DE102020119646A1

DE102020119646A1 - Method and installation for cleaning plants or parts of plants and spraying device for such an installation

Info

Publication number: DE102020119646A1
Application number: DE102020119646.6A
Authority: DE
Inventors: Jens Schröder; Thomas Dreyer; Martina Gillock-Karner; Joachim Geenen
Original assignee: Weber Ultrasonics AG; DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Current assignee: Weber Ultrasonics Ag De; DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2022017873A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Reinigen von Ware (6) in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen, beinhaltend:a) Fördern (FR) der Ware (6) durch ein Wasserbad (5b);b) Beaufschlagung der Ware (6) mit Ultraschall durch Einkoppeln von Ultraschall in das Wasserbad (5b); undc) anschließendes Besprühen der Ware (6) außerhalb des Wasserbads (5b) mit Wasser aus einer Sprühvorrichtung (1). Außerdem vorgeschlagen wird eine Sprühvorrichtung (1) für den Einsatz in Schritt c) des Verfahrens sowie eine Anlage (5), die zur Verfahrensdurchführung geeignet und bestimmt ist.A method for cleaning goods (6) in the form of plants or parts of plants is proposed, including: a) conveying (FR) the goods (6) through a water bath (5b); b) subjecting the goods (6) to ultrasound by coupling of ultrasound in the water bath (5b); andc) subsequent spraying of the goods (6) outside of the water bath (5b) with water from a spray device (1). Also proposed is a spraying device (1) for use in step c) of the method and a system (5) which is suitable and intended for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Ware in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method for cleaning goods in the form of plants or parts of plants according to claim 1.

Die Erfindung betrifft auch eine Sprühvorrichtung zum Ausbringen von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, insbesondere bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, gemäß Anspruch 10.The invention also relates to a spray device for dispensing liquids, preferably water, in particular in a method according to the invention, according to claim 10.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage für die Reinigung von Ware in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen gemäß Anspruch 14.The invention further relates to a system for cleaning goods in the form of plants or parts of plants according to claim 14.

Die Erfindung betrifft im Speziellen, d.h. im Rahmen einer bevorzugten Verwendung eine Anlage und ein Verfahren zur Reinigung von Salat und Gemüse.More specifically, i.e. within the scope of a preferred use, the invention relates to a plant and a method for cleaning lettuce and vegetables.

Die beste Maßnahme zur Reinigung von Salaten, Sprossen, Gemüsen und Obst stellt nach derzeitigem Stand der Erkenntnisse nach wie vor das gründliche Waschen mit Wasser dar. Daher zählt Salat u.a. auch zu den Lebensmitteln mit dem höchsten Wasserverbrauch. Salat kommt als frisch geerntetes Lebensmittel in den Handel. Die Entfernung von Verunreinigungen und von potentiell gefährlichen Mikroorganismen ist Aufgabe der Reinigungsprozesse, die direkt nach der Ernte durchgeführt werden. Derzeit ist ein Wasserverbrauch von etwa 5-10 m³ pro Tonne Salat gängig.According to the current state of knowledge, the best measure for cleaning lettuce, sprouts, vegetables and fruit is still thorough washing with water. This is why lettuce is one of the foods with the highest water consumption. Lettuce is sold as a freshly harvested food. The removal of impurities and potentially dangerous microorganisms is the task of the cleaning processes that are carried out immediately after harvest. Water consumption of about 5-10 m ³ per ton of lettuce is currently common.

Die konkret verwendeten Verfahren und Prozesse sind hierbei produktabhängig. Gängige Verfahren sind hierbei bspw. mehrstufige Sprudelbecken von der Grund- bis zur Endreinigung.The specific methods and processes used are product-dependent. Common methods are, for example, multi-stage whirlpools from basic to final cleaning.

Die Anwendung von Ultraschall hoher Intensität ist ein etabliertes Verfahren in der industriellen Reinigungstechnik, z.B. für Reinigungsprozesse im Maschinenbau, um hartnäckige Rückstände von Bauteilen zu entfernen. Dabei werden Schallwellen in einem flüssigen Reinigungsmedium erzeugt, in welches die zu reinigenden Teile eingebracht werden. Durch die mit dem Schalldrucksignal verbundenen hohen Zugspannungen entsteht akustische Kavitation. Die durch die Kavitation entstandenen Gasblasen schwingen und kollabieren, wobei lokal erhebliche Drücke und Temperaturen auftreten. Weiterhin entstehen starke lokale Flüssigkeitsströmungen. Die Reinigungswirkung kommt durch das Zusammenspiel dieser Effekte an der Teileoberfläche zustande. Eine zu intensive Kavitationswirkung kann jedoch zu Beschädigungen der Oberfläche durch Kavitationserosion führen.The use of high-intensity ultrasound is an established process in industrial cleaning technology, e.g. for cleaning processes in mechanical engineering, to remove stubborn residues from components. Sound waves are generated in a liquid cleaning medium into which the parts to be cleaned are placed. Acoustic cavitation occurs due to the high tensile stresses associated with the sound pressure signal. The gas bubbles created by the cavitation oscillate and collapse, causing significant local pressures and temperatures. Furthermore, strong local liquid currents arise. The cleaning effect comes about through the interaction of these effects on the part surface. However, if the cavitation effect is too intense, it can damage the surface due to cavitation erosion.

Im Lebensmittel-Bereich kommt diese Technik bisher eher zum Entgasen bzw. Aufschäumen von Lebensmitteln zum Einsatz. Die Reinigung von Lebensmitteln mit Ultraschall galt lange als nicht durchführbar, denn die Produkte wurden dadurch oft zerstört. Es gibt erste Ansätze für Reinigungsanlagen für Teller in Großküchen, die auf eine gezielte Zerstörung und Entfernung von Produktresten abzielen.In the food sector, this technology has so far been used for degassing or foaming food. For a long time, the cleaning of food with ultrasound was considered unfeasible because the products were often destroyed. There are initial approaches for cleaning systems for plates in canteen kitchens, aimed at the targeted destruction and removal of product residues.

Über die Verwendung von Ultraschall zur Reinigung von Pflanzen oder Gemüse sind nur wenige Anwendungen bekannt. In US 5,113,881 (Lin et al.) wird ein Gerät zur Reinigung von Früchten und Gemüsen beschrieben. In der dort dargestellten Ausführungsform wird eine Reinigung mit Ultraschall in einem vorzugsweise zylindrischen Tank durchgeführt. Neben der Reinigung mit Ultraschall sind weitere Vorrichtungen zum Rühren und zum Erzeugen bestimmter Strömungen vorgesehen. Weiterhin ist die Zugabe von Additiven zur Reinigungsflüssigkeit Bestandteil des Verfahrens.Few applications are known about the use of ultrasound to clean plants or vegetables. In U.S. 5,113,881 (Lin et al.) describes a device for cleaning fruits and vegetables. In the embodiment shown there, ultrasonic cleaning is carried out in a preferably cylindrical tank. In addition to cleaning with ultrasound, other devices for stirring and generating certain flows are provided. The addition of additives to the cleaning liquid is also part of the process.

In der WO 2005/104880A (Gillioli Corridoni et al.) wird ein kontinuierlicher Reinigungsprozess für Obst und Gemüse vorgeschlagen. Die Merkmale dieses Prozesses beinhalten eine kontinuierliche Förderung des Reinigungsgutes durch eine in einem Tank erzeugte Strömung des Reinigungsmediums. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind in einer ersten Tankhälfte Luftsprudler sowie in einer zweiten Tankhälfte Ultraschallschwinger an den seitlichen Tankwänden oder am Boden des Tanks angebracht. Durch eine Reinigung nach dem vorbekannten Verfahren wird angeblich eine deutliche Reduktion der Keimzahl erreicht, die zumindest vergleichbar mit konventionellen Prozessen unter Zugabe von Chlor ist.In the WO 2005/104880A (Gillioli Corridoni et al.) propose a continuous cleaning process for fruit and vegetables. The features of this process include a continuous conveyance of the items to be cleaned by a flow of cleaning medium generated in a tank. In the exemplary embodiments shown, aerators are fitted in a first half of the tank and ultrasonic vibrators in a second half of the tank on the lateral tank walls or on the bottom of the tank. A clear reduction in the number of germs is allegedly achieved by cleaning according to the previously known method, which is at least comparable to conventional processes with the addition of chlorine.

Das oben beschriebene Schädigungspotenzial der Kavitation besteht in besonderem Maße bei der Beschallung von Pflanzen oder Pflanzenteilen. Hier ist insbesondere auf mögliche mechanische Schäden der Blattstruktur zu achten, die zu einem beschleunigten Verwelken führen könnten. Diese negativen potenziellen Effekte haben bislang die Anwendung von Ultraschall zur Reinigung von Pflanzen oder Pflanzenteilen in der breiten Anwendung verhindert.The damage potential of cavitation described above is particularly evident when plants or parts of plants are exposed to sound. Particular attention should be paid here to possible mechanical damage to the leaf structure, which could lead to accelerated withering. These potential negative effects have so far prevented the widespread use of ultrasound for cleaning plants or parts of plants.

Der Nitratgehalt von Salaten oder anderen Gemüsen wird erst seit geringer Zeit als problematisch angesehen. Folglich gibt es Ansätze, die eine Reduktion des Nitratgehaltes durch entsprechende Züchtung bzw. durch die gegebenen Voraussetzungen der Ackerflächen erreichen wollen. Es ist bisher kein Verfahren bekannt, dass den Salat nach der Ernte behandelt, um unerwünschte Stoffe zu entfernen. Die herkömmliche Waschung mit Wasser galt bisher als einzig notwendiger Arbeitsschritt. Die Anforderungen an das Produkt sind jedoch in den letzten Jahren verschärft worden, was eine genauere Betrachtung der Thematik notwendig gemacht hat.The nitrate content of lettuce or other vegetables has only recently been considered a problem. Consequently, there are approaches that aim to reduce the nitrate content through appropriate breeding or through the given conditions of the arable land. So far, no process is known that treats the lettuce after harvesting to remove undesirable substances. The conventional washing with water was previously the only necessary step. However, the requirements for the product have become stricter in recent years, which has made it necessary to take a closer look at the topic.

Aktuelle Reinigungsprozesse, insbesondere auch gemäß den vorstehend genannten Schutzrechten, adressieren lediglich die äußere Entfernung von Ablagerungen, wie bspw. Erde, Larven, etc. Äußere oder im Speziellen auch innenliegende, d.h. in die Pflanzenstruktur eingebettete weitere Rückstände, wie Nitrat- oder Pestizidbelastungen, können durch aktuelle Verfahren nicht oder nur minimal reduziert werden. Für Blattsalate ist eine solche Reduzierung jedoch wünschenswert, obwohl bereits bei der Erzeugung auf eine größtmögliche Reduktion geachtet wird. Bei Wurzel- und Knollengemüse findet eine Anreicherung vorwiegend im Blattgrün statt, welches bislang üblicherweise nicht konsumiert wurde. Jedoch werden in jüngerer Zeit durch Änderungen im Verbraucherverhalten zunehmend auch diese Pflanzenbestandteile mit verzehrt, z.B. das Blattgrün von Radieschen oder das Grün von Möhren. Diese werden häufig auch roh zubereitet (z.B. in Form von Smoothies). Für die Rückstände in diesen Pflanzenteilen existieren derzeit keine Grenzwerte für Pestizide und Nitrate. Allerdings gibt es seitens des Gesetzgebers Bestrebungen, neue Grenzwerte auch für diese Pflanzenteile festzulegen, so beispielsweise durch die EU-Verordnung 2018/62. Dadurch ergeben sich neue Produktions- und Reinigungsanforderungen für die Erzeuger, die sich mit dem Stand der Technik entsprechenden Anlagen und Verfahren nicht oder nur unter deutlich erhöhtem Aufwand erfüllen lassen.Current cleaning processes, in particular also according to the above-mentioned intellectual property rights, only address the external removal of deposits, such as soil, larvae, etc. External or specifically also internal residues, ie residues embedded in the plant structure, such as nitrate or pesticide pollution cannot be reduced or only minimally reduced by current processes. However, such a reduction is desirable for leaf lettuce, although attention is paid to the greatest possible reduction during production. In the case of root and tuber vegetables, accumulation mainly takes place in the leafy greens, which have not usually been consumed up to now. However, recently, due to changes in consumer behavior, these plant components are also increasingly being consumed, eg the leafy greens of radishes or the greens of carrots. These are often also prepared raw (e.g. in the form of smoothies). There are currently no limit values for pesticides and nitrates for the residues in these parts of the plant. However, there are efforts on the part of the legislature to set new limit values for these plant parts as well, for example through EU Regulation 2018/62. This results in new production and cleaning requirements for the producers, which cannot be met with state-of-the-art systems and processes, or can only be met with significantly increased effort.

Es besteht also Bedarf an einer Vorrichtung oder Anlage bzw. einem Verfahren, mit der/dem sich in vereinfachter Weise auch innenliegende Rückstände der genannten Art bei der Reinigung von Pflanzen bzw. Pflanzenteilen entfernt werden können, ohne die Pflanzen bzw. Pflanzenteile selbst zu schädigen. Dabei soll außerdem nur ein geringer Wasserverbrauch anfallen und auf chemische Zusätze ganz oder größtenteils verzichtet werden. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Vorrichtung oder Anlage bzw. ein solches Verfahren anzugeben.There is therefore a need for a device or system or a method with which internal residues of the type mentioned can also be removed in a simplified manner when cleaning plants or plant parts without damaging the plants or plant parts themselves. In addition, only a small amount of water should be used and chemical additives should be completely or largely dispensed with. It is the object of the present invention to specify such a device or system or such a method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine im Rahmen des Verfahrens einsetzbare Sprühvorrichtung zum Ausbringen von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, mit den Merkmalen des Anspruchs 10, sowie durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 14.This object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1, by a spray device that can be used within the scope of the method for dispensing liquids, preferably water, with the features of claim 10, and by a system with the features of claim 14.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben und definiert.Preferred developments are specified and defined in the respective dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von Ware in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen, beinhaltet: a) Fördern der Ware durch ein Wasserbad; b) Beaufschlagung der Ware mit Ultraschall durch Einkoppeln von Ultraschall in das Wasserbad; und c) anschließendes Besprühen der Ware außerhalb des Wasserbads mit Wasser aus einer Sprühvorrichtung.A method according to the invention for cleaning goods in the form of plants or parts of plants includes: a) conveying the goods through a water bath; b) Subjecting the goods to ultrasound by coupling ultrasound into the water bath; and c) subsequent spraying of the goods outside of the water bath with water from a spray device.

Eine erfindungsgemäße Sprühvorrichtung zum Ausbringen von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, insbesondere gemäß Schritt c) bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, umfasst wenigstens einen Sprühkopf, welcher Sprühkopf umfasst: ein bis auf eine Sprühöffnung und eine Flüssigkeit-Zuführöffnung wasserdichtes Gehäuse mit bevorzugt kreisrundem Querschnitt; einen in dem Gehäuse angeordneten, bevorzugt rotationsymmetrisch ausgebildeten Ultraschallwandler, vorzugsweise in Wirkverbindung mit einem entsprechenden Ultraschallgenerator; sowie eine Druckkammer, die in dem Gehäuse zwischen der Sprühöffnung und dem Ultraschallwandler angeordnet ist und die mit der Flüssigkeit-Zuführöffnung in fluidischer Wirkverbindung steht; bei der der Ultraschallwandler zum Beaufschlagen einer durch die Flüssigkeit-Zuführöffnung in die Druckkammer eingeleiteten Flüssigkeit mit Ultraschall und zum Ausbringen der Flüssigkeit durch die Sprühöffnung mit periodischer Änderung eines betreffenden Volumenstromes ausgebildet und angeordnet ist. Bei einer genügend großen Amplitude der Ultraschallschwingungen kann mit der genannten Sprühvorrichtung in Weiterbildung des Verfahrens auch eine sog. transiente Kavitation in dem aus der Sprühöffnung ausgebrachten Flüssigkeitsstrahl erzeugt werden, welche vorteilhaft zur Reinigung der Ware beiträgt.A spray device according to the invention for dispensing liquids, preferably water, in particular according to step c) in a method according to the invention, comprises at least one spray head, which spray head comprises: a housing which is waterproof except for a spray opening and a liquid supply opening and preferably has a circular cross section; a preferably rotationally symmetrical ultrasonic transducer arranged in the housing, preferably in operative connection with a corresponding ultrasonic generator; and a pressure chamber which is arranged in the housing between the spray opening and the ultrasonic transducer and which is in fluidic communication with the liquid supply opening; in which the ultrasonic transducer is designed and arranged for applying ultrasound to a liquid introduced through the liquid supply opening into the pressure chamber and for discharging the liquid through the spray opening with periodic change of a relevant volume flow. With a sufficiently large amplitude of the ultrasonic vibrations, a so-called transient cavitation can also be generated in the jet of liquid discharged from the spray opening with the mentioned spray device in a further development of the method, which advantageously contributes to the cleaning of the goods.

Bei Verwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. innerhalb der erfindungsgemäßen Anlage wird die Sprühvorrichtung vorliegend auch als Sprüheinrichtung bezeichnet. Diese kann insbesondere einen Ultraschallgenerator und/oder Vorratsmittel für ein Reinigungsmedium (z.B. Wasser) beinhalten.When used within the scope of the method according to the invention or within the system according to the invention, the spraying device is also referred to here as a spraying device. In particular, this can include an ultrasonic generator and/or storage means for a cleaning medium (e.g. water).

Eine erfindungsgemäße Anlage für die Reinigung von Ware in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen weist auf: einen Tank mit einem Wasserbad; eine Fördereinrichtung, insbesondere Förderband, zum Fördern der Ware durch das Wasserbad, wobei die Ware vorzugsweise vollständig in das Wasserbad eingetaucht ist; eine Ultraschalleinrichtung zum Beaufschlagen der Ware mit Ultraschall durch Einkoppeln von Ultraschall in das Wasserbad; und eine Sprüheinrichtung zum anschließenden Besprühen der Ware außerhalb des Wasserbads mit Wasser aus einer Sprühvorrichtung, welche Sprühvorrichtung vorzugsweise als eine erfindungsgemäße Sprühvorrichtung ausgebildet ist.A system according to the invention for cleaning goods in the form of plants or parts of plants has: a tank with a water bath; a conveyor device, in particular a conveyor belt, for conveying the goods through the water bath, the goods preferably being completely immersed in the water bath; an ultrasound device for subjecting the goods to ultrasound by coupling ultrasound into the water bath; and a spraying device for subsequently spraying the goods outside of the water bath with water from a spraying device, which spraying device is preferably designed as a spraying device according to the invention.

Durch das vorgeschlagene Verfahren bzw. die vorgeschlagene Anlage, insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung, können auch innenliegende Rückstände „ausgewaschen“ werden. Da ca. 70% des in der Pflanze vorhandenen Stickstoffs, welcher ausschließlich als Nitrat bzw. Ammonium-lon vorliegt, in den Chloroplasten der Zelle für die Nitratreduktion gelagert wird, kann geschlussfolgert werden, dass durch die vorgeschlagene Ultraschallbehandlung die Möglichkeit besteht, das momentan in den Pflanzenzellen befindliche Nitrat zu minimieren. Da die Pflanze nach der Ernte nicht mehr in der Lage ist, neuen Stickstoff aufzunehmen und lediglich so viel Nitrat aufnimmt, wie sie für die Umsetzung benötigt, kann der von der Anmelderin in entsprechenden Versuchsreihen erkannte Unterschied zwischen ungewaschener Probe und ultraschallbehandelter Probe nur durch die im Rahmen der Erfindung erfolgte Ultraschallbehandlung entstanden sein. Durch die neuartige Behandlung erhält der Produzent eine weitere Stellschraube für den Reinigungsprozess, mit dem er die Produktqualität positiv beeinflussen kann.The proposed method and the proposed system, in particular when using the spray device according to the invention, internal residues can also be "washed out". Since about 70% of the nitrogen present in the plant, which is present exclusively as nitrate or ammonium ion, is stored in the chloroplasts of the cell for nitrate reduction, it can be concluded that the proposed ultrasonic treatment makes it possible to to minimize nitrate present in plant cells. Since the plant is no longer able to absorb new nitrogen after the harvest and only absorbs as much nitrate as it needs for conversion, the difference between the unwashed sample and the ultrasonically treated sample recognized by the applicant in corresponding test series can only be determined by the im Ultrasonic treatment was carried out within the scope of the invention. The innovative treatment gives the producer another set screw for the cleaning process, with which he can positively influence the product quality.

Dem Stand der Technik entsprechende Anlagen weisen gegenüber der hier beschriebenen Erfindung eine Reihe von spezifischen Nachteilen auf. So werden gemäß US 5,113,881 neben Wasser zusätzliche Reinigungssubstanzen benötigt, was vorliegend nicht der Fall ist. Beim Gegenstand der WO 2005/104880A ist nicht gewährleistet, dass sich die zu reinigenden Pflanzen oder Planzenteile unter Wasser befinden und somit effizient durch Ultraschall gereinigt werden können. Weiterhin werden über Düsen Luftsprudel im Tank erzeugt. Dies führt zu einem hohen Gehalt an gelösten Gasen bis hin zur Sättigungskonzentration im Reinigungsmedium (Wasser). Dem Fachmann ist bekannt, dass durch einen hohen Gasgehalt die Wirkung von Ultraschall stark vermindert wird, da das Auftreten akustischer Kavitation verhindert wird. Diese und weitere Nachteile von Reinigungsanlagen nach dem Stand der Technik werden mit der hier beschriebenen Erfindung behoben.Prior art systems have a number of specific disadvantages compared to the invention described herein. So be in accordance U.S. 5,113,881 requires additional cleaning substances in addition to water, which is not the case here. At the subject of WO 2005/104880A there is no guarantee that the plants or plant parts to be cleaned are under water and can therefore be efficiently cleaned by ultrasound. Air bubbles are also generated in the tank via nozzles. This leads to a high content of dissolved gases up to the saturation concentration in the cleaning medium (water). The person skilled in the art knows that the effect of ultrasound is greatly reduced by a high gas content, since the occurrence of acoustic cavitation is prevented. These and other disadvantages of cleaning systems according to the prior art are eliminated with the invention described here.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Anlage erreicht eine signifikante Reduktion von in der Pflanze gespeicherten und durch den Anbau eingebrachten Pestiziden, Herbiziden, sowie Düngerrückständen, wie z.B. Nitrate. Das Grundprinzip wird durch die Behandlung mit Ultraschall im Wasserbad und anschließender Besprühung mit einer Sprühvorrichtung (Sprühdüse) umgesetzt.The method according to the invention and the system according to the invention achieve a significant reduction in pesticides, herbicides and fertilizer residues such as nitrates stored in the plant and introduced through cultivation. The basic principle is implemented by treatment with ultrasound in a water bath and subsequent spraying with a spray device (spray nozzle).

Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Ware in Schritt a) und Schritt b) vollständig unterhalb einer Wasseroberfläche in dem Wasserbad befördert wird. Auf diese Weise kann die gesamte Ware optimal mit Ultraschall beaufschlagt werden.A first development of the method according to the invention provides that the goods in step a) and step b) are conveyed completely below a water surface in the water bath. In this way, the entire product can be optimally exposed to ultrasound.

Eine zweite Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Fördern der Ware in Schritt a) und Schritt b) kontinuierlich erfolgt. Hierdurch ergibt sich ein vorteilhafter Verfahrensablauf mit erhöhtem Durchsatz.A second development of the method according to the invention provides that the goods are conveyed continuously in step a) and step b). This results in an advantageous process sequence with an increased throughput.

Eine dritte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Ware während des Förderns an einer mechanischen Fördereinrichtung definiert angeordnet (gehalten) ist. Auch dies trägt zu einer optimalen Ultraschallbeaufschlagung bei. Außerdem kann insbesondere sichergestellt werden, dass sich die Ware in Schritt a) und Schritt b) dauerhaft vollständig unterhalb der Wasseroberfläche befindet.A third further development of the method according to the invention provides that the goods are arranged (held) in a defined manner on a mechanical conveying device during conveyance. This also contributes to an optimal ultrasonic treatment. In addition, it can be ensured in particular that the goods in step a) and step b) are permanently completely below the water surface.

Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Ultraschallenergie durch an einem Boden oder an Seitenwänden eines Tanks für das Wasserbad angebrachte Ultraschallwandler in das Wasserbad eingekoppelt wird, wobei insbesondere eine Ultraschallfrequenz zwischen 18 kHz und 1 MHz beträgt, vorzugsweise zwischen 40 kHz und 250 kHz, höchst vorzugsweise zwischen 80 kHz und 150 kHz. Diese Art der Ultraschalleinkopplung bzw. -Beaufschlagung hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft und effizient erwiesen.Another development of the method according to the invention provides that the ultrasonic energy is coupled into the water bath by ultrasonic transducers attached to the bottom or to the side walls of a tank for the water bath, with an ultrasonic frequency in particular being between 18 kHz and 1 MHz, preferably between 40 kHz and 250 kHz, most preferably between 80 kHz and 150 kHz. This type of ultrasound coupling or application has proven to be particularly advantageous and efficient in practice.

Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Ware mit einer Fördergeschwindigkeit von 1 bis 30 m/min, vorzugsweise von 2 bis 20 m/min, höchst vorzugsweise 3 bis 15 m/min, durch das Wasserbad befördert wird. Bei solchen Geschwindigkeiten wurden von der Anmelderin im Versuch die besten Reinigungsergebnisse erzielt.Yet another development of the method according to the invention provides that the goods are conveyed through the water bath at a conveying speed of 1 to 30 m/min, preferably 2 to 20 m/min, most preferably 3 to 15 m/min. At such speeds, the best cleaning results were achieved by the applicant in the test.

Noch eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt c) ein Umwenden der Ware durchgeführt wird, vorzugsweise durch gezielte Wasserstrahlen, um sowohl Ober- als auch Unterseite der Ware zu besprühen. Auf diese Weise wird die Ware besser bzw. allseitig zugänglich, was das Reinigungsergebnis verbessert. Dabei hat sich der Einsatz von Wasserstrahlen als einfach, die Ware schonend und effizient erwiesen.Yet another development of the method according to the invention provides that in step c) the goods are turned over, preferably by means of targeted jets of water, in order to spray both the upper side and the underside of the goods. In this way, the goods are better accessible from all sides, which improves the cleaning result. The use of water jets has proven to be easy, the goods gentle and efficient.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt c) Sprühdüsen bzw. Sprühköpfe verwendet werden, bei denen ein Sprühstrahl durch Einkoppeln einer Ultraschallwelle moduliert wird. Hierdurch kann das Reinigungsergebnis nach Untersuchungen der Anmelderin weiter verbessert werden.A preferred development of the method according to the invention provides that in step c) spray nozzles or spray heads are used in which a spray jet is modulated by coupling in an ultrasonic wave. As a result, the cleaning result can be further improved according to investigations by the applicant.

Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine Frequenz der in den Sprühstrahl eingekoppelten Ultraschallwelle zwischen 15 kHz und 150 kHz beträgt. Dies hat sich in Versuchen der Anmelderin als besonders wirksam herausgestellt.An extremely preferred development of the method according to the invention provides that a frequency of the Ult coupled into the spray jet sound wave is between 15 kHz and 150 kHz. This has proven to be particularly effective in the applicant's tests.

Eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sieht vor, dass zwischen Ultraschallwandler und Druckkammer ein Ankoppelstück angeordnet ist, welches Ankoppelstück vorzugsweise gegenüber dem Gehäuse über eine Dichtung abgedichtet ist. Hierdurch lässt sich die Abgabe von Ultraschallenergie an die Druckkammer bzw. eine darin befindliche Flüssigkeit verbessern. A first development of the spray device according to the invention provides that a coupling piece is arranged between the ultrasonic transducer and the pressure chamber, which coupling piece is preferably sealed off from the housing by a seal. As a result, the delivery of ultrasonic energy to the pressure chamber or a liquid located therein can be improved.

Die Dichtung kann dafür sorgen, dass keine Flüssigkeit aus der Druckkammer bis zum Ultraschallwandler gelangt, was insbesondere aus Sicherheitsgründen vorteilhaft ist.The seal can ensure that no liquid reaches the ultrasonic transducer from the pressure chamber, which is particularly advantageous for safety reasons.

Eine zweite Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sieht vor, dass das Ankoppelstück eine vordere Ankoppelfläche und eine hintere Ankoppelfläche aufweist, welche hintere Ankoppelfläche von ihren Abmessungen her einer Ankoppelfläche des Ultraschallwandlers entspricht und welche vordere Ankoppelfläche von ihren Abmessungen her einer Querschnittsfläche der Druckkammer entspricht, während vorzugsweise das Ankoppelstück zwischen der vorderen Ankoppelfläche und der hinteren Ankoppelfläche tailliert (im verringertem Querschnitt) ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich die Ankoppelwirkung günstig beeinflussen.A second development of the spray device according to the invention provides that the coupling piece has a front coupling surface and a rear coupling surface, which rear coupling surface corresponds in terms of its dimensions to a coupling surface of the ultrasonic transducer and which front coupling surface corresponds in terms of its dimensions to a cross-sectional area of the pressure chamber, while preferably Tailored coupling piece between the front coupling surface and the rear coupling surface (in reduced cross-section) is formed. This allows the coupling effect to be favorably influenced.

Eine dritte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sieht vor, dass die Druckkammer sich zur Sprühöffnung hin konisch verjüngend ausgeführt ist, um in vorteilhafter Weise Flüssigkeitsansammlungen zu vermeiden.A third further development of the spray device according to the invention provides that the pressure chamber tapers conically towards the spray opening in order to advantageously avoid accumulations of liquid.

Eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass der Sprühkopf bzw. die Sprühköpfe der Sprühvorrichtung oberhalb oder seitlich des Wasserbades angebracht sind. Insbesondere die erstgenannte Alternative kann vorteilhaft sein, weil dann beim Sprühen anfallendes Wasser in dem Wasserbad-Tank aufgefangen und rückgewonnen werden kann.A first development of the system according to the invention provides that the spray head or the spray heads of the spray device are attached above or to the side of the water bath. In particular, the first-mentioned alternative can be advantageous because the water that occurs during spraying can then be collected in the water bath tank and recovered.

Eine zweite Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Ultraschalleinrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Breite eines Bereichs der Ultraschallbeaufschlagung quer zu einer Förderrichtung der Fördereinrichtung wenigstens einer Breite der Förderbandes und maximal der Breite des Tanks entspricht, wobei vorzugsweise die Länge des Bereichs der Ultraschallbeaufschlagung der Länge einer Förderstrecke der Fördereinrichtung, auf der die Ware vollständig in das Wasserbad eingetaucht ist, entspricht. Auf diese Weise lässt sich der Bereich der Ultraschallbeaufschlagung größenmäßig maximieren bzw. an konkrete Anforderungen anpassen.A second development of the system according to the invention provides that the ultrasonic device is designed in such a way that the width of an area of the ultrasonic impingement transverse to a conveying direction of the conveyor device corresponds to at least one width of the conveyor belt and at most to the width of the tank, with preferably the length of the area of the ultrasonic impingement corresponds to the length of a conveying section of the conveying device on which the goods are completely immersed in the water bath. In this way, the area of the ultrasonic impingement can be maximized in terms of size or adapted to specific requirements.

Eine dritte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Fördereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ware in das Wasserbad und anschließend zu der Sprüheinrichtung zu fördern, vorzugsweise kontinuierlich, wobei vorzugsweise die Ware an der Fördereinrichtung gehalten oder fixierbar ist. Auf entsprechende Vorteile derartiger Ausgestaltungen wurde weiter oben für das Verfahren bereits hingewiesen.A third development of the system according to the invention provides that the conveyor device is designed to convey the goods into the water bath and then to the spray device, preferably continuously, with the goods preferably being held or fixable on the conveyor device. Corresponding advantages of such configurations have already been pointed out above for the method.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Ultraschalleinrichtung wenigstens einen als Tauchschwinger ausgebildeten Ultraschallschwinger aufweist, der in einem Bodenbereich des Tanks unterhalb der Fördereinrichtung angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung hat sich in der Praxis als besonders wirksam und zudem platzsparend erwiesen.Another development of the system according to the invention provides that the ultrasonic device has at least one ultrasonic vibrator designed as a submersible vibrator, which is arranged in a bottom area of the tank below the conveyor device. Such a configuration has proven to be particularly effective in practice and also saves space.

Noch eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Fördereinrichtung wenigstens eine Umlenkung für die Ware aufweist, welche Umlenkung zwischen der Förderstrecke der Fördereinrichtung, auf der die Ware vollständig in das Wasserbad eingetaucht ist, und einem Ort der Sprüheinrichtung angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung kann weiter zur Reduzierung des Platzbedarfs genutzt werden. Außerdem ermöglich sie in einfacher Weise die bereits erwähnte vorteilhafte Anordnung der Sprüheinrichtung oberhalb des Wasserbades.Yet another development of the system according to the invention provides that the conveying device has at least one deflection for the goods, which deflection is arranged between the conveying section of the conveying device on which the goods are completely immersed in the water bath and a location of the spray device. Such an embodiment can be further used to reduce the space requirement. In addition, it enables the already mentioned advantageous arrangement of the spray device above the water bath in a simple manner.

Eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Umlenkung eine 180°-Umlenkung ist und der Ort der Sprüheinrichtung oberhalb des Wasserbads angeordnet ist. Hierdurch lassen sich die weiter oben bereist beschriebenen Vorteile (Platzersparnis, Wasserrückgewinnung) besonders gut realisieren.Yet another development of the system according to the invention provides that the deflection is a 180° deflection and the location of the spray device is arranged above the water bath. As a result, the advantages described above (saving of space, water recovery) can be realized particularly well.

Alternativ kann bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung mit wenigstens einer weiteren Fördereinrichtung (z.B. einem Förderband) für die Ware zusammenwirkt, welche weitere Fördereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ware zu einem Ort der Sprüheinrichtung zu transportieren, vorzugsweise umlenkungsfrei. Die Erfindung ist also nicht auf Fördereinrichtungen mit Umlenkung beschränkt, was den Spielraum für möglichen Gestaltungen vergrößert.Alternatively, in a further development of the system according to the invention, it can be provided that the conveying device interacts with at least one further conveying device (e.g. a conveyor belt) for the goods, which further conveying device is designed to transport the goods to a location of the spraying device, preferably without deflection. The invention is therefore not limited to conveyor devices with deflection, which increases the scope for possible configurations.

Wiederum kann jedoch speziell zum Zwecke der Wasserrückgewinnung vorgesehen sein, dass der Ort der Sprüheinrichtung oberhalb des Wasserbads angeordnet ist.Again, however, specifically for the purpose of water recovery, provision can be made for the location of the spray device to be arranged above the water bath.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Fördereinrichtung derart an oder oberhalb einer Wasseroberfläche des Wasserbades angeordnet ist, dass im Wesentlichen nur die an der Fördereinrichtung befindliche Ware in das Wasserbad eintaucht. Dies kann helfen, den Wasserbedarf zu reduzieren und außerdem für eine möglichst geringe Verschmutzung des Wasserbades durch Anlagenrückstände oder dgl. sorgen.A preferred development of the system according to the invention provides that the conveying device is arranged on or above a water surface of the water bath in such a way that essentially only the goods located on the conveying device are immersed in the water bath. This can help to reduce the water requirement and also ensure the least possible contamination of the water bath by plant residues or the like.

Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Fördereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ware zu dem Wasserbad hin und, nach erfolgtem Besprühen, wieder von dem Wasserbad weg zu fördern, vorzugsweise in vertikaler Richtung und höchst vorzugsweise im Zusammenspiel mit der o.g. weiteren Fördereinrichtung. Dies hat sich nicht zuletzt aus ergonomischen Gründen als vorteilhaft erwiesen.An extremely preferred development of the system according to the invention provides that the conveying device is designed to convey the goods to the water bath and, after spraying, away from the water bath again, preferably in a vertical direction and most preferably in interaction with the others mentioned above conveyor. Last but not least, this has proven to be advantageous for ergonomic reasons.

Eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass im Bereich der Sprüheinrichtung wenigstens eine Wendeeinrichtung zum Wenden der Ware angeordnet ist. Auf entsprechende Vorteile wurde weiter oben bereits hingewiesen.Another advantageous further development of the system according to the invention provides that at least one turning device for turning the goods is arranged in the area of the spraying device. Corresponding advantages have already been pointed out above.

Eine andere, vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Wendeeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ware durch gezielte Wasserstrahlen umzulagern. Auf entsprechende Vorteile wurde ebenfalls weiter oben bereits hingewiesen.Another advantageous development of the system according to the invention provides that the turning device is designed to rearrange the goods using targeted water jets. Corresponding advantages have also already been pointed out above.

Eine andere, äußerst bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, dass die Anlage ausgebildet ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere durch Vorsehen wenigstens eines Ultraschallgenerators zum Erzeugen von Ultraschallschwingungen mit den Frequenzen gemäß Anspruch 5 und/oder Anspruch 9 und durch Vorsehen von Antriebsmitteln für die Fördereinrichtung zum Erzeugen der Fördergeschwindigkeit gemäß Anspruch 6. Außerdem können Bevorratungs-, Reinigungs- und Fördermittel für das in der Anlage eingesetzte Reinigungsmedium (vorzugsweise reines Wasser) vorhanden sein.Another, extremely preferred development of the system according to the invention provides that the system is designed to carry out the method according to the invention, in particular by providing at least one ultrasonic generator for generating ultrasonic vibrations with the frequencies according to claim 5 and/or claim 9 and by providing drive means for the conveying device for generating the conveying speed according to claim 6. Storage, cleaning and conveying means for the cleaning medium used in the system (preferably pure water) can also be present.

Speziell hat sich - ohne Beschränkung hierauf - nach den Erkenntnissen der Anmelderin eine Kombination folgender Merkmale für das Verfahren bzw. die Anlage als besonders vorteilhaft erwiesen:

i. Zuführung der Ware auf einer Fördereinrichtung, welche die Ware in das Wasserbad eintaucht und für einen gerichteten und kontinuierlichen Transport der Ware sorgt, insbesondere durch das Wasserbad.
ii. Eine besondere Ausgestaltung der Fördereinrichtung, welche die Ware im Bereich des Wasserbads vollständig unter die Wasseroberfläche befördert.
iii. Ultraschallenergie wird durch an den Boden oder den Seitenwänden des Tanks für das Wasserbad angebrachte Ultraschallwandler (Tauchschwinger) in das Wasserbad eingekoppelt. Die Ultraschallfrequenz beträgt dabei zwischen 18 kHz und 1 MHz, vorzugsweise zwischen 40 kHz und 250 kHz, höchst vorzugsweise zwischen 80 kHz und 150 kHz.
iv. Die Ultraschallwandler sind derart ausgestaltet, dass wenigstens die Breite der Fördereinrichtung (des Förderbandes), maximal die Breite des Tanks abgedeckt wird. Die Länge der Ultraschallwandler entspricht dabei maximal einer Länge derjenigen Förderstrecke des Förderbandes, auf der die Ware vollständig in das Wasserbad eingetaucht ist.
v. Die Ware wird durch das Förderband (die Fördereinrichtung) mit einer Fördergeschwindigkeit von 1 bis 30 m/min, vorzugsweise von 2 bis 20 m/min, höchst vorzugsweise 3 bis 15 m/min, durch das mit Ultraschallenergie beaufschlagte Volumen (Wasserbad) befördert.
vi. Die Ware wird durch die Fördereinrichtung nach der Ultraschallbehandlung wieder an die Wasseroberfläche transportiert und mit Wasser aus oberhalb oder seitlich des Wasserbades angebrachten Sprühdüsen (Sprühköpfen) abgesprüht.
vii. Durch gezielte Wasserstrahlen (oder in sonstiger Weise) wird ein Umwenden der Ware durchgeführt, um sowohl Ober- als auch Unterseite zu besprühen.
viii. Besonders vorteilhaft und effizient ist dabei die Verwendung von Sprühdüsen, bei denen der Sprühstrahl durch Einkoppeln einer Ultraschallwelle moduliert ist (vgl. die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung).
ix. Die Frequenz der eingekoppelten Ultraschallwelle in der Sprühvorrichtung beträgt zwischen 15 kHz und 150 kHz.

According to the findings of the applicant, a combination of the following features for the process or the system has proven to be particularly advantageous - without being limited to this:

i. Delivery of the goods on a conveyor device, which immerses the goods in the water bath and ensures that the goods are transported in a directed and continuous manner, in particular through the water bath.
ii. A special design of the conveying device, which conveys the goods in the area of the water bath completely under the water surface.
iii. Ultrasonic energy is coupled into the water bath by ultrasonic transducers (transducers) attached to the bottom or side walls of the water bath tank. The ultrasonic frequency is between 18 kHz and 1 MHz, preferably between 40 kHz and 250 kHz, most preferably between 80 kHz and 150 kHz.
IV. The ultrasonic transducers are designed in such a way that at least the width of the conveying device (the conveyor belt) and at most the width of the tank are covered. The length of the ultrasonic transducer corresponds at most to a length of that conveying section of the conveyor belt on which the goods are completely immersed in the water bath.
v. The goods are conveyed by the conveyor belt (the conveyor) at a conveying speed of 1 to 30 m/min, preferably 2 to 20 m/min, most preferably 3 to 15 m/min, through the volume (water bath) subjected to ultrasonic energy.
vi. After the ultrasonic treatment, the goods are transported back to the water surface by the conveying device and sprayed with water from spray nozzles (spray heads) installed above or on the side of the water bath.
vii. The goods are turned over by means of targeted jets of water (or in some other way) in order to spray both the upper and lower side.
viii. The use of spray nozzles in which the spray jet is modulated by coupling in an ultrasonic wave is particularly advantageous and efficient (cf. the spray device according to the invention).
ix. The frequency of the coupled ultrasonic wave in the spray device is between 15 kHz and 150 kHz.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung; und
2 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage mit der Sprühvorrichtung aus 1.

Further refinements and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.

1 shows a sectional view of a spray device according to the invention; and
2 shows a system according to the invention with the spray device 1 .

Besonders vorteilhaft für das oben beschriebene Verfahren ist der Einsatz eines mittels Ultraschall pulsierten (modulierten) Sprühstrahls zur (Nach-)Reinigung der Ware. Dieser modulierte Sprühstrahl ist in 1 bei Bezugszeichen MS dargestellt und wird mittels einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung erzeugt, wie sie in 1 dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Sie umfasst einen Sprühkopf 2, der (gestrichelt dargestellt) mit einem Ultraschallgenerator 3 und (strichpunktiert) mit einem Wasservorrat 4 wirkverbunden ist. Der Sprühkopf 2 umfasst innerhalb eines (kreis-)zylindrischen, wasserdichten und ohne Beschränkung zweiteiligen Gehäuses 2a einen rotationssymmetrischen piezoelektrischen Ultraschallwandler 2b. Dieser piezoelektrische Ultraschallwandler 2b erzeugt nach geeigneter Anregung durch den Ultraschallgenerator (Frequenzgenerator) 3 im Wesentlichen longitudinale mechanische Schwingungen in Richtung einer Längsachse L der Anordnung mit der von dem Ultraschallgenerator 3 bereitgestellten Ultraschallfrequenz.The use of an Ultra sound-pulsed (modulated) spray jet for (post-)cleaning of the goods. This modulated spray jet is in 1 shown at reference MS and is produced by means of a spray device according to the invention, as shown in 1 shown and denoted overall by the reference numeral 1. It comprises a spray head 2 which (shown in phantom) is operatively connected to an ultrasonic generator 3 and (in phantom) to a water supply 4 . The spray head 2 comprises a rotationally symmetrical piezoelectric ultrasonic transducer 2b within a (circular) cylindrical, watertight and, without limitation, two-part housing 2a. After suitable excitation by the ultrasonic generator (frequency generator) 3 , this piezoelectric ultrasonic transducer 2b produces essentially longitudinal mechanical vibrations in the direction of a longitudinal axis L of the arrangement with the ultrasonic frequency provided by the ultrasonic generator 3 .

Zwischen Ultraschallwandler 2b und einer am unteren Ende des Gehäuses 2 befindlichen Druckkammer 2c ist ein Ankoppelstück 2d angeordnet. Das Ankoppelstück 2d weist eine hintere Ankoppelfläche 2d1 und eine vordere Ankoppelfläche 2d2 auf, welche hintere Ankoppelfläche 2d1 von ihren Abmessungen her einer Ankoppelfläche (nicht bezeichnet) des Ultraschallwandlers 2d entspricht und welche vordere Ankoppelfläche 2d2 von ihren Abmessungen her einer Querschnittsfläche der Druckkammer 2c entspricht, während das Ankoppelstück 2d zwischen der vorderen Ankoppelfläche und der hinteren Ankoppelfläche bei Bezugszeichen 2d3 tailliert ausgebildet ist. Dadurch lässt sich bevorzugt eine Verstärkung der longitudinalen Schwingungsamplitude erreichen. Mit der hinteren Ankoppelfläche 2d1 berührt das Ankoppelstück 2d den Ultraschallwandler 2b an dessen Ankoppelfläche vollflächig. Im Bereich der vorderen Ankoppelfläche 2d2 ist das Ankoppelstück 2d ist gegenüber dem Gehäuse 2a über eine umlaufende Dichtung 2e abgedichtet. Die Druckkammer 2c öffnet bei Bezugszeichen 2c1 (Sprühöffnung) zur Umgebung; in diesem Bereich ist eine Sprühdüse (Auslassdüse) 2e eingesetzt. Die Druckkammer 2c ist zur Auslassdüse 2e hin konisch ausgeführt, um Flüssigkeitsansammlungen zu vermeiden. Außerdem weist die Druckkammer 2c bei Bezugszeichen 2c2 eine Zuleitung (Einlassbohrung) für eine Flüssigkeit (Reinigungsmedium, bevorzugt Wasser) auf, über die sie mit dem Wasservorrat (Vorrat für Reinigungsmedium) 4 verbunden ist.A coupling piece 2d is arranged between the ultrasonic transducer 2b and a pressure chamber 2c located at the lower end of the housing 2 . The coupling piece 2d has a rear coupling surface 2d1 and a front coupling surface 2d2, which rear coupling surface 2d1 corresponds in terms of its dimensions to a coupling surface (not labeled) of the ultrasonic transducer 2d and which front coupling surface 2d2 corresponds in terms of its dimensions to a cross-sectional area of the pressure chamber 2c, while the coupling piece 2d between the front coupling surface and the rear coupling surface has a waisted design at reference number 2d3. As a result, an amplification of the longitudinal oscillation amplitude can preferably be achieved. With the rear coupling surface 2d1, the coupling piece 2d touches the entire surface of the ultrasonic transducer 2b on its coupling surface. In the area of the front coupling surface 2d2, the coupling piece 2d is sealed off from the housing 2a by a circumferential seal 2e. The pressure chamber 2c opens to atmosphere at reference numeral 2c1 (spray port); a spray nozzle (outlet nozzle) 2e is inserted in this area. The pressure chamber 2c is tapered towards the outlet nozzle 2e in order to avoid liquid accumulations. In addition, the pressure chamber 2c has a supply line (inlet bore) for a liquid (cleaning medium, preferably water) at reference number 2c2, via which it is connected to the water supply (supply for cleaning medium) 4.

Die von dem Ultraschallwandler 2b erzeugten mechanischen Schwingungen werden über das Ankoppelstück 2d in die Druckkammer 2c weitergeleitet. Das dort vorhandene, flüssige Reinigungsmedium RM, welches über die Zuleitung 2c2 in die Druckkammer 2c geleitet wurde, wird bei vollständig gefüllter Druckkammer 2c mit einem Wechseldruck beaufschlagt, der durch die mechanische Schwingung des Ankoppelstücks 2d über die vordere Ankoppelfläche 2d2 erzeugt bzw. an das Reinigungsmedium RM weitergegeben wird. Über die Sprühdüse 2e verlässt das Reinigungsmedium RM die Druckkammer 2c als modulierter Sprühstrahl MS. Der aus der Düse 5 austretende Sprühstrahl MS erfährt dadurch eine periodische Änderung seines Volumenstromes. Weiterhin kann bei einer genügend großen Amplitude der Ultraschallschwingung eine transiente Kavitation im Flüssigkeitsstrahl (Sprühstrahl MS) erzeugt werden, welche vorteilhaft zur Reinigung beiträgt der besprühten Ware (in 1 nicht gezeigt) beiträgt.The mechanical vibrations generated by the ultrasonic transducer 2b are transmitted via the coupling piece 2d into the pressure chamber 2c. The liquid cleaning medium RM present there, which was fed into the pressure chamber 2c via the supply line 2c2, is subjected to an alternating pressure when the pressure chamber 2c is completely filled, which is generated by the mechanical vibration of the coupling piece 2d via the front coupling surface 2d2 or to the cleaning medium RM is passed on. The cleaning medium RM leaves the pressure chamber 2c as a modulated spray jet MS via the spray nozzle 2e. As a result, the spray jet MS emerging from the nozzle 5 undergoes a periodic change in its volume flow. Furthermore, with a sufficiently large amplitude of the ultrasonic vibration, a transient cavitation can be generated in the liquid jet (spray jet MS), which advantageously contributes to the cleaning of the sprayed goods (in 1 not shown).

2 zeigt eine komplette Anlage 5 zur Reinigung von Ware (Pflanzen oder Pflanzenteile) 6 mittels Ultraschall. Die Anlage 5 umfasst die Sprühvorrichtung 1 gemäß 1, obgleich die Erfindung nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt ist. Bezugszeichen 5a bezeichnet einen Tank, der bis zur Linie N (Wasseroberfläche oder Wasserlinie) mit Wasser 5b gefüllt ist (Wasserbad). Bezugszeichen 5c bezeichnet einen Wasserzulauf, und Bezugszeichen 5d einen Wasserablauf des Tanks 5a. Im Bodenbereich bzw. an einem Boden 5a1 des Tanks 5a sind innerhalb des Tanks 5a, also in dem Wasserbad 5b, Ultraschwallschwinger in Form von Tauchschwingern 5e angeordnet, die sich über einen Teil einer Länge TL des Tanks 5a erstrecken. Die Tauchschwinger 5e können die gesamte Breite des Tanks 5a (senkrecht zur Zeichenebene) abdecken, was in 2 nicht erkennbar ist. Die Ultraschall-Tauchschwinger 5e stehen mit einem Ultraschallgenerator (Frequenzgenerator) 5f in Wirkverbindung. Die Ultraschall-Tauchschwinger 5e erzeugen nach geeigneter Anregung durch den Ultraschallgenerator 5f Ultraschallwellen, die in das Wasserbad abgestrahlt (eingekoppelt) werden. Der Ultraschallgenerator 5f und der Ultraschallgenerator 3 der Sprühvorrichtung 1 können als ein gemeinsames Gerät ausgebildet sein. 2 shows a complete system 5 for cleaning goods (plants or parts of plants) 6 using ultrasound. The system 5 includes the spray device 1 according to FIG 1 , although the invention is not limited to such an embodiment. Numeral 5a designates a tank filled with water 5b (water bath) up to line N (water surface or water line). Numeral 5c designates a water inlet and numeral 5d a water outlet of the tank 5a. In the bottom area or on a bottom 5a1 of the tank 5a, within the tank 5a, ie in the water bath 5b, ultrasonic transducers are arranged in the form of immersion transducers 5e, which extend over part of a length TL of the tank 5a. The submersible transducers 5e can cover the entire width of the tank 5a (perpendicular to the plane of the drawing), which in 2 is not recognizable. The ultrasonic immersion transducers 5e are operatively connected to an ultrasonic generator (frequency generator) 5f. After suitable excitation by the ultrasonic generator 5f, the ultrasonic immersion transducers 5e generate ultrasonic waves which are radiated (coupled) into the water bath. The ultrasonic generator 5f and the ultrasonic generator 3 of the spray device 1 can be designed as a common device.

Zumindest der Ultraschallgenerator 5f und die Tauchschwinger 5e bilden zusammen eine Ultraschalleinrichtung nach dem Sprachgebrauch der vorliegenden Anmeldung.At least the ultrasonic generator 5f and the immersion transducer 5e together form an ultrasonic device according to the language used in the present application.

Die Sprühvorrichtung 1 ist oberhalb des Tanks 5a angeordnet. In 2 ist nur eine Sprühvorrichtung 1 bzw. nur ein Sprühkopf 2 dargestellt. Allerdings umfasst die Anlage 5 Halterungen 5g für vier derartige Sprühvorrichtungen 1 bzw. Sprühköpfe 2, von den in 2 nur eine bezeichnet ist. Die Halterungen 5g, die einstellbar (höhenverstellbar; Doppelpfeil in 2) sein können, ermöglichen ein Befestigen der Sprühköpfe 2 und ein Einstellen deren Abstands vor der zu besprühenden Ware 6. Für mehrere Sprühvorrichtungen 1 bzw. Sprühköpfe 2 kann ein gemeinsamer Ultraschallgenerator 3 und ein gemeinsamer Wasservorrat 4 vorgesehen sein.The spray device 1 is arranged above the tank 5a. In 2 only one spray device 1 or only one spray head 2 is shown. However, the system 5 includes holders 5g for four such spray devices 1 or spray heads 2, of which 2 only one is designated. The brackets 5g, which are adjustable (adjustable in height; double arrow in 2 ) can be, allow the spray heads 2 to be fixed and their distance to be set in front of the goods 6 to be sprayed. For several spray devices 1 or spray heads 2, a common ultrasonic generator 3 and a common water supply 4 can be provided.

Die Ware 6 wird durch eine Fördereinrichtung 5h bewegt, die als Förderband 5i mit einer Anzahl von Mitnehmern (Haltrungen) 5j für die Ware 6 ausgestattet und oberhalb des Tanks 5a montiert ist. Eine regelmäßig vorhandene Antriebseinrichtung oder Antriebseinheit (Motormittel) für die Fördereinrichtung 5h ist nicht dargestellt. Das Förderband 5i ist derart oberhalb der Wasserlinie N angeordnet, dass im Wesentlichen nur die Ware 6 in das Wasserbad 5b eintaucht, nicht das restliche Förderband 5i. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Breite eines Bereichs der Ultraschallbeaufschlagung quer zu einer Förderrichtung FR der Fördereinrichtung 5h bzw. des Förderbands 5i wenigstens einer Breite der Förderbandes 5i und maximal der Breite des Tanks 5a entspricht, wobei vorzugsweise die Länge des Bereichs der Ultraschallbeaufschlagung TL im Wesentlichen einer gesamten Länge derjenigen Förderstrecke der Fördereinrichtung entspricht, auf der die Ware 6 vollständig in das Wasserbad 5b eingetaucht ist.The goods 6 are moved by a conveyor 5h, which is equipped as a conveyor belt 5i with a number of carriers (holders) 5j for the goods 6 and is mounted above the tank 5a. A drive device or drive unit (motor means) that is regularly present for the conveyor device 5h is not shown. The conveyor belt 5i is arranged above the water line N in such a way that essentially only the goods 6 are immersed in the water bath 5b, not the rest of the conveyor belt 5i. It is preferably provided that the width of an area of ultrasonic application transverse to a conveying direction FR of the conveyor device 5h or the conveyor belt 5i corresponds to at least one width of the conveyor belt 5i and at most to the width of the tank 5a, with the length of the area of the ultrasonic application TL preferably being essentially the same corresponds to an overall length of that conveying section of the conveying device on which the goods 6 are completely immersed in the water bath 5b.

Das Förderband 5i weist insgesamt gemäß 2 einen - ohne Beschränkung - einfach abgewinkelten Verlauf auf. Dadurch wird die Ware 6 in der Förderrichtung FR zunächst schräg vertikal abwärts in Richtung Tank 5a (Wasserbad) gefördert. Nach einer nächsten Umlenkung um ca. 45 Grad bewegt sich die Ware 6 parallel zur Wasserlinie N durch das Wasserbad 5b, wo sie mit Ultraschall durch die Tauchschwinger 5e beaufschlagt wird. Dann erfährt sie bei Bezugszeichen 5k eine weitere Umlenkung um 180 Grad, sodass sie sich dann außerhalb des Tanks wiederum parallel zur Wasserlinie N bewegt. Die Ware 6 gelangt so in den Wirkbereich der Sprühvorrichtung(en) 1, welche die Ware 6 mit modulierten Sprühstrahlen MS besprühen. Das Sprühwasser kann zurück in den Tank 5a fließen.The conveyor belt 5i has a total of 2 a - without limitation - simply angled course. As a result, the goods 6 are initially conveyed obliquely vertically downwards in the conveying direction FR in the direction of the tank 5a (water bath). After a next deflection by about 45 degrees, the goods 6 move parallel to the water line N through the water bath 5b, where they are subjected to ultrasound by the immersion transducers 5e. Then, at reference number 5k, it undergoes a further deflection of 180 degrees, so that it then again moves parallel to the waterline N outside the tank. The goods 6 thus reach the effective range of the spray device(s) 1, which spray the goods 6 with modulated spray jets MS. The spray water can flow back into the tank 5a.

Die vorstehend beschriebene weitere Umlenkung stellt nur eine mögliche Ausführungsform dar. Es ist auch möglich, dass die Ware an eine (hier nicht dargestellte) Fördereinrichtung übergeben wird und dass die weiteren Prozessschritte (ultraschallunterstütztes bzw. moduliertes Sprühen, Umwenden) getrennt von der Tauchreinigung stattfinden.The further deflection described above represents only one possible embodiment. It is also possible that the goods are transferred to a conveyor (not shown here) and that the further process steps (ultrasonic-assisted or modulated spraying, turning) take place separately from the immersion cleaning.

Im Bereich der Sprühvorrichtung(en) 1 sind an dem Förderband 5i bei Bezugszeichen 5m Wendeeinrichtungen für die Ware 6 angeordnet, welche Wendeeinrichtungen 5m bevorzugt dazu ausgebildet sind, die Ware 6 durch gezielte Wasserstahlen zu drehen und zu wenden, damit die Sprühvorrichtung(en) 1 die Ware 6 aus verschiedenen Richtungen besprühen können.In the area of the spraying device(s) 1, turning devices for the goods 6 are arranged on the conveyor belt 5i at reference number 5m, which turning devices 5m are preferably designed to rotate and turn the goods 6 by means of targeted jets of water, so that the spraying device(s) 1 can spray the goods 6 from different directions.

Im Anschluss an das Besprühen erfährt die Ware 6 bzw. das Förderband 5i wiederum eine Umlenkung um ca. 45 Grad schräg nach oben, um dann nach einer weiteren 180 Grad-Umlenkung an den Anfangsort zurückzukehren.Following the spraying, the goods 6 or the conveyor belt 5i are again deflected at an angle of approximately 45 degrees upwards, in order to then return to the starting point after a further 180 degree deflection.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich ohne weiteres aus der beschriebenen exemplarischen Ausgestaltung ableiten. So können die Prozessschritte der Reinigung mittels Tauchschwinger unter Wasser und moduliertes Besprühen oberhalb der Wasserlinie räumlich getrennt werden, indem anstatt der gezeigten 180°-Umlenkung bei Bezugszeichen 5k eine Übergabe an eine zweite Fördereinrichtung (z.B. ein Förderband) erfolgt, welches die Ware 6 zu den Sprüheinrichtungen 1 transportiert, die so angeordnet sind, dass eine 180°-Umlenkung (oder irgendeine andere Umlenkung) der Förderrichtung nicht notwendig ist.Further advantageous configurations of the invention can be easily derived from the exemplary configuration described. For example, the process steps of cleaning using an immersion transducer under water and modulated spraying above the waterline can be spatially separated, in that instead of the 180° deflection shown at reference number 5k, a transfer to a second conveyor device (e.g. a conveyor belt) takes place, which transports the goods 6 to the Transported spray devices 1, which are arranged so that a 180 ° deflection (or any other deflection) of the conveying direction is not necessary.

Zu den bevorzugten Werten für Fördergeschwindigkeit und Ultraschallfrequenzen wurde im einleitenden Teil der Beschreibung erschöpfend vorgetragen.The introductory part of the description exhaustively presented the preferred values for conveying speed and ultrasonic frequencies.

Mittels der Anlage 5 gemäß 2 ist es möglich, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von Ware 6 in Form von Pflanzen oder Pflanzenteilen durchzuführen, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Fördern der Ware 6 durch das Wasserbad (Wasser 5b im Tank 5a); b) Beaufschlagung der Ware 6 mit Ultraschall durch Einkoppeln von Ultraschall (mittels der Tauchschwinger 5e) in das Wasserbad 5b; und c) anschließendes Besprühen der Ware 6 außerhalb des Wasserbads 5b mit Wasser aus wenigstens einer Sprühvorrichtung 1. Dabei laufen die Schritte a) und b) im Wesentlichen zeitgleich ab.By means of Annex 5 in accordance with 2 it is possible to carry out a method according to the invention for cleaning goods 6 in the form of plants or parts of plants, in which the following steps are carried out: a) conveying the goods 6 through the water bath (water 5b in tank 5a); b) Subjecting the goods 6 to ultrasound by coupling ultrasound (by means of the immersion transducer 5e) into the water bath 5b; and c) subsequent spraying of the goods 6 outside of the water bath 5b with water from at least one spraying device 1. Steps a) and b) take place essentially at the same time.

Auf diese Weise ermöglicht die Anlage 5 bzw. das darauf ablaufende Verfahren, in vereinfachter Weise auch innenliegende Rückstände der eingangs genannten Art bei der Reinigung von Pflanzen bzw. Pflanzenteilen zu entfernen, ohne die Pflanzen bzw. Pflanzenteile selbst zu schädigen. Dabei fällt nur ein relativ geringer Wasserverbrauch an, und auf chemische Zusätze kann ganz oder zumindest größtenteils verzichtet werden.In this way, the system 5 or the process running on it enables internal residues of the type mentioned at the outset to be removed in a simplified manner when cleaning plants or parts of plants, without damaging the plants or parts of plants themselves. Only a relatively small amount of water is used, and chemical additives can be dispensed with entirely or at least for the most part.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US5113881 [0009, 0022]
WO 2005/104880 A [0010, 0022]

Claims

Method for cleaning goods (6) in the form of plants or parts of plants, including: a) conveying the goods (6) through a water bath (5b); b) applying ultrasound to the goods (6) by coupling ultrasound into the water bath (5b); and c) subsequent spraying of the goods (6) outside of the water bath (5b) with water from a spray device (1).

procedure after claim 1 , in which the goods (6) in step a) and step b) are conveyed completely below a water surface (N) in the water bath (5b).

procedure after claim 1 or 2 , in which the conveying of the goods (6) in step a) and step b) takes place continuously.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , in which the goods (6) are arranged in a defined manner during conveying on a mechanical conveying device (5h).

Procedure according to one of Claims 1 until 4 , in which ultrasonic energy is coupled into the water bath (5b) by ultrasonic transducers (5e) attached to a floor (5a1) or to side walls of a tank (5a) for the water bath (5b), an ultrasonic frequency in particular being between 18 kHz and 1 MHz , preferably between 40 kHz and 250 kHz, most preferably between 80 kHz and 150 kHz.

Procedure according to one of Claims 1 until 5 , in which the goods (6) are conveyed through the water bath (5b) at a conveying speed of 1 to 30 m/min, preferably 2 to 20 m/min, most preferably 3 to 15 m/min.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , in which in step c) the goods (6) are turned over, preferably by means of targeted jets of water, in order to spray both the upper side and the underside of the goods (6).

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , in which in step c) spray heads (2) are used in which a spray jet (MS) is modulated by coupling in an ultrasonic wave.

procedure after claim 8 , at which a frequency of the injected ultrasonic wave is between 15 kHz and 150 kHz.

Spray device (1) for dispensing liquids, preferably water, in particular according to step c) in a method according to one of the preceding claims, with at least one spray head (2), which spray head (2) comprises: - A housing (2a) which is waterproof except for a spray opening (2c1, 2e) and a liquid supply opening (2c2) and preferably has a circular cross section; - An ultrasonic transducer (2b) which is arranged in the housing (2a) and is preferably of rotationally symmetrical design; - A pressure chamber (2c) which is arranged in the housing (2a) between the spray opening (2c1, 2e) and the ultrasonic transducer (2b) and which is in fluidic operative connection with the liquid supply opening (2c2); in which the ultrasonic transducer (2b) applies ultrasound to a liquid (RM) introduced through the liquid supply opening (2c2) into the pressure chamber (2c) and discharges the liquid (RM) through the spray opening (2c1, 2e) with periodic change of a relevant volume flow is designed and arranged.

Spray device (1) after claim 10 , in which a coupling piece (2d) is arranged between the ultrasonic transducer (2b) and the pressure chamber (2c), which coupling piece (2d) is preferably sealed off from the housing (2a) by a seal (2e).

Spray device (1) after claim 11 , in which the coupling piece (2d) has a front coupling surface (2d1) and a rear coupling surface (2d2), which rear coupling surface (2d2) corresponds in terms of its dimensions to a coupling surface of the ultrasonic transducer (2b) and which front coupling surface (2d1) corresponds to its Dimensions ago corresponds to a cross-sectional area of the pressure chamber (2c), while preferably the coupling piece (2d) between the front coupling surface (2d1) and the rear coupling surface (2d2) is formed waisted.

Spraying device (1) according to one of Claims 10 until 12 , in which the pressure chamber (2c) tapers conically towards the spray opening (2c1, 2e).

Installation (5) for cleaning goods (6) in the form of plants or parts of plants, comprising: - a tank (5a) with a water bath (5b); - A conveying device (5h), in particular a conveyor belt (5i), for conveying the goods (6) through the water bath (5b), the goods (6) preferably being completely immersed in the water bath (5b); - An ultrasonic device (5f, 5e) for subjecting the goods (6) to ultrasound by coupling ultrasound into the water bath (5b); and - a spray device for the subsequent spraying of the goods outside of the water bath with water from a spray device (1), which spray device (1) preferably according to one of Claims 10 until 13 is trained.

Annex (5) according to Claim 14 , in which the spray head (2) of the spray device (1) are mounted above or to the side of the water bath (5b).

Annex (5) according to Claim 14 or 15 , in which the ultrasonic device is designed in such a way that the width of a region of ultrasonic impingement transverse to a conveying direction (FR) of the conveying device (5h) corresponds to at least one width of the conveyor belt (5i) and at most to the width of the tank (5a), with preferably the Length (TL) of the area of ultrasonic application corresponds to the length of a conveying section of the conveying device (5h) on which the goods (6) are completely immersed in the water bath (5b).

Annex (5) according to one of Claims 14 until 16 , in which the conveyor device (5h) is designed to convey the goods (6) into the water bath (5b) and then to the spray device, preferably continuously, the goods (6) preferably being held or fixable on the conveyor device (5h). is.

Annex (5) according to one of Claims 14 until 17 , in which the ultrasonic device has at least one ultrasonic vibrator designed as a submersible vibrator (5e), which is arranged in a bottom region (5a1) of the tank (5a) below the conveyor device (5h).

Annex (5) according to one of Claims 14 until 18 , in which the conveying device (5h) has at least one deflection (5k) for the goods (6), which deflection (5k) between the conveying section of the conveying device (5h) on which the goods (6) completely enter the water bath (5b) is submerged, and is arranged at a location of the spray device.

Annex (5) according to claim 19 , in which the deflection (5k) is a 180° deflection and the location of the spray device is arranged above the water bath (5b).

Annex (5) according to one of Claims 14 until 18 , in which the conveying device (5h) interacts with a further conveying device for the goods (6), which further conveying device is designed to transport the goods (6) to a location of the spraying device, preferably without deflection.

Annex (5) according to Claim 21 , in which the location of the spray device is arranged above the water bath (5b).

Annex (5) according to one of Claims 14 until 22 , in which the conveyor (5h) is arranged on or above a water surface (N) of the water bath (5b) that essentially only the goods (6) on the conveyor (5h) are immersed in the water bath (5b).

Annex (5) according to one of Claims 14 until 23 , in which the conveying device (5h) is designed to convey the goods (6) to the water bath (5b) and, after spraying has taken place, back away from the water bath (5b), preferably in a vertical direction and most preferably in combination with the other conveyor according to Claim 21 .

Annex (5) according to one of Claims 14 until 24 , in which at least one turning device (5m) for turning the goods (6) is arranged in the area of the spraying device.

Annex (5) according to Claim 25 , in which the turning device (5m) is designed to rearrange the goods (6) by targeted water jets.

Annex (5) according to one of Claims 14 until 26 , trained to carry out the method according to one of Claims 1 until 9 , in particular by providing at least one ultrasonic generator (3, 5f) for generating ultrasonic vibrations with the frequencies according to claim 5 and or claim 9 and by providing drive means for the conveying device (5h) for generating the conveying speed according to claim 6 .