DE10208921A1 - Autoklav zum Konservieren von Produkten - Google Patents

Abstract

Es wird ein Autoklav zum Konservieren von Produkten, insbesonderer Lebensmitteln, beschrieben. Der Autoklav besitzt eine Dampfbeaufschlagungseinrichtung zur Durchführung der Konservierungsbehandlung und eine Kühleinrichtung zum Abkühlen der Produkte. Die Kühleinrichtung hat mindestens eine seitlich vom zu kühlenden Produkt im Autoklaven angeordnete Sprühdüse, die das Produkt in seitliche Richtung besprüht. Auf diese Weise wird eine intensive und gleichmäßige Kühlung insbesondere von Produkten erreicht, die seitlich vorstehende Abschnitte besitzen, welche bei einer Kühlmittelbeaufschlagung von oben einen intensiven Kühlmittelkontakt mit dem Produkt verhindern.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Autoklav zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, mit einer Dampfbeaufschlagungseinrichtung zur Durchführung der Konservierungsbehandlung und einer Kühleinrichtung zum Abkühlen der Produkte durch Beaufschlagen derselben mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser.
• Es ist bekannt, zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, Autoklaven einzusetzen. Diese sind in der Regel als liegende zylindrische Druckbehälter ausgebildet, wobei die zu konservierenden Produkte, insbesondere Lebensmittel in Verpackungen, wie Gläsern, Dosen etc., in sogenannten Käfigen angeordnet werden, welche in die Autoklaven hineinbewegt und nach Abschluß der Konservierungsbehandlung wieder aus diesen herausbewegt werden. Innerhalb der Käfige sind die Produkte mit Hilfe von perforierten Zwischenlagen aufeinandergestapelt, wobei Käfige und Zwischenlagen dampfdurchlässig ausgebildet sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Dampfbehandlung aller Produkte zu gewährleisten.
• Beim Konservieren bzw. Sterilisieren findet eine anfängliche Spülphase, eine nachfolgende Aufheizphase und eine darauffolgende Sterilisierungsphase Anwendung. Nach der Sterilisierungsphase folgt eine Kühlphase, um die Produkte vor der Entnahme aus dem Autoklaven auf gesteuerte Weise abzukühlen. Der zum Sterilisieren verwendete Dampf wird mit Hilfe von Ventilatoren im Autoklaven umgewälzt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Kühlphase von derartigen Verfahren. Es ist bekannt, als Kühlmedium Wasser zu verwenden und dieses mit Hilfe von Düsen, die an Rohren im oberen Bereich des Autoklaven angeordnet sind, auf die Produkte zu sprühen. Bei dieser Vorgehensweise wird die Kühlflüssigkeit unter relativ hohem Druck auf die Produkte abgegeben. Die mit relativ hohem Druck auf die Produkte treffende Flüssigkeit wird von diesen wieder reflektiert, so dass keine innige Umspülung der Produkte, insbesondere ein Kontakt derselben mit der Kühlflüssigkeit in den Seitenbereichen der Produkte, erreicht wird. Demzufolge findet bei dieser bekannten Vorgehensweise eine nur unvollständige Wärmeübertragung von den Produkten auf die Kühlflüssigkeit statt, und zwar vorwiegend im oberen Bereich der Produkte, so dass die Produkte ungleichmäßig abgekühlt werden. Somit ist bei dieser Methode der Wasserkühlung eine gleichmäßige Beaufschlagung der Produkte nicht gewährleistet. So werden zwar die Bereiche der Produkte, die vom Sprühkegel der oben angeordneten Düsen getroffen werden, gekühlt, jedoch verbleiben die seitlichen und unteren Bereiche der Produkte, die nicht unmittelbar von den Düsenkegeln beaufschlagt werden, im ungekühlten Zustand. Dies trifft insbesondere auch auf Produkte zu, die sich im unteren und/oder inneren Bereich der Käfige befinden, da diese Bereiche nicht unmittelbar von den Düsen erreicht werden.
• Man kann zwar eine Vergleichmäßigung der Beaufschlagung mit Kühlflüssigkeit dadurch erreichen, dass man die Dauer der Kühlung und die Menge der verwendeten Kühlflüssigkeit erhöht, jedoch ist dies mit beträchtlichem zusätzlichen Aufwand an Zeit, Kühlflüssigkeit und Energiekosten verbunden, was unerwünscht ist. Darüber hinaus wird durch eine zu lange Zeitdauer der Kühlphase der gesamte Konservierungsprozeß in die Länge gezogen, wodurch sich eine unwirtschaftliche Ausnutzung des Autoklaven ergibt.
• Obige Probleme treten insbesondere dann auf, wenn Produkte gekühlt werden sollen, die in ihren seitlichen Bereichen seitlich nach außen vorstehende Abschnitte besitzen. Solche Produkte sind beispielsweise Menüpackungen, die seitlich vorstehende Deckelabschnitte besitzen. Solche seitlich vorstehenden Abschnitte verhindern, dass die von den oben angeordneten Düsen aufgebrachte Kühlflüssigkeit (Wasser) mit dem seitlichen Rand der Verpackung in Kontakt tritt. Vielmehr tropft das Wasser vom Rand der seitlich vorstehenden Abschnitte direkt nach unten, so dass weder der darunter befindliche Packungsabschnitt noch überhaupt die darunter befindlichen Packungen kontaktiert werden. Es werden daher lediglich die oben angeordneten Packungen von den Düsen mit Wasser beaufschlagt, während die darunter befindlichen Packungen nur unvollkommen kontaktiert werden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Autoklaven der angegebenen Art zu schaffen, bei dem die zu konservierenden Produkte besonders intensiv und gleichmäßig gekühlt werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Autoklaven der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die Kühleinrichtung mindestens eine seitlich vom zu kühlenden Produkt im Autoklaven angeordnete Sprühdüse aufweist, die das Produkt in seitlicher Richtung besprüht.
• Die erfindungsgemäße Lösung schlägt somit eine seitliche Besprühung der zu kühlenden Produkte vor. Diese seitliche Besprühung kann entweder ausschließlich oder zusätzlich zu anderen Kühlmaßnahmen durchgeführt werden, beispielsweise einer Besprühung der Produkte von oben oder einer Berieselung derselben von oben. Dadurch, dass die Produkte seitlich angesprüht werden, wird deren seitlicher Bereich bzw. Umfangsbereich direkt mit der Kühlflüssigkeit beaufschlagt, so dass eine intensive Kühlung des Produktes (Verpackungsinhaltes) erreicht wird, und zwar insbesondere auch bei Produkten, die seitlich nach außen vorstehende Abschnitte, beispielsweise Deckelabschnitte, besitzen. Diese seitlich vorstehenden Abschnitte behindern die Beaufschlagung der Produkte mit der Kühlflüssigkeit nicht mehr. Vielmehr tritt diese unmittelbar mit dem Verpackungsumfang in Kontakt, was sich insbesondere bei Menüpackungen als vorteilhaft auswirkt.
• Durch die Besprühung der Produkte von der Seite aus werden ferner die in den Käfigen mit Zwischenlagen übereinandergestapelten Produkte gleichmäßig abgekühlt, da die unten in den Käfigen angeordneten Produkte im wesentlichen in der gleichen Weise beaufschlagt werden wie die oben angeordneten Produkte.
• Wenn die Produkte in den Käfigen übereinander auf Abstand angeordnet sind, beispielsweise in Vertiefungen der jeweiligen Zwischenlagen gelagert sind, kann mit der seitlichen Besprühung der Produkte auch die jeweilige Oberseite und Unterseite der Produkte erreicht werden, so dass sich hierbei eine weitgehend gleichmäßige Beaufschlagung der Produkte ergibt. Jedenfalls dringt die von der seitlichen Sprühdüse abgegebene Sprühflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen übereinander angeordneten Produkten ein und dort mit dem Boden des oberen Produktes sowie der Oberseite des unteren Produktes in Kontakt. Insgesamt wird daher eine intensive und gleichmäßige Kühlung erreicht.
• Die erfindungsgemäß seitlich vom zu kühlenden Produkt im Autoklaven angeordnete Sprühdüse ist vorzugsweise als Vollkegeldüse ausgebildet. Dabei kommt insbesondere eine Düse zur Anwendung, die einen etwa quadratischen Sprühkegel abgibt. Auf diese Weise kann sowohl in Längs- als auch in Höhenrichtung ein großer Bereich gleichmäßig besprüht werden, so dass eine weitgehend gleichmäßige Beaufschlagung der zu kühlenden Produkte erreicht werden kann.
• Was die Anzahl der seitlich angeordneten Düsen anbetrifft, so richtet sich diese generell nach der Größe des Autoklaven und der zu besprühenden Fläche. Eine Ausführungsform wird bevorzugt, bei der über die Höhe des Autoklaven zwei seitliche Sprühdüsen übereinander angeordnet sind. In Längsrichtung des Autoklaven sind vorzugsweise zwei bis drei Sprühdüsen pro Käfig zur Aufbewahrung der Produkte vorgesehen. Dabei können die Düsen so angeordnet sein, dass die Sprühkegel einander überlappen, aneinanderstoßen oder im Abstand voneinander angeordnet sind, je nach Anordnung der zu kühlenden Produkte.
• Die hier in Rede stehenden Autoklaven weisen vorzugsweise seitliche Trennbleche zur Dampfführung innerhalb des Autoklaven auf. Diese Trennbleche bewirken, dass in den seitlichen Autoklavenbereichen zwischen den Trennblechen und der Autoklavenwandung der zum Sterilisieren verwendete Dampf von einem kopfseitig angeordneten Ventilator in Längsrichtung des Autoklaven vom Ventilator wegbewegt und im mittleren Bereich des Autoklaven zwischen den Trennblechen zurückgesaugt wird. Die Trennbleche grenzen dabei den mittleren Autoklavenbereich vollständig von den beiden seitlichen Autoklavenbereichen ab. Die Erfindung sieht nunmehr vor, dass bei einer derartigen Ausführungsform die mindestens eine Sprühdüse am seitlichen Trennblech angeordnet ist. Das Trennblech dient hierbei somit zur Befestigung der seitlichen Düse, wobei sich diese durch ein geeignetes Loch im Trennblech zum Innenbereich des Autoklaven hin erstreckt. Auf der Außenseite des Trennbleches ist vorzugsweise ein Zuführrohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zur Düse befestigt. Bei den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind beispielsweise in Höhenrichtung zwei Düsen übereinander am Trennblech befestigt, während in Längsrichtung vorzugsweise drei Düsen über die Länge eines Käfigs am Trennblech angeordnet sind.
• Da die für die Lagerung der zu sterilisierenden Produkte verwendeten Käfige vorzugsweise nahezu den gesamten Raum zwischen den Trennblechen ausfüllen, besteht bei einer ebenen Ausbildung der Trennbleche die Gefahr, dass die Düsen zu nahe an den zu kühlenden Produkten angeordnet sind. Um dies zu verhindern, d. h. zu erreichen, dass ein entsprechend breiter Sprühkegel auf die Produkte trifft, weist das Trennblech vorzugsweise einen in seitlicher Richtung zum Autoklavenrand hin zurückspringenden Abschnitt auf, an dem die Sprühdüse angeordnet ist. Das Trennblech ist somit bei dieser Ausführungsform nicht mehr eben, sondern profiliert, wobei ein nach außen, d. h. in Richtung auf den Autoklavenrand, hin zurückspringender Abschnitt die Düse trägt. Es versteht sich, dass in dem Fall, in dem mehrere Düsen übereinander angeordnet sind, mehrere solcher Abschnitte vorgesehen sind.
• Ein solcher Abschnitt weist vorzugsweise sich schräg nach innen erweiternde Seitenabschnitte auf, damit der Sprühkegel behinderungsfrei abgestrahlt werden kann.
• In der Praxis kommen daher profilierte Dampfführungstrennbleche zum Einsatz, die auf ihren zum Autoklavenrand hin versetzten Abschnitten die Sprühdüsen tragen. Da diese somit im Abstand von den Käfigen bzw. den zu kühlenden Produkten angeordnet sind, werden die Produkte infolge der Sprühkegel auf einer relativ großen Fläche mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt, so dass sich eine gleichmäßige Kühlung über die Höhe der Produkte ergibt und die verwendete Kühlflüssigkeit nicht mit einem zu hohen Druck auf die Produkte auftrifft.
• Als Kühlflüssigkeit findet vorzugsweise Leitungswasser Verwendung, das ggf. mit geeigneten Zusätzen versehen sein kann.
• Die erfindungsgemäß eingesetzten Sprühdüsen arbeiten vorzugsweise mit üblichen Drücken von etwa 1,5 bar.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Autoklaven; und
• Fig. 2 eine Ansicht des Autoklaven der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 bei entferntem Deckel.
• Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Autoklav besitzt ein Gehäuse 1 in der Form eines liegenden Zylinders, das in Fig. 1 auf der linken Seite durch eine Stirnwand und auf der rechten Seite über einen öffenbaren Deckel geschlossen ist. Durch Öffnen des Deckels können sogenannte Käfige 9, die mit zu konservierenden Lebensmitteln, beispielsweise solchen in Dosen, Gläsern etc., bepackt sind, in den Autoklaven hineinbewegt werden. Nach dem Schließen des Deckels wird mit der eigentlichen Konservierungs- bzw. Sterilisationsbehandlung begonnen.
• Der hier dargestellte Autoklav arbeitet zum Sterilisieren mit Dampf, wobei der Dampf über einen schematisch bei 16 dargestellten Ventilator im Autoklav umgewälzt wird. Fig. 2 zeigt, dass im seitlichen Bereich des Autoklaven jeweils ein vertikales Leitblech 2 angeordnet ist, das den Autoklaven in Längsrichtung in einen Mittelraum und zwei seitliche Räume unterteilt. Der Ventilator 16 drückt den Dampf durch die durch die Trennbleche 2 gebildeten Außenräume in Fig. 1 von rechts nach links und saugt den Dampf durch den Mittelraum zurück. Entsprechende Einrichtungen für die Dampfumwälzung sind hier nicht gezeigt, da diese nicht Gegenstand der Erfindung bilden.
• Der Ventilator 16 wird über einen am Deckel 14 angeordneten Elektromotor 17 angetrieben.
• Die in den Käfigen 9 im Inneren des Autoklaven angeordneten Lebensmittelpackungen sind auf perforierten Endlagen oder Zwischenlagen 16 gelagert, um den Innenraum des Autoklaven möglichst umfassend zu nutzen. Man erkennt in Fig. 2, dass die Käfige 9 seitlich von den beiden Leit- bzw. Trennblechen begrenzt werden. An der Unterseite werden die Käfige 9 über geeignete Lagereinrichtungen 18 gelagert. Die Käfige können auf diesen Lagereinrichtungen gleiten, so dass sie ohne weiteres in den Autoklaven hinein und wieder aus diesem herausbewegt werden können.
• Die eigentliche Konservierungs- bzw. Sterilisationsbehandlung mit Hilfe von Dampf ist für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung und wird daher hier im einzelnen nicht mehr erläutert. Wesentlich ist, dass nach einer anfänglichen Spülphase eine Aufheizphase erfolgt, wonach die eigentliche Sterilisationsphase durchgeführt wird. Danach müssen die im Autoklaven befindlichen Lebensmittelpackungen im Autoklav einer gesteuerten Abkühlung unterzogen werden, da sie im heißen Zustand nicht dem Autoklaven entnommen werden können.
• Zur Durchführung dieser Abkühlung weist der Autoklav eine Zuführleitung 3 für eine geeignete Kühlflüssigkeit auf, bei der es sich in der Regel um Leitungswasser handelt. Die Zuführleitung 3 führt von einer Pumpe 19, die von einem Elektromotor 20 angetrieben wird, umgewälztes Leitungswasser am oberen Ende in den Autoklaven ein, und zwar in Längrichtung desselben an einer gegenüber der Autoklavenmitte etwas versetzten Stelle. Im Inneren des Autoklaven mündet die Zuführleitung 3 in ein Verteilerstück 4, das in zwei horizontal angeordnete Längsrohre 5 mündet, die zu beiden Seiten der Zuführleitung angeordnet sind. Diese Längsrohre erstrecken sich im wesentlichen über den Bereich des Autoklaven, der mit den zu kühlenden Lebensmitteldosen bepackt ist.
• Die erwähnten Längsrohre 5 sind an ihren Unterseiten mit in Längsabschnitten angeordneten Austrittsöffnungen 21 versehen, durch die das zugeführte Wasser nach unten in den Autoklaven abgegeben wird. Dieses Wasser wird von einer wannenförmigen Sammeleinrichtung 6 aufgefangen. Man erkennt in Fig. 1, dass diese wannenförmige Sammeleinrichtung 6 in Längsrichtung des Autoklaven in vier Einzeleinrichtungen unterteilt ist, welche beweglich bzw. lösbar im Autoklaven angeordnet sind. Die Einrichtungen sind auf seitlichen Halterungsflanschen 8 gelagert und können zu Wartungszwecken dem Autoklaven entnommen und wieder in diesen hineingeschoben werden. Dabei stoßen Sie mit ihren aufgekanteten Seitenflächen aneinander an.
• Die wannenförmigen Sammeleinrichtungen 6 sind in der Form von Blechen ausgebildet, die mit einer Vielzahl von Löchern 7 in ihrem Boden versehen sind. Durch diese Löcher kann das in der wannenförmigen Einrichtung aufgefangene Wasser nach unten abgegeben werden, so dass die darunter befindlichen, in den Käfigen gelagerten Lebensmittelpackungen berieselt bzw. beregnet werden. Die Löcher sind sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gleichmäßig über die Böden der jeweiligen Bleche verteilt angeordnet. In den Fig. 1 und 2 sind die entsprechenden Berieselungsvorgänge angedeutet.
• Das auf die oberste Lage der Lebensmittelpackungen gelangende Wasser trifft auf die Decke der Packungen und fließt an den Seitenflächen derselben nach unten, ggf. an den Böden der Packungen zusammen. Es gelangt von dort durch die perforierte Zwischenlage 16 auf den unteren Packungsstapel, der ebenfalls auf innige Weise umflossen wird. Auf diese Weise läßt sich eine sehr gute Wärmeübertragung unter vollständiger Ausnutzung der im Wasser steckenden Kühlenergie erzielen, so dass die Packungen rasch und bei geringem Wasserverbrauch abgekühlt werden.
• Nachdem das Wasser die unterste Packungslage passiert hat, tropft es auf den Boden des Autoklaven und wird von dort über ein Abführrohr 10 mit Hilfe der Pumpe 19 abgezogen und über das Zuführrohr 3 wieder in den Autoklaven eingeführt. Bei Bedarf wird neues Wasser zugesetzt.
• Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Berieselungskühlsystem ist ein weiteres Kühlsystem vorgesehen, das mit seitlich von den zu kühlenden Produkten angeordneten Sprühdüsen 12 arbeitet. Wie man Fig. 2 entnehmen kann, sind in Höhenrichtung des Autoklaven auf der linken und rechten Seite desselben jeweils zwei Sprühdüsen 12 mit Abstand übereinander angeordnet. In Längsrichtung des Autoklaven sind pro Käfig drei Düsen vorgesehen, die in Fig. 1 durch ihre quadratischen Sprühkegel 15 gekennzeichnet sind. Wasserzuführrohre 11, die sich in Längsrichtung des Autoklaven erstrecken, sind jeweils der oberen und der unteren Düsenreihe zugeordnet.
• Wie man Fig. 2 im einzelnen entnehmen kann, sind die Sprühdüsen 12 an den Trenn- bzw. Leitblechen 2 für die Dampfführung befestigt. Diese Bleche 2 sind nicht eben, sondern profiliert ausgebildet und weisen nach außen, d. h. zum Autoklavenrand hin, versetzte Abschnitte 21 auf, die über Schrägabschnitte in ebene Abschnitte der Bleche 2 übergehen, welche näher an der Mitte des Autoklaven angeordnet sind. An diesen seitlich nach außen versetzt angeordneten Abschnitten 21 sind die Sprühdüsen 12 befestigt, wobei sie auf der Innenseite der Abschnitte angeordnet sind und über dort vorgesehene Löcher in Wasserzuführrohre 11 übergehen, die an der Außenseite dieser Abschnitte in Längsrichtung des Autoklaven verlaufen. Somit hat jede Reihe der Düsen 12 ein Wasserzuführrohr 11, wie in Fig. 1 zu erkennen ist.
• Die Düsen 12 geben quadratische Vollkegel 15 ab, welche sich in ihren Endbereichen überlappen. Wie Fig. 2 zeigt, wird somit die gesamte Käfighöhe mit Wasser beaufschlagt. Dies ist auch in Längsrichtung des Autoklaven der Fall.
• Das von den Sprühdüsen 12 abgegebene Wasser trifft mit Abstand auf die zu kühlenden Produkte auf, da die Düsen 12 durch die nach außen versetzten Abschnitte 21 in einem relativ großen Abstand von den zu kühlenden Produkten angeordnet sind. Der Druck, mit dem das Wasser auf die Produkte auftrifft, ist daher nicht mehr besonders hoch, so dass das Wasser an den Produkten nach unten laufen und im unteren Bereich des Autoklaven gesammelt werden kann, von dem es über das Abführrohr 10 abgeführt wird. Es wird dann über geeignete Pumpen wieder den Zuführrohren 11 zugeführt und von dort über die Düsen 12 erneut abgegeben.

Claims (8)

1. Autoklav zum Konservieren von Produkten, insbesondere Lebensmitteln, mit einer Dampfbeaufschlagungseinrichtung zur Durchführung der Konservierungsbehandlung und einer Kühleinrichtung zum Abkühlen der Produkte durch Beaufschlagen derselben mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung mindestens eine seitlich vom zu kühlenden Produkt im Autoklaven angeordnete Sprühdüse (12) aufweist, die das Produkt in seitlicher Richtung besprüht.

2. Autoklav nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüse (12) als Vollkegeldüse ausgebildet ist.

3. Autoklav nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüse (12) einen etwa quadratischen Sprühkegel abgibt.

4. Autoklav nach einem der vorangehenden Ansprüche mit seitlichen Trennblechen (2), die zur Dampfführung innerhalb des Autoklaven dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sprühdüse (12) am seitlichen Trennblech (2) angeordnet ist.

5. Autoklav nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennblech (2) einen in seitlicher Richtung zum Autoklavenrand hin zurückspringenden Abschnitt (21) aufweist, an dem die Sprühdüse (12) angeordnet ist.

6. Autoklav nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückspringende Abschnitt (21) sich schräg nach innen erweiternde Seitenabschnitte (22) besitzt.

7. Autoklav nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Höhe des Autoklaven zwei seitliche Sprühdüsen (12) übereinander angeordnet sind.

8. Autoklav nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Autoklaven zwei bis drei Sprühdüsen (12) pro Käfig zur Aufbewahrung der Produkte vorgesehen sind.