Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von in verschlossenen Behältern befindlichen Erzeugnissen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Behandeln von in Behältern befind lichen Erzeugnissen mit Wärme, im besonderen zum Vorerhitzen von Lebensmitteln, beispielsweise Milch, in hermetisch verschlossenen Behältern, wie Büchsen, als Vorbereitung für die Sterilisierung der Lebens mittel.
Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter durch ein eingeschlossenes flüssiges Erhitzungsmittel geführt werden, wobei auf der ein geschlossenen Flüssigkeit durch ein nicht-kondensier- bares Gas ein vorbestimmter Druck aufrecht erhalten wird, und dass in der Flüssigkeit ein Temperaturgefälle aufrechterhalten wird, wobei sich die Temperatur in der Richtung, in der die Behälter das Erhitzungsmittel durchwandern, erhöht.
Die Erfindung sieht ferner eine Einrichtung zum Behandeln von in verschlossenen Behältern befind lichen Erzeugnissen vor, die ein langgestrecktes Druck- gefäss, eine Vorrichtung zum teilweisen Füllen des Gefässes mit dem flüssigen Erhitzungsmittel, eine Vorrichtung zum Einlassen eines nicht-kondensier- baren Gases in das Gefäss oberhalb der Flüssigkeit, und zum Aufrechterhalten eines über dem atmo sphärischen Druck liegenden Druckes,
eine an dem einen Ende des langgestreckten Druckgefässes ange ordnete Vorrichtung zum Einsetzen der abgeschlos senen Behälter in das Gefäss unter Aufrechterhaltung des Flüssigkeits- und Gasdruckes im Gefäss, eine Vorrichtung im Gefäss, die die Behälter von dem einen Ende des Gefässes zum anderen befördert, eine in der Nähe des anderen Endes des langgestreckten Druckgefässes angeordnete Austragsvorrichtung, die die Behälter der Beförderungsvorrichtung entnimmt und diese unter Aufrechterhaltung des über dem atmosphärischen Druck liegenden Druckes im Gefäss aus diesem austrägt, und eine Erhitzungsvorrichtung im Gefäss,
die die Flüssigkeit im Gefäss auf eine vor bestimmte Temperatur erhitzt, die unterhalb des Siedepunktes der genannten Flüssigkeit bei atmosphä rischem Druck liegt, welche Vorrichtung in der Nähe des einen Endes des Gefässes angeordnet ist, und die die Temperatur der Flüssigkeit bis zum anderen Ende des Gefässes in einem vorbestimmten Gefälle auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit liegt.
Nach einem an sich bekannten Verfahren zum Behandeln von Milch wird kalte Milch mit einer Temperatur von<B>100</B> C in Büchsen verschlossen und danach bei einer Temperatur von 115-118p C steri lisiert. Werden die kalten Milchbüchsen sofort ohne vorhergehende Erwärmung in die heisse Sterilisier- vorrichtung gebracht, so wird die Güte der Milch durch die Bildung eines Milchniederschlages an der Innenseite der Büchsen beeinträchtigt, welcher Nieder schlag als Anbrennen bekannt ist. Um das An brennen zu vermeiden, muss die Temperatur der Milchbüchsen durch eine vorbereitende Wärme behandlung auf ungefähr die Sterilisierungstemperatur allmählich erhöht werden.
Nach einem bereits bekann ten Verfahren zum vorbereitenden Behandeln mit Wärme werden die Büchsen durch Wasser in einem offenen oder unter atmosphärischem Druck stehenden Gefäss geleitet, wobei die Temperatur des Wassers so reguliert wird, dass es am Eintragende des Gefässes kühl ist, und dass die Temperatur des Wassers all mählich erhöht wird, bis sie am Austragende des Gefässes ungefähr den Siedepunkt erreicht.
Es ist einzusehen, dass die mit diesem Verfahren bei atmo sphärischem Druck erreichbare Höchsttemperatur der Siedepunkt des Wassers (100p C). ist, weshalb in gewissem Ausmass ein Anbrennen erfolgt, wenn die Büchsen bei 1000 C in eine Sterilisiervorrichtung eingetragen werden, deren Temperatur 11511 C beträgt, sofern die Temperatur der Büchsen nicht vorher dadurch erhöht wird, dass sie durch eine weitere Vor wärmeinrichtung geleitet werden, deren Temperatur auf 100 C-1150 C gehalten wird.
Die Erfindung ermöglicht es nun, in einer Ein richtung durch vorheriges Erhitzen die Milchbüchsen von einer niedrigen Anfangstemperatur aus auf eine hohe Sterilisationstemperatur zu bringen, und zwar in einem einzigen Druckgefäss, wobei z.B. Wasser als Erhitzungsmittel nach und nach von einer unterhalb des Wassersiedepunktes bei atmosphärischem Druck auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der Temperatur des bei atmosphärischem Druck sie denden Wassers liegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, die ein senkrechter axialer Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienenden Einrichtung ist.
Die Einrichtung 2 zum Durchführen des erfin- dungsgemässen Verfahrens weist ein Druckgefäss mit Haspel und Wendel auf, wie in dem amerikani schen Patent Nr. 2536116 beschrieben. Die Einrich tung 2 weist im allgemeinen einen zylindrischen Körper 3 mit verschlossenen Enden 4 und 6 und einer einen Teil des Körpers bildenden Ablaufwanne 7 auf, welche Teile zusammen ein Druckgefäss bilden.
An dem einen Ende des Körpers 3 ist ein den Druck aufrecht erhaltendes Büchseneintragventil 9 und am anderen Ende des Körpers ein den Druck aufrecht erhaltendes Büchsenaustragventil 11 vorgesehen, welche genannten Ventile im oben erwähnten Patent beschrie ben sind und kalte Büchsen einer im Gefäss 8 ange ordneten Haspel zuführen, welche Büchsen in erhitz tem Zustand aus dem Gefäss 8 in eine nicht dar gestellte Sterilisiervorrichtung ohne übermässig hohen Verlust des Druckes im Gefäss befördert werden.
Die Haspel 12 weist zwei im Abstand stehende, an einer in der Mitte angeordneten Antriebswelle befestigte Radsterne 13 auf, die am Umfang eine Anzahl von aus Winkeleisen bestehenden Stosstangen 16 tragen, so dass am Umfang der Haspel eine Anzahl von sich in der Längsrichtung erstreckenden Büchsenbahnen 17 gebildet wird. Die Welle 14 ist in den Stirnseiten 4 und 6 des Gefässes 8 gelagert und wird von einer geeigneten (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung in Umdrehung versetzt, die mit einem auf die Welle aufgekeilten Zahnrad 18 im Eingriff steht.
An der Innenwandung des zylindrischen Körpers 3 ist eine aus T-Eisen bestehende Führung 19 in Form einer die Büchsen führenden Wendel konstanter Ganghöhe befestigt, wobei das Eintragventil 9 die Büchsen der Wendel an dem einen Ende zuführt, die die Büchsen am anderen Ende zum Austragventil 11 leitet.
Die Haspel 12 befindet sich innerhalb der Führung 19 und wirkt mit dieser derart zusammen, dass die Büchsen aus dem Eintragventil 9 in die Büchsenbahn 17 der Haspel fallen, wobei beim Drehen der Haspel das Gewinde der T-Eisenführung 19 an der Stirnseite der Büchsen angreift und diese querliegend weiterschiebt, bis sie das Austragventil 11 erreichen.
Die Haspel 12 ist durch kreisrunde, an dieser befestigte Trennbleche 21, 22, 23 und 24 unterteilt, während die Wanne 7 direkt unter diesen Trenn blechen durch Trennbleche 21a,<I>22a,</I> 23a und<I>24a</I> in fünf gesonderte, jedoch nicht voneinander isolierte Heizeinheiten oder Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 unter teilt ist. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass die Trennbleche in keiner Weise den Durchlauf der Büch sen aus der einen Zone in die nächste behindern, wie die Trennbleche auch nicht die Strömung der Flüssigkeit aus der einen Zone zur anderen behindern.
Das zum Erhitzen der Büchsen verwendete Wasser wird durch eine Rohrleitung 32 in das Gefäss 8 bis zu einer, durch die Linie 33 gekennzeichneten Höhe gepumpt. Das Wasser wird durch Dampf erhitzt, der in das Wasser durch die Dampfdüsen 34 in jede der Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 in der Wanne geleitet wird. Alle Dampfdüsen 34 stehen über einer Rohrleitung 35 mit einer Dampfquelle, beispielsweise einem Boiler 37 in Verbindung, wobei die Düsen 34 in jeder Zone unabhängig voneinander von einer geeigneten selbst tätigen Temperaturregelvorrichtung 36 reguliert wer den, die in das Wasser in den einzelnen Zonen nur so viel Dampf treten lässt, dass die Temperatur in jeder Zone auf einer vorher bestimmten Höhe gehalten wird.
An der Welle 14 der Haspel 12 sind ähnliche Dampf düsen 38 angebracht, die in jede Zone, die Zone 26 ausgenommen, Dampf leiten, welche Zone 26 am kühlsten gehalten wird. Die Düsen 38 ergänzen die Düsen 34 und dienen in erster Linie zum rascheren Erwärmen des Wassers, wenn die Einrichtung 2 für den Betrieb vorbereitet wird. Die Düsen 38 können alle von einem einzelnen Regulierventil 39 in einer Leitung reguliert werden, die von der Rohrleitung 35 aus zu den Düsen 38 führt, während zum Aufrechterhalten der gewünschten Temperaturen in den verschiedenen Zonen die mit den Düsen in Verbindung stehenden verschiedenen selbsttätigen Temperaturregelvorrich- tungen 36 dienen.
In das Gefäss 8 wird durch eine Rohrleitung 42 Pressluft eingelassen, so dass das Wasser im Gefäss 8 von einer Luftschicht überlagert wird. Diese Luft schicht wird auf einem konstanten Druck gehalten, welcher Druck über dem des gesättigten Dampfes liegt, der gleich dem Druck bei der im Gefäss zu verwendenden höchsten Wassertemperatur ist, das heisst bei der Temperatur des Wassers in der Zone 30. An die Rohrleitung 42 ist eine selbsttätige Druck reguliervorrichtung 43 irgend einer bekannten Aus führung angeschlossen, die selbsttätig den Druck im Gefäss 8 auf einer vorher bestimmten Höhe hält. Zum Ablesen des im Gefäss 8 herrschenden Druckes ist ein Druckmesser 44 vorgesehen.
Zum Durchführen des erfindungsgemässen Ver fahrens mit Hilfe der oben beschriebenen Vorer- hitzungseinrichtung 2 wird diese mit Wasser bis zu der durch die Linie 33 angezeigten Höhe gefüllt und durch die Rohrleitung 42 Pressluft in das Gefäss 8 gepumpt, so dass das Wasser im Gefäss von einer Luftschicht überlagert wird. Der Druckregler 43 hält den gewünschten Druck der Luft aufrecht, welcher Druck ungefähr 0,843 bis 1,054 kg pro cm2 beträgt, der eine Erhitzung des Wassers in der Zone 30 auf 1150C ohne Sieden zulässt.
Danach wird das Wasser durch den aus -den Düsen 34 und 38 tretenden Dampf erhitzt, die vom Ventil 39 und der selbsttätigen Temperaturregelvorrichtung 36 reguliert werden, so dass in den Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 eine Durch schnittstemperatur von 600, 820, 93 , 1040 bzw. 115 C aufrechterhalten wird.
Die vorzuwärmenden Milchbüchsen werden vom Eintragventil 9 in die von der T-Eisenführung 19 gebildete sich schraubenlinienartig windende Büchsen führung eingeführt und von den Stosstangen 16 der sich drehenden Haspel 12 zum Austragventil 11 befördert. Wenn sich die Büchsen durch das erhitzte Wasser in den verschiedenen Zonen des Gefässes vorwärts bewegen, wird die Temperatur der Büchsen allmählich von anfangs 130C auf ungefähr 115 C erhöht.
Werden die Büchsen nunmehr aus der Vorer- hitzungseinrichtung 2 in die (nicht dargestellte) Sterilisierungsvorrichtung befördert, in der eine Tem peratur von ungefähr 115 bis 1180C aufrecht erhalten wird, so erfolgt daher nur eine sehr geringe Erhöhung der Temperatur und damit kein zu beanstandendes Anbrennen .
Es sei darauf hingewiesen, dass die Trennbleche das Gefäss wirksam in verschiedene Erhitzungszonen aufteilen, die Bewegung der Büchsen von Zone zu Zone jedoch nicht behindern und zulassen, dass Wasser und Luft zwischen den verschiedenen Zonen hin- und herströmt. Da die sich in ununterbrochener Folge durch das Gefäss 8 bewegenden Büchsen dem Wasser Wärme entziehen und sich immer zu den Zonen mit der höheren Temperatur an der rechten Seite der Zeich nung bewegen, kann die Durchschnittstemperatur in jeder Zone von den Dampfdüsen 34 leicht aufrechter halten werden, die von den Temperaturregelvorrich- tungen 36 selbsttätig geregelt werden.
Obwohl sich die vorstehende Beschreibung beson ders auf ein Verfahren zum Behandeln von Büchsen milch bezieht, ist einzusehen, dass das Verfahren auch auf andere, in anderen Behältern befindliche Erzeug nisse angewendet werden kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, dass das Verfahren zum Vorerhitzen von Büchsen gegenüber den bisher bekannten Verfahren insofern eine Verbesserung bedeutet, als die Temperatur der Büchsen in einem einzelnen Gefäss mit Hilfe erhitzten Wassers allmählich auf die Sterilisierungstemperatur erhöht werden kann, wobei das Anbrennen in den Büchsen vollständig und auf billige Weise vermieden wird. Ohwohl nur eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, können selbst verständlich verschiedene Änderungen und Abwand lungen vorgenommen werden, ohne -von der Erfin dung abzuweichen.