden bei der Anlage gemäss Fig. l durch die Einladevorrichtung 1 der mit Körben ausgestatteten Transportkette 2 übergeben, welche die über die zum Teil mit Wasser gefüll- ten, zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässe 3. 4 und 5 fördert, sodann über den Höchstdruck- raum 6 und schliesslich über die zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässe 7,8 und 9, die zum Teil gleichfalls mit Wasser gefüllt sind, zur Entladevorrichtung 10 führt. In den Trennwänden der kommunizierenden Gefässe befinden sich Durchlassöffnungen 11.
Zur Erzeugung der Heizung bzw. des
Druckes im Höchstdruckraum 6 dienen die Dampfeinblasöffnungen 12 und zur Erzeugung der Heizung bzw.
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des Druckes der zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässe 3,4, 5 dienen die Dampfeinblasöff- nungen 13. In den kommunizierenden Gefässen 8 und 9 wird die wirksame Kühlung durch das durch die
Düsen 14 eingespritzte Kaltwasser bewerkstelligt.
Das hydrostatische Gleichgewicht der kommunizieren- den Gefässe 8 und 9, die zur Kühlung vorgesehen sind, wird durch die durch die Öffnungen 15 eingcblasene Druckluft erzeugt, deren Druck gleich dem in den entsprechenden kommunizierenden Gefässen des Heizabschnittes herrschenden Dampfdruck ist, womit das hydrostatische Gleichgewicht der zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässe sichergestellt ist.
Bei der Anlage gemäss Fig. 2 ist neben den Heizabschnitten 3, 4,5 und Kühlabschnitten 7, 8, 9 auch der Höchstdruckraum 6 zum Teil mit Wasser gefüllt, wobei dessen Heizung durch das an den Dampfstutzen 16 angeschlossene, mittelbare oder unmittelbare Wärmeübermittlungsorgan besorgt wird, während die Heizung des Heizabschnittes mittels der an den Dampfstutzen 17 angeschlossenen, mittelbar oder unmittelbar wirkenden Wärmeubertragungsorgane erfolgt. Dem Druck des in den Höchstdruckraum eingeblasenen, oder des dort durch mittelbare Wärmeübertragung erzeugten Dampfes hält die Summe der hydrostatischen Drucke der Flüssigkeitssäulen des aus dem in Reihe geschalteten kommunizierenden Gefässen bestehenden Systems das Gleichgewicht.
Der im Kühlabschnitt infolge der Wärmeabgabe der Güter entwickelte Dampf wird aus dem Dampfraum des zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässes 8 durch das Rohr 18 dem Wasserraum des zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässes 4, aus dem Dampfraum des zur Kühlung vorgesehenen kommunizierenden Gefässes 9 durch das Rohr 19 dem Wasserraum des zur Heizung dienenden kommunizierenden Gefässes 3 zugeführt, wobei in diesen Wasserräumen ein geringerer Druck als der des Dampfes herrscht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anlage werden die Güter von der Einladevorrichtung 1 der Transporteinrichtung 2 übergeben. Letztere führt die Güter längs einer doppelten und parallelen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Bahn durch die kommunizierenden Gefässe 20, 21,22 bis zum Höchstdruckraum 24, in dem auch die höchste Temperatur herrscht, bringt die Güter dann von dort über den gleichen Weg in den Raum atmosphärischen Druckes zurück ; sodann werden die Güter mit Hilfe der Entladevorrichtung 10 aus dem Sterilisator entfernt. Die Heizung der in den kommunizierenden Gefässen vorhandenen Flüssig- keitssäulen wird durch das mittelbare bzw. unmittelbare Heizorgan 25 bewerkstelligt.
In den Raum 24, in welchem Höchstdruck und Höchsttemperatur herrschen, wird durch den Dampfeinblasstutzen 26 Dampf geleitet ; dem Druck dieses Dampfes hält die Summe der hydrostatischen Drucke der Flüssigkeitssäulen das Gleichgewicht. Der hydrostatische Druck der in den einzelnen kommunizierenden Gefässen vorhandenen Wassersäulen wird durch die durch die Stutzen 27 eingeblasene Luft im Gleichgewicht gehalten, deren Druck mit Hilfe der auf das obere Niveau der einzelnen Flüssigkeitssäulen abgestützten Schwimmerventile in an sich bekannter Weise geregelt ist.
Die Temperaturen der einzelnen Wassersäulen lassen sich der von den verschiedenen Gütern abhängigen Sterilisierungs-Technologie entsprechend durch die be-
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sich nach aussen zu fortbewegenden Güter übergeben ihre Wärmemengen den Flüssigkeitssäulen der kommunisierenden Gefässe 22,21 und 20, wobei die Erwärmung der sich nach innen zu fortbewegenden Güter durch diese Wärmemenge erfolgt. Im Interesse einer guten Wärmerückgewinnung ist es zweckmässig, die Temperatur der Wassersäule des kommunizierenden Gefässes 20 der Temperatur der eintretenden Güter gleichzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betrieb von kontinuierlich arbeitenden Sterilisierungsanlagen mit Räumen, in denen ein hydrostatisch erzeugter Überdruck herrscht, wobei das hydrostatische System aus nebeneinander angeordneten und miteinander in Reihe geschalteten kommunizierenden Gefässen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrostatische System durch ein in die genannten Räume eingeleitetes Gas, z. B.
Luft, aufrecht erhalten wird, dessen Druck vom atmosphärischen bis über die Drücke des den in den einzelnen kommunizierenden Gefässen herrschenden Temperaturen zugeordneten gesättigten Wasserdampfes ansteigt.
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