DE102006062086A1

DE102006062086A1 - Entkoppelte Überdruckretorte

Info

Publication number: DE102006062086A1
Application number: DE102006062086A
Authority: DE
Inventors: Herbert Cordes; Gebhard Kregel
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Mars Inc
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-03
Also published as: WO2008080549A3; AU2007341655A1; US20100139501A1; WO2008080549A2; EP2094571A2; ZA200903455B; RU2009124581A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überdruckretorte mit zumindest einem darin angeordneten Behälter, wobei der Behälter in der Retorte über einen Antrieb bewegbar ist und der Behälter über zumindest ein Auflager in der Retorte gestützt ist, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Kompensator(en), der bzw. die an der Retorte angefügt ist bzw. sind, um eine Entkopplung zwischen dem Retorteninnenraum, der Retorte selbst und dem Retortenäußeren bereitzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überdruckretorte mit zumindest einem darin angeordneten Behälter, wobei der Behälter in der Retorte über einen Antrieb bewegbar ist und der Behälter über zumindest ein Auflager in der Retorte gestützt ist.
Überdruckretorten werden beispielsweise bei der Sterilisation von Lebensmitteln, die in Konservendosen abgefüllt worden sind, eingesetzt. In Konservendosen abgefüllte Lebensmittel haben entsprechend ihrer Viskosität unterschiedliche Verfahrenszeiten für die Sterilisation.
Während verhältnismäßig dünnflüssige Produkte durch Wärmeleitung einen konvektiven und somit sehr schnellen Wärmeeintrag in das Produkt ermöglichen, dauert es bei dickflüssigeren Produkten wesentlich länger, bis sich die zum Sterilisieren benötigte Temperatur von vorzugsweise 115–130°C gleichmäßig in der gesamten Dose verteilt hat. Dies führt zu einer langen Aufheizzeit und damit verbunden zu erhöhten Kosten und einem geringen Durchsatz. Dünnflüssigere Produkte müssen nur etwa 15–20 Minuten sterilisiert werden, wohingegen dickflüssigere Produkte eine Sterilisationszeit von etwa 80–90 Minuten erfordern. Durch solch lange Wärmeeinwirkung kann jedoch das Produkt im Inneren der Konservendose zerkochen oder an der Dosenwand anbrennen.
Untersuchungen im Stand der Technik haben ergeben, daß sich die Sterilisationszeit dadurch reduzieren läßt, daß man die Dose innerhalb der Sterilisationsretorte bewegt.
Aus EP 0 804 095 B1 ist beispielsweise bekannt, daß durch eine waagerechte Hin- und Herbewegung der Dose, d. h. durch Beschleunigung und Verzögerung, deutliche Verkürzungen der Sterilisationszeiten erzielt werden können, wenn die Beschleunigung einen bestimmten Wert übersteigt.
Um Behälter innerhalb einer Überdruckretorte, beispielsweise zu Sterilisationszwecken, zu bewegen, ist ein Antrieb erforderlich, der in eine solche Retorte zu integrieren ist. Dabei ist es wesentlich, daß lediglich der gewünschte Behälter innerhalb der Retorte bewegt wird, jedoch die Überdruckretorte als solche im wesentlichen vollständig von Kräften und Schwingungen isoliert wird, die aufgrund der Bewegung auftreten können. Unter dem Begriff „Behälter" soll in der vorliegenden Anmeldung irgendein Behälter verstanden werden, in den beispielsweise Gläser, Beutel oder Schalen mit zu sterilisierenden Inhalten eingestellt werden können. Ein solcher Behälter kann daher beispielsweise ein Käfig oder ein Korb sein oder ein Tablett, auf dem beispielsweise zu sterilisierende Beutel befestigt und mehrere Tabletts übereinander gestapelt werden können. Eine Überdruckretorte ist bei einer thermischen Behandlung ein sehr komplexes System mit einer Vielzahl sehr empfindlicher Sensoren, wie kalibrierten Instrumenten für die Temperatur- und Druckmessung, Füllstandskontrollen und Kontrollventilen, die leicht beschädigt werden können. Mit anderen Worten ist unter anderem das Einleiten von Massenkräften in die Retorte, die aus der Beschleunigung der in der Retorte angeordneten Behälter resultieren, zu vermeiden. Nach Möglichkeit sind sämtliche Kräfte außerhalb des Retortengehäuses aufzunehmen und bevorzugt in das Fundament abzuleiten.
In diesem Zusammenhang sind demnach die Bedingungen innerhalb und außerhalb der Behälter in der Retorte bzw. der Retorte selbst zu berücksichtigen. Alle Komponenten innerhalb der Retorte kommen mit dem Energieträger, beispielsweise Dampf, Heißwasser oder Heißluft, in Kontakt und werden thermisch belastet. Somit ist die thermische Ausdehnung der Komponenten, die Temperaturbeständigkeit und ebenso der erhöhte Innendruck von zumeist maximal 6 bar zu beachten. Außerhalb der Retorte herrschen nahezu Normbedingungen. Sollen die Bereiche innerhalb und außerhalb der Retorte miteinander gekoppelt werden, müssen daher insbesondere die thermische Ausdehnung und die Abdichtung der durch die Wand der Retorte geführten Bauteile berücksichtigt werden.
Dabei ist insbesondere anzustreben, da es sich um einen Druckbehälter handelt, daß keine Schwingungen, Kräfte und Momente in die Retortenwand eingeleitet werden, um die Statik der Retorte nicht nachteilig zu beeinflussen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Retorten, in denen Behälter bewegt werden, weisen bezüglich der obigen Bedingungen noch Nachteile auf. Auch ist aus dem Stand der Technik bisher lediglich bekannt, daß nur ein einziger Behälter in eine Retorte eingeführt wird, was den Bau größerer Produktionsanlagen nicht möglich macht.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überdruckretorte bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein oder mehrere Kompensator(en) an der Retorte angefügt ist bzw. sind, um eine Entkopplung zwischen dem Retorteninnenraum, der Retorte selbst und dem Retortenäußeren bereitzustellen. Dabei erfolgt eine Entkopplung der dynamischen Kräfte und/oder Massenkräfte.
Dabei ist bevorzugt, daß die Kompensatoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Federn und, bevorzugt dünnen, Metallblechen. Ebenfalls kann vorgesehen sein, daß die Kompensatoren aus dünnen Metallblechen in Form einer Feder gebogen aufgebaut sind. Besonders bevorzugt ist, daß für die Kompensatoren ein Material ausgewählt wird, das den in der Retorte eingesetzten Temperaturen standhält.
Bevorzugt sind die Kompensatoren an der Retorte angeflanscht.
Besonders bevorzugt wird vorgeschlagen, daß ein oder mehrere Kompensator(en) angrenzend an die Auflagerstützen angeordnet ist bzw. sind. Auflagerstützen sind allgemein auch unter Bezeichnung „Lagerstühle" bekannt.
Es kann vorgesehen sein, daß der Antrieb zum Bewegen des Behälters außerhalb der Retorte angeordnet ist und mit dem Behälter über eine in die Retorte führende Antriebsstange verbunden ist.
Dabei ist bevorzugt, daß die Retorte an der Eintrittsstelle der Antriebsstange in die Retorte abgedichtet ist.
Hier ist bevorzugt, daß angrenzend an die Abdichtung ein oder mehrere Kompensator(en) angeordnet ist bzw. sind, so daß sogar die Reibung der Dichtungen entkoppelt werden kann.
Alternativ kann der Antrieb innerhalb der Retorte angeordnet sein.
Dabei wird bevorzugt vorgeschlagen, daß angrenzend an eine oder mehrere Antriebsstützen ein oder mehrere Kompensator(en) an der Retorte angefügt ist bzw. sind.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch die Bereitstellung von Kompensatoren an der Retorte, vorzugsweise an der Retortenwand, bevorzugt an gezielten Positionen eine im wesentlichen vollständige Entkopplung zwischen dem Antrieb und dem Druckbehälter möglich ist, die Abdichtungen entkoppelt sind und mit dem Antriebssystem verbunden sind sowie sämtliche Kräfte und Schwingungen direkt in das Fundament bzw. den Fußboden außerhalb des Druckbehälters abgeleitet werden können. Mit der erfindungsgemäßen Überdruckretorte ist es nicht notwendig, den Druckbehälter als solchen zu ändern, vielmehr können Standardretorten eingesetzt und entsprechend angepaßt werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, den Behälter frei von den auftretenden hohen Wechselbelastungen zu halten, da insbesondere eine Krafttrennung von Retortenbehälter und Antrieb möglich ist, d. h. kraftführende Teile vom Retortenbehälter entkoppelt sind, so daß kein Kraftfluß auftreten kann. Dies führt insgesamt dazu, daß die Überdruckretorte im wesentlichen schwingungsarm betrieben werden kann. Ferner zeigt sich, daß die Anordnung des Antriebs, entweder außerhalb oder innerhalb des Retortenbehälters, für die erfindungsgemäße Überdruckretorte nicht von entscheidender Bedeutung ist. Mit der erfindungsgemäßen Überdruckretorte ist es ebenfalls möglich, diese in einer solchen Größe zu konzipieren, daß die gleichzeitige Sterilisation und somit Einführung mehrerer, auch größerer, Behälter in die Retorte möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Überdruckretorte können daher größere Produktionsanlagen konzipiert werden, was zu Kosteneinsparungen aufgrund eines größeren Durchsatzes führt.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Überdruckretorte ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überdruckretorte im Querschnitt zeigt; und
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überdruckretorte im Querschnitt zeigt.
1 zeigt eine Überdruckretorte 1 im Querschnitt. Innerhalb der Retorte 1 ist ein Behälter 2 angeordnet, in dem beispielsweise Konservendosen eingelegt sein können, um deren Inhalt zu sterilisieren. Der Behälter 2 ist auf zwei Auflagern 3 aufgestützt, die mit dem Fußboden in Verbindung stehen. Der Behälter 2 ist ferner über eine Antriebsstange 4 mit einem Antrieb 5 verbunden, welcher Antrieb 5 ebenfalls mit dem Fußboden in Verbindung steht. Zwischen Überdruckretorte 1 bzw. einem Verbindungsstutzen 6 derselben, der Antriebsstange 4 und dem Antrieb 5 ist eine Abdichtung 7 am Eintrittsort der Antriebsstange 4 in die Retorte 1 vorgesehen, die für eine im wesentlichen vollständige Abdichtung des Innenraums der Retorte 1 sorgt. Kräfte werden hier über Zugstangen 9 abgeleitet. Angrenzend an die Abdichtung 7 sind am Verbindungsstutzen 6 Kompensatoren 8 vorgesehen, beispielsweise Federn oder dünne Metallbleche. Kompensatoren 8 finden sich ebenfalls an den Retortenwänden angrenzend an die Auflager 3.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Überdruckretorte 1 wird der in der Retorte 1 angeordnete Behälter 2 über den Antrieb 5 waagerecht hin- und herbewegt, wie es durch den Doppelpfeil am Behälter 2 gezeigt ist. Durch diese Bewegung werden Schwingungen und Kräfte erzeugt, die jedoch aufgrund der Anordnung der Kompensatoren 8 von der Überdruckretorte 1 entkoppelt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Überdruckretorte 1 als solche im wesentlichen schwingungsarm betrieben werden kann und die kraftführenden Teile von der Retorte 1 entkoppelt sind. Somit wird ebenfalls das Einleiten von Massenkräften in die Überdruckretorte 1, die aus einer Beschleunigung des Behälters 2 resultieren, vermieden. Vielmehr werden im wesentlichen sämtliche Kräfte außerhalb des Retortengehäuses aufgenommen und in den Fußboden abgeleitet. Insgesamt kann daher die erfindungsgemäße Überdruckretorte 1 in einer sicheren und effizienten Weise betrieben werden. Auch werden sensible Teile der Überdruckretorte, insbesondere empfindliches Zubehör, wie Sensoren, vor einer Beschädigung bewahrt, die durch Kräfte und Schwingungen auftreten könnte.
Eine weitere Ausführungsform ist in 2 gezeigt, in der nunmehr zwei Behälter 2 (A und B) innerhalb der Überdruckretorte 1 angeordnet sind. Innerhalb der Retorte 1 ist ebenfalls im wesentlichen mittig der Antrieb 5 angeordnet und abgestützt, der dafür sorgt, daß die Behälter A und B in einer Gegenbewegung hin- und herbewegt werden, so daß hier die dynamischen Kräfte im wesentlichen kompensiert werden können. Selbstverständlich können die Behälter A und B auch gemeinsam erst in eine und dann in die andere Richtung bewegt werden, wobei dann aber mit erhöhten Kräften zu rechnen ist. Kompensatoren 8 sind angrenzend an die Antriebsstützen sowie angrenzend an die Auflager an der Überdruckretorte 1 angeordnet. Auch mit dieser Ausführungsform können die oben beschriebenen Vorteile der Überdruckretorte 1 erzielt werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0804095 B [0005]

Claims

Überdruckretorte mit zumindest einem darin angeordneten Behälter, wobei der Behälter in der Retorte über einen Antrieb bewegbar ist und der Behälter über zumindest ein Auflager in der Retorte gestützt ist, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Kompensator(en), der bzw. die an der Retorte angefügt ist bzw. sind, um eine Entkopplung zwischen dem Retorteninnenraum, der Retorte selbst und dem Retortenäußeren bereitzustellen.
Retorte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensatoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Federn und Metallblechen.
Retorte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Kompensator(en) angrenzend an die Auflagerstützen angeordnet ist bzw. sind.
Retorte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Bewegen des Behälters außerhalb der Retorte angeordnet ist und mit dem Behälter über eine in die Retorte führende Antriebsstange verbunden ist.
Retorte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Retorte an der Eintrittsstelle der Antriebsstange in die Retorte abgedichtet ist.
Retorte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Abdichtung ein oder mehrere Kompensator(en) angeordnet ist bzw. sind.
Retorte nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb innerhalb der Retorte angeordnet und gestützt ist.
Retorte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß angrenzend an eine oder mehrere Antriebsstützen ein oder mehrere Kompensator(en) an der Retorte angefügt ist bzw. sind.