DE102006062088A1

DE102006062088A1 - Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter

Info

Publication number: DE102006062088A1
Application number: DE102006062088A
Authority: DE
Inventors: Walter KRÜGER; 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: AU2007341654A1; EP2096942A1; ZA200903211B; RU2009124580A; WO2008080548A1; US20100155217A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter innerhalb einer Überdruckretorte, in der der Behälter bewegt und erwärmt oder gekühlt wird, wobei ein in oder an dem Behälter angeordneter Temperaturfühler mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, welche Steuervorrichtung wiederum mit einem Antrieb zur Bewegung des Behälters in der Rotorte in Verbindung steht und auf Basis der gemessenen Behältertemperatur den Antrieb und/oder die Bewegung des Behälters steuert, sowie eine dazu geeignete Überdruckretorte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter.
Überdruckretorten werden insbesondere (jedoch nicht ausschließlich) in Verfahren zur thermischen Behandlung von Verpackungsbehältern, wie Konservendosen, die ein Nahrungsmittelprodukt für den menschlichen oder tierischen Verzehr enthalten, verwendet. Dabei werden normalerweise Nahrungsmittelprodukte in leere Dosen bis zu einem geeigneten Füllstand eingefüllt, wobei oberhalb des Produktes ein Kopfraum freigelassen wird, die offenen Enden der Dosen dann mit Endverschlüssen hermetisch abgedichtet und die Dosen mit dem Füllgut mit Wärme sterilisiert. Das dabei angewendete Heizmedium ist üblicherweise Dampf oder heißes Wasser bei einer Temperatur von üblicherweise zwischen 115°C und 130°C.
Es ist bekannt, daß die Erwärmungsdauer bzw. die Kühldauer nach dem Sterilisieren deutlich verkürzt werden kann, wenn die in der Überdruckretorte eingestellten Behälter bewegt werden. Beispielsweise zeigt die EP 0 804 095 B1 , daß Erwärmungs- bzw. Kühldauern um wenigstens 90% verringert werden können, wenn die Beschleunigung der Behälter innerhalb der Retorte auf bestimmte Mindestwerte eingestellt wird.
Ein schnelles Erwärmen aufgrund einer größeren Beschleunigung der Behälter kann jedoch potentiell das Risiko aufweisen, daß die Produkteigenschaften des im Behälter eingefüllten Füllguts zerstört werden. Dies hat zur Folge, daß das Füllgut, insbesondere Nahrungsmittelprodukte, nach dem Sterilisationsverfahren und dem Öffnen des Behälters häufig unansehnlich aussieht und vom Verbraucher nicht akzeptiert wird. Es besteht daher eine Notwendigkeit auf dem Fachgebiet, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die zu sterilisierenden Produkte unter Bewegung in einer Überdruckretorte möglichst schnell sterilisiert werden können, jedoch gleichzeitig das in den Behältern enthaltene Produkt auf die beste Weise geschont werden kann.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter innerhalb einer Überdruckretorte bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet, insbesondere eine schnelle Erwärmung bzw. Abkühlung des Inneren der Überdruckretorte bereitstellt, jedoch die Eigenschaften des Füllguts, insbesondere die mechanischen Eigenschaften, nicht beeinträchtigt.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Überdruckretorte bereitzustellen, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter innerhalb einer Überdruckretorte, in der der Behälter bewegt und erwärmt oder gekühlt wird, wobei ein in oder an dem Behälter angeordneter Temperaturfühler mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, welche Steuervorrichtung wiederum mit einem Antrieb zur Bewegung des Behälters in der Retorte in Verbindung steht und auf Basis der gemessenen Behältertemperatur und einer vorgegebenen Aufheiz- oder Abkühlkurve für das Füllgut den Antrieb und/oder die Bewegung des Behälter steuert.
Dabei ist bevorzugt, daß die Steuervorrichtung den Antrieb über seine Amplitude und/oder seine Frequenz steuert.
Auch wird vorgeschlagen, daß die Steuervorrichtung eine Änderung der Bewegungsform des Behälters steuert.
Dabei ist bevorzugt, daß die Bewegungsform des Behälters zumindest zeitweise mehrdimensional ist.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Bewegung des Behälters gesteuert wird auf Basis eines Bewegungsgesetzes.
Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Antrieb auf Basis eines Zeit-Temperatur-Programms gesteuert wird, wobei die Temperatur im Behälterinneren gemessen wird.
Schließlich ist bevorzugt, daß der mit Füllgut befüllte Behälter einen Kopfraum aufweist.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter, der innerhalb der Retorte bewegbar und erwärmbar oder kühlbar ist, wobei in oder an dem Behälter ein Temperaturfühler angeordnet ist, der mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, welche Steuervorrichtung wiederum mit einem Antrieb zur Bewegung des Behälters in der Retorte in Verbindung steht.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Temperatursteuerung des Sterilisationsverfahrens innerhalb der Überdruckretorte möglich ist, indem der Antrieb zur Bewegung des Behälters innerhalb der Retorte auf Basis der an oder in dem Behälter gemessenen Temperatur und einer vorgegebenen Heiz- oder Kühlkurve gesteuert wird. In Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur kann der Antrieb dann so eingestellt werden, um ein Optimum zwischen schnellem Erwärmen bzw. Abkühlen des Behälters und bestmöglicher Füllgutschonung und Füllguttextur zu erhalten. Das Optimum beim Erwärmen bzw. Abkühlen kann in Vorversuchen ermittelt werden, bevorzugt in Abhängigkeit von der gewünschten Zieltemperatur, dem Produkt (beispielsweise Viskosität), etc.. Unter das erfindungsgemäße Verfahren fällt auch ein Verfahrensablauf, bei dem zum Erhalt optimaler Ergebnisse das Bewegen und Erwärmen oder Abkühlen des Behälters zumindest zeitweise gestoppt ist. Das zumindest vorrübergehende Beenden der Bewegung des Behälters kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn durch eine fortgeführte Bewegung keine weitere Erhöhung bzw. Absenkung der Temperatur erzielt werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Steuerung des Antriebs durch eine Änderung der Amplitude und/oder der Frequenz, beispielsweise eines frei programmierbaren Linearantriebs. Diese Änderungen resultieren in Änderungen der Beschleunigung, mit der der Behälter innerhalb der Retorte hin- und herbewegt werden kann. Ebenfalls bevorzugt ist vorgesehen, daß auch die Bewegungsform des Behälters innerhalb der Retorte geändert werden kann. So sind beispielsweise ein- und mehrdimensionale Bewegungen vorstellbar. Insbesondere für mehrdimensionale Bewegungen wird angenommen, die Erwärmungs- bzw.
Abkühlzeit des Behälters noch weiter zu verkürzen. Die Bewegung kann auf Basis aller bekannten Bewegungsgesetze erfolgen. Insbesondere ist auch vorgesehen, daß der Antrieb auf Basis eines Zeit-Temperatur-Programms gesteuert wird, wobei die Temperatur bevorzugt im Behälterinneren gemessen wird. So kann eine gewünschte Erwärmungs- bzw. Abkühldauer vorgegeben werden, und die Steuervorrichtung steuert dann den Antrieb entsprechend, um den Behälter innerhalb der Retorte in der gewünschten Zeit zu erwärmen oder abzukühlen, unter Berücksichtigung der optimalen Werte für beispielsweise Amplitude und Frequenz des Antriebs, um eine größtmögliche Produktschonung zu ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung, in der 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Überdruckretorte zeigt, die für das Verfahren geeignet ist.
1 zeigt eine Überdruckretorte 1, in der das Verfahren betrieben werden kann. In der Retorte 1 ist ein Behältnis 2 auf Auflagern 3 angeordnet, in welchem Behältnis 2 eine Vielzahl von Behältern 4 angeordnet sein können, wobei zur Übersichtlichkeit lediglich ein Behälter 4 gezeigt ist, in den ein Temperaturfühler 5 eingesetzt ist. Das Behältnis 2 mit dem darin enthaltenen Behälter 4 kann über einen Antrieb 6 innerhalb der Retorte hin- und herbewegt werden, wie es durch den Doppelpfeil in der 1 angezeigt wird. Der Temperaturfühler 5 ist mit einer Steuervorrichtung 7 verbunden, die wiederum mit dem Antrieb 6 in Verbindung steht. Beim Betrieb der gezeigten Retorte 1, beispielsweise in einem Sterilisationsverfahren, in welchem der Inhalt des Behälters 4 erwärmt werden soll, wird Heizmedium, üblicherweise Dampf oder heißes Wasser, in die Retorte ein- oder ausgeführt, beispielsweise über Ein- und Auslässe (nicht gezeigt). Während des Verfahrens wird die Temperatur innerhalb des Behälters 4 durch den Temperaturfühler 5 gemessen, der den ermittelten Wert an die Steuervorrichtung 7 weiterleitet. Die Steuervorrichtung 7 verarbeitet den übermittelten Temperaturwert und steuert, falls erforderlich, den Antrieb 6 so, daß das Erwärmen unter optimalen und schnellen Bedingungen erfolgt, jedoch das in den Behältern 4 enthaltene Füllgut nicht übermäßig stark belastet wird. Die Steuerung des Antriebs 6 kann dabei besonders bevorzugt über eine Steuerung der Frequenz und Amplitude des Antriebs erfolgen, der beispielsweise ein Kurbelantrieb sein kann.
Durch die Steuerung des Antriebs ist es möglich, die Temperatur innerhalb des Behälters 4 wie gewünscht zu erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist kein statisches Verfahren, in dem Parameter nicht verändert werden können, sondern ist vielmehr ein Verfahren, bei dem die Parameter, beispielsweise Frequenz und Amplitude des Antriebs, veränderbar sind, beispielsweise auch periodisch.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung 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
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0804095 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter innerhalb einer Überdruckretorte, in der der Behälter bewegt und erwärmt oder gekühlt wird, wobei ein in oder an dem Behälter angeordneter Temperaturfühler mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, welche Steuervorrichtung wiederum mit einem Antrieb zur Bewegung des Behälters in der Retorte in Verbindung steht und auf Basis der gemessenen Behältertemperatur und einer vorgegebenen Aufheiz- oder Abkühlkurve für das Füllgut den Antrieb und/oder die Bewegung des Behälters steuert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung den Antrieb über seine Amplitude und/oder seine Frequenz steuert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung auch eine Änderung der Bewegungsform des Behälters steuert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsform des Behälters zumindest zeitweise mehrdimensional ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Behälters gesteuert wird auf Basis eines Bewegungsgesetzes.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auf Basis eines Zeit-Temperatur-Programms gesteuert wird, wobei die Temperatur im Behälterinneren gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Füllgut befüllte Behälter einen Kopfraum aufweist.
Überdruckretorte zum Erwärmen oder Abkühlen von Füllgut in einem Behälter, der innerhalb der Retorte bewegbar und erwärmbar oder kühlbar ist, wobei in oder an dem Behälter ein Temperaturfühler angeordnet ist, der mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, welche Steuervorrichtung wiederum mit einem Antrieb zur Bewegung des Behälters in der Retorte in Verbindung steht.