DE1778400A1 - Vorrichtung zum Gefriertrocknen von Nahrungs-,Genuss- und Lebensmitteln - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD 1778400 DR.-1 NG. TH. MEYER DR. FUES

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

25« 4. 1968 Sch/ek

Genemi Foods GmbH, Elmshorn (Holstein), Lornsensfcaße

Vorrichtung zum Gefriertrocknen von Nahruhgs-, Genuß- und Lebensmitteln.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gefriertrocknen von Nahrungs-, Genuß- und Lebensmitteln in einer schließbaren Kammer mittels Vakuum und bei Erhitzen durch Heizvorrichtungen.

Es ist bekannt, Gefriertrocknungsanlageiin der Weise auszubilden, daß Behälter, die das zu behandelnde Gut aufnehmen, in der Vakuumkammer im Wechsel mit den Heizvorrichtungen angeordnet sind, wobei das Gut durch die Kammer transportiert wird. Hierbei verwendet man verhältnismäßig flache Schalen, die mit dem Gut gefüllt werden. Diese Schalen liegen laluatiaetx. auf in horizontaler Ebene

209836/0196

in der Kammer angeordneten Wäraeplatten, wobei die Schalen auf den Wärmeplatten im Rhythmus des Behandlungsvorganges, in Längsrichtung durch die Kammer verschoben werden. Die schalenförmigen Behälter, deren Wände gerippt sein können, nehmen jeweils ein verhältnismäßig kleines Volumen des zu trocknenden Gutes auf. Die Kammer ist demgemäß mit einer Vielzahl von Schalen zu beschicken. Aufgrund der großen Stückzahl ist das mechanische Einordnen der Schalen in das Trägergerüst der Kammer und auch das mechanische Entladen der Schalen mit Schwierigkeiten und Umständlichkeiten verbunden. Das Pullen und den Entladevorgang zu mechanisieren, erfordert eine aufwendige und umständliche Arbeitsvorrichtung-r Darübe rhi naus läßt die Unterbrindung der horizontal liegenden Schalen in der Kammer keine optimale Raumausnutzung zu, da zwischen den horizontal liegenden Schalen und der darüber angeordneten Wärmeplatte ein verhältnismäßig großer Mindestabstand nicht unterschritten werden kann, wenn man einen einwandfreien Abzug der Wasserdämpfe gewährleisten will.

Weiterhin besteht die Gefahr, daß die verhältnismäßg flachen Schalen in der erforderlichen Schnelligkeit sich nicht restlos entleeren lassen, so daß mit Gutsverlusten gerechnet werden muß. Um eine kontinuierliche Arbeitsweise zu erreichen, ist die Anwendung von fahrbaren Wagen vorgeschlagen. Jeder Wagen weist in mehreren Etagen horizontal liegende Trägerplatten auf, die zugleich heizbar ausgebildet sind. Die- Heizung erfolgt elektrisch, wobei der Wagen mit einem Schleifkontakt versehen ist. Ferner ist es bekannt, das Gut au$feinem in Längsrichtung

y> der tunnelförmigen Kammer verlaufenden Förderband absatzweise zu transportieren. Innerhalb der Fördervorrichtung befindet sich eine Heizvorrichtung. Der Leistung einer solchen Gefriertrocknungsanlage ist eine Grenze gesetzt.

Es sind ferner Gefriertrockenanlagen bekannt, bei denen die Raumausnutzung der Vakuumkammer verbessert ist.

Die das Gut aufnehmenden Räume in dem Behälter erstrecken

209836/0198

sich in vertikäer Richtung. Man hat einen Wagen vorgesehen, der in Längsrichtung der Kammer verschoben werden kann. MitJÖem Fahrgestell des Wagens ist ein Behälter verbunden, in dem die Heizvorrichtungen fest angebracht sind. Diese erstrecken sich z.B. in Schlangenlinienform in einer vertikalen Ebene. Die horizontal verlaufenden Rohre der Heizvorrichtung sind nach oben und zu den Seiten abgedeckt. Der dadurch gebildete Raum ist nach unten offen. Die Rohrschlangen sind - in Stirnansicht gesehen - versetzt zueinander vorgesehen. Die Räume zwischen den Rohrabdeckungen mit obenliegender Dachform dienen zur Aufnahme des Gutes. Der Behälter im ganzen, die Vielzahl der Heizvorrichtungen und das Wagengestell bilden eine bauliche Einheit, die in die Kammer eingeschoben werden kann. Der auf dem Wagen ruhende große Behälter mit der vielfachen Unterteilung, bedingt durch die Heizvorrichtungen, kann schnell mit dem Gut gefüllt werden. Das ganze Gestell wird sodalnn in die Vakuumkammer gefahren. Hierauf wird die Heizvorrichtung mittels einer vakuumdichten Schnellkupplung an den der Kammer zuzuführenden Kreislauf des Erhitzungsmedium angeschlossen. Die seitlich freibleibenden Räume zwischen der Beschickungseinheit und dem zylinderförmigen Querschnitt der Kammer können durch Einbau von Kondensatoren genutzt werden. Der Betrieb ist ein Chargenbetrieb, bei dem jeweils ein oder zwei Behältereinheiten in die Kammer eingeführt werden. Die Beschickung und das Entladen lassen sich mechanisiert durchführen. Einer halbkontinuierlichen Arbeitsweise eines solchen Wagengestells mit eingebauten Heizvorrichtungen steht als wesentliches Hindernis entgegen,

35o daß die Versorgungsleitungen für das Erhitzungsmedium unter Hochvakuum verläßlich mit durch den Kammertunnel hindurch-

209836/0195

bewegt werden müssen. Ein weiteres Problem besteht in der Gewährleistung der Dichtheit der Kupplungen. Es dürfen keine Verunreinigungen in den Vakuumraum dringen.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Gefriertrocknungsvorrichtung zu schaffen, bei der einerseits eine gute Raumausnutzung des Kammerquerschnittes ermöglicht ist und andererseits die Beschickung und das Entladen mechanisch durchgeführt werden können sowie die Gefahr von Undichtheiten an den Versorgungsleitungen ausgeschaltet ist. Die Gefriertrockungsanlage gemäß cfer Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei Anordnung der Behälter für das Gut und der Heizvorrichtungen in vertikaler Richtung die in vertikaler Längsebene der Kammer sich ertreckenden Heizvorrichtungen fest in der Kammer eingebaut und die Behälter für sich zwischen den ortsfesten Heizvorrichtungen verfahrbar sind.

Auf diese Weise ergibt sich eine Vereinigung von Vorteilen an ein und derselben Gefriertrockungsanlage, ohne die Nachteile der bekannten Anlagen zu übernehmen. Die das Gut aufnehmenden Behälter sind in vertikaler Richtung sich erstreckende Taschen von vorbestimmter Breite. Sie lassen sich mit dem Gut schnell und einwandfrei füllen. Auch ihre Entleerung kann mechanisch durchgeführt werden, da man das Gut zum gewünschten Zeitpunkt nach unten durchfallen lassen kann. Die Heizvorrichtungen stehen mit den Versorgungsleitungen und den Anschlüssen in ständiger fester Verbindung. Man braucht kein Kuppeln der Leitungen zum Anschließen an die stationäre Zuführung naoh dem Einschieben der Behälter in die Kammer und beim Herausfahren mehr vorzunehmen.

209836/0196

Die Gefahr des Entstehens von Undichtigkeiten ist dadurch beseitigt. Die verfahrbaren Behälter können beidseitig verhältnismäßig dicht an den feststehenden Heizvorrichtungen vorbeigefahren werden. Der zwischen der Heizschlange ver-Bleibende Raum erlaubt einen geradlinigen, hindernisfreien Abzug der Wasserdämpfe in der Vertikalen. Durch die in den Seitenwänden der Taschen angebrachten Lüftungsschlitze oder mit siebartigem Metallgewebe abgedeckten öffnungen kann der Wasserdampf in horizontaler Richtung auf kürzestem Wege aus dem Gut entweichen und in vertikaler Richtung abgesaugt werden. Das schnelle, ungehinderte Entfernen des Wasserdampfes aus der Kammer erhöht die Leistung der Anlage durch Einsparen von Zeit. DarÜberhinaus stellt die vertikale Anordnung der Produkttaschen eine gute Raumausnutzung der zylinderformigen Vakuumkammer dar, wobei die Höhe jeder Tasche großer als ihre Breite ist. Die Kapazität und die Leistung der Gefriertrocknungsanlage läßt sich wesentlich erhöhen. Die Wirkung der Trocknung wird intensiviert. In Verbindung damit läßt sich das Beschicken und Entleeren der das Gut aufnehmenden Behälter ohne großen Aufwand mechanisch gestalten, so daß auch in dieser Hinsicht eine erhebliche Ersparnis erzielt werden kann.

Zweckmäßig werden mehrere Behälter als vertikal sich erstreckende Taschen zu einer verfahrbaren Baueinheit vereinigt, die zwischen den ortsfesten Heizvorrichtungen verschiebbar 1st. Hierbei können die vertikalen Taschen an einem, oberhalb der Heizvorrichtungen verfahrbaren Wagen hängend angebracht sein. Eine solche AusfUhrungsform ist einfach herzustellen und nicht aufwendig. DarÜberhinaus

J5o ermöglicht die hängende Anordnung der Produkttaschen eine gute Ausnutzung des Raumes zwischen den in einer Vertikalebene sich erstreckenden Heizvorrichtungen. Die Toleranzen können verhältnismäßig klein gehalten werden.

209836/0195

Die Seitenwände der Taschen können Durchbrechungen aufweisen, jedoch in der Art, daß ein Herausfallen des Gutes verhindert wird. Der Boden der Taschen ist nach unten offenbar und kann z.B. als Klappe ausgebildet sein.

Alle in der Breite der Kammer vorhandenen Taschen können zu einer verfahrbaren Baueinheit vereinigt sein. Man kann aber auch eine geringere Anzahl von Taschen zu einer verschiebbaren Einheit zusammenfassen. Ferner ist es möglich, daß jede vertikale Tasche für sich durch die Kammer hindurchgeschoben werden kann. Sie wird hierbei zweckmäßig durch eine in Längsrichtung der Kammer am Boden und in der oberen Zone der Kammer angeordnete Schiene o. dgl. geführt.

Die Gefriertrocknungsvorrichtung ist für jedes schüttbare Gut von Nahrungsmitteln o. dgl. geeignet, und zwar nicht

χ nur für ein granuliertes oder pulverförmiges Gut, sondern auch für Stückgut, soweit die Stücke kleiner sind als die Breite der Taschen, z.B. Gemüse, Früchte, Fleisch.

Die Erfindung wird'\on in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Vakuumkammer mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Behälter und der Heizvorrichtungen im Schema.

Fig. 2 stellt eine Einzelheit der Vorrichtung der Fig. 1 im größeren Maßstab dar.

x) z.B. Kaffee- bzw. Tee-Granulat

209836/0196

Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform schematisch und in schaubildlicher Darstellung.

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Stelle IV der Ausführungsform der Fig. J> in Ansicht.

In Fig. 5 ist die Vakuumkammer in Draufsicht mit einer weiteren Ausführungsform für die verfahrbaren Behälter schematisch veranschaulicht.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ist in der zylinderförmig ausgebildeten Vakuumkammer 1 das System der Heizvorrichtung 2 ortsfest eingebaut, und zwar in der Weise, daß in einem vorbestimmten Abstand voneinander eine Vielzahl von in einer Vertikalebene geführten Heizschlangen, Heizplatten α. dgl. vorgesehen sind. Die Heizvorrichtungen 3 sind an eine gemeinsame Versorgungsleitung 4 angeschlossen, die in Querrichtung durch die Kammer 1 verläuft. Hierbei können die Heizvorrichtungen und/oder die querlaufende Versorgungsleitung 4 auf Konsolen 5 der Kammerwandung fest angeordnet sein. Die gemeinsame Zuleitung 6 ist an geeigneter Stelle durch die Wandung der Kammer 1 hindurchgeführt. Der das Gut aufnehmende Behälter 7 weist eine Vielzahl von vertikal sich erstreckenden Taschen 8 auf, die an einem oberen Behälterteil 9 fest angebracht sind bzw. mit diesem eine bauliche Einheit bilden. Der Behälter 7 ist an den Seiten mit Rollen Io versehen, die auf Schienen 11 laufen, welche durch Konsolen 12 gestützt werden, die an der Innenseite der Kammerwandung angebracht sind. Durch die Schienen kann

209836/0195

der Gutsbehälter verhältnismäßig genau geführt werden, und zrar hängend. Die in der Vertikalebene sich erstrekkenden Taschen 8 durchstreichen beim Verfahren des Behälters 7 i*¹ Längsrichtung der Kammer die Zwischenräume zwischen den feststehend angeordneten Heizvorrichtungen jj kammartig. In den Seitenwänden der Taschen 8 befinden sich Entlüftungsöffnungen IjJ, die aus teilweise ausgestanzten Zungen bestehen können, welche nach auswärts und schräg nach oben gerichtet sind. Die Größe der Lüftungsöffnungen IjJ und der Zungen IJa richtet sich nach der Größe bzw. Feinheit des gefrierzutrocknenden Gutes. Die in der Vertikalebene sich erstreckende Heizvorrichtung 3, z.B. eine Heizschlange, kann von einer Schutzumhüllung 14 umgeben sein. Zwischen der Umhüllung 14 und der Kammerwand 8a wird ein gewisser Spielraum vorgesehen, damit die Kammerwände 8a sich nicht an der Heizvorrichtung 3 bzw. der Schutzumhüllung 14- reiben können. Der Behälter f, der die ausnutzbare Breite der zylindrischen Kammer 1 aufweist, kann durch einen Deckel 16 oder mehrere benachbarte Deckelteile nach oben abgeschlossen sein. Man kann aber auch den Behälter 7 nach oben hin offen lassen. Die Böden 17 der einzelnen Taschen sind vorteilhaft nach ufaten offenbar ausgebildet. Es kann ein Bodenversohluß vorgesehen sein, der mit von an Kniegelenken o. dgl, aufgehängten Zugfedern betätigt werden kann. Dies kann z.B. mit Hilfe einer Vorrichtung geschehen, durch die sämtlich Bodenverschlüsse auf einmal geöffnet oder verschloseen werden. Dasselbe gilt für an

209836/0195

der Oberseite des Behälters 7 befindliche Deckel. Die die Vertikaltaschen 8 aufweisenden Behälter 7 können zu mehreren in die Vakuumkammer 1 nacheinander eingeschoben werden . Am Ende der zylinderförmigen Vakuumkammer, die eine Längs Von vielen Metern haben kann, wird der Behälter mit dem Artig gefriergetrockneten Gut aus der Kammer herausgeschoben, während am Anfang der Kammer ein bereits gefüllter Behälter in die Kammer 1 eingeschoben vi rd, wobei die Taschen 8 kammartig zwischen die Heizvorrichtungen J5 greifen.

Bei der Ausführungsform der Pig. j5 und ^* bei der der Übersicht wegen nur eine in vertikaler Ebene angeordnete Heizvorrichtung j5 dargestellt ist, ist die Anordnurg so getroffen, daß jede das Gut aufnehmende Tasche 8a eine verfahrbare Einheit für sich bildet. Die Taschen 8a erstreben sich zwischen einer oberen Sohiene 18 und einer unteren Schiene 19. Hierbei könneijflie Taschen 8a auf in den Schienen 19 gelagerten Nadeln 2o aufliegen und reibungsarm längs der Schienen 18 bewegt werden.

Die Heizschlange J> ist an senkrecht verlaufenden Haltern 21 befestigt, die ihrerseits an den Traversen 22 und abgestützt sein können. Zwischen den in vertikaler Ebene geführten Heizvorrichtungen 3 befinden sich die verschiebbaren Taschen 8a als selbständige Gutsbehälter.

Durch die Lagerung in den Schienen 18 und 19 erhalten die Taschen eine einwandfreie Ausrichtung und Führung. Die Taschen 8a sind in gleicher Weise an den Seitenwänden mit Entlüftungsöffnungen ausgerüstet.

209836/0196

-loin der zylindrischen Vakuumkammer 1 kann eine Mehrzahl von Temperaturzonen 24,25,26 untergebracht sein. Für jede Temperaturzone sind fest eingebaute Heizvorrichtungen 3a, 3b, 3c in entsprechender Anzahl nebeneinander in Querrichtung

•5 der Kammer 1 angeordnet , wobei die Heizvorrichtungen selbst von Umhüllungen 14, z.B. Blechen o. dgl. umgeben sind. Es ergeben sich hierbei senkrecht stehende plattenförmig e Heizvorrichtungen. Durch die freien Räume zwischen den Heizvorrichtungen werden die Taschen 8 bzw. 8a bewegt.

Für den Einlauf bzw. für die übergabe von einer Eemperaturzone zu der anderen können die Heizvorrichtungen 3a, 3b, 3c am vorderen und am hinteren Ende mit - im Schnitt gesehen keilförmig zulaufenden Leitblechen 27 ausgestattet sein, durch die ein einwandfreies Einschieben des kammartigen Querschnittes des Behälters ¹J oder einzelner Taschen 8a gewährleistet wird. Die einzelnen Taschen 8a können hierbei an den schmalen Stirnflächen mit Rollen 28 ausgebildeVfeein» die um eine vertikale Aohse drehbar gelagert sind. Der Durchmesser der Rollen 28 ist etwas größer als die Breite der Taschen 8a vorgesehen und entspricht dem Abstand zwischen den Verkleidungstoieohen 14 der Heizvorrichtungen 3, Dadurch lassen sich die Tasohen 8a bequem durch die Heizvorrichtungen 3 hindurchbewegen. Die Tasehen 8a können hierbei am oberen Ende durch eine gemeinsame Traverse zu einer einzigen Behälterbaueinheit zusammengefaßt sein. Die Taschen 8a werden schubweise von Temperaturzone zu Temperaturzone in der entsprechend langen Kammer 1 bewegt, wobei nach dm Herausnehmen einer Gruppe von Taschen 8a am Anfang der Kammer 1 eine mit frischem Gut gefüllte Gruppe von Taschen 8a in die Kammer eingeschoben wird. Daduroh ergibt sich die halbkontinuierliche Arbeitsweise.

209836/0195

Die vertikal sich erstreckenden Taschen 8,8a können an den Seitenflächen Lüftungsöffnungen aufweisen, die durch ein Maschengewebe abgedeckt sind. 'Die Seitenwände der Taschen können auch im ganzen aus einem siebartigen Metallgewebe bestehen, wobei das Maschengewebe an einer gitterartigen Tragekonstruktion aus Metallblech ο. dgl. angebracht sein kann, welche das Gerüst der Tasche darstellt.

Die das Gut aufnehmenden vertikalen Taschen können sich jeweils über die ganze verfügbare Höhe des Querschnitts der Vakuumkammer erstrecken. Man kann aber auch eine Querteilung in Höhenrichtung in der Weise vornehmen, daß die Taschen von entsprechend geringerer Höhe an in verschiedenen Etagen angeordneten Wagen in Längsrichtung der Kammer bewegt werden können.Hierbei sind auch die in der Vertikalebene verlaufenden Heizvorrichtungen in der Höhe entsprechend unterteilt anzuordnen. Statt einer hängenden Anordnung der Taschen kann 4.Uf den Schienen laufender Wagen auch in dem unteren Teil des Kammerquerschnittes vorgesehen werden, wöbe i die das Gut aufnehmenden Taschen aufrechtstehend angeordnet sind. Pur besondere Zwecke kann man die Taschen zusammen mit dem Wagen bzw. die einzeln verschiebbaren Taschen in einem schrägen Winkel durch die Vakuumkammer hindurchführen, wobei es nicht ausgeschlossen ist, die Taschen auch in einer Horizontallage zwjscheientsprechend angeordneten Heizvorrichtungen durch die Kammer zu bewegen.

Die Einfüll- und Auslaßöffnungen für die Taschen verbleiben hierbei an den Schmalseiten, so daß der Vorteil des schnellen Füllens und Entleerens der Taschen durch Aufrichten in die vertikale Richtung außerhalb der Kammer gewahrt bleibt.

209836/0195

17/8400

Die Kondensatoren zum Niederschlagen des Wasserdampfes befinden sich zweckmäßig unterhalb der Kammer. Hierdurch ergibt sich ein günstiger Abzugsweg für die Wasserdämpfe.

Die Heizvorrichtungen können mittels Dampf, erhitzten Flüssigkeiten oder Gasen oder auch elektrisch beheizt werden.

209836/0195

Claims (8)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Gefriertrocknen von Nahrungs-, Genuß- und !Lebensmitteln u. dgl.,in einer schließbaren Kammer mittels Vakuum und Erhitzen durch Heizvorrichtungen, bei der das Gut aufnehmende Behälter im Wechsel mit den Heizvorrichtungen angeordnet sind und das Gut in der Kammer transportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Behälter (7,8;8a) und der Heizvorrichtungen (3) in vertikaler Richtung die in vertikaler Längsebene der Kammer (1) sich erstreckenden Heizvorrichtungen (j5) fest in deykammer (1) eingebaut und die Behälter (8,8a) zwischen den Heizvorrichtungen (3) verfahrbar sind,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennseichjne t, daß mehrere Behälter (8) als vertikal sich erstreckende Taschen zu einer verfahrbaren Baueinheit (7) vereinigt und zwischen den Heizvorrichtungen (3) verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Taschen (8) an einem oöerhalb der Heizvorrichtungen verfahrbaren Behälter teil (9) bzw. einem Wagen hängend angebracht sind,

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die in der Vertikalebene sich erstreckende Tasche (8,8a) einzeln in Längsrichtung der Kammer (l) verschiebbar angeordnet ist, wobei die Tasche (8a) durch am Boden und in der oberen Zone der Kammer vorgesehene Schienen (18,19) o, dgl. geführt ist.

209836/0195

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (8b) der Taschen (8,8a) Lüftungs Öffnungen (135) aufweisen und daß die Öffnungen durch nach außen und schräg oben gerichtete Zungen (lj5a) der Sejtenwände (8b) gebildet .sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände ganz oder zum Teil aus Maschengewebe gebildet sind, wobei die Tasche ein gitterartiges Trägergerüst aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (17) der Taschen (8,8a) offenbar, z.B. als Klappe, ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Behälterteil (9) zwischen den Seitenwänden (8b) der Taschen (8) dachförmig verlaufende Abdeckungen (9a) vorgesehen sind.

209836/0196