DE1938073A1

DE1938073A1 - Vorrichtung zum Sterilisieren von mit Gut,insbesondere Lebens- oder Genussmitteln,gefuellten,druckempfindliche Verschluesse aufweisenden Packungen sowie Verwendung der Vorrichtung

Info

Publication number: DE1938073A1
Application number: DE19691938073
Authority: DE
Inventors: Hauser Dipl-Ing Ivo; Haerry Dr Dipl-Ing Peter; Josef Stocker; Werner Wieser
Original assignee: Ursina AG
Current assignee: Ursina AG
Priority date: 1968-08-14
Filing date: 1969-07-26
Publication date: 1970-02-26
Also published as: DE6929622U; BE737491A; NL6911760A; DE1938073B2; US3584569A; DE1938073C3; CH502230A; FR2015654A1; AT311775B; GB1282003A

Description

Ursina A.G., ' Konolfingen

(Schweiz)

Vorrichtung zum Sterilisieren von mit Gut, insbesondere Lebensoder Genussmitteini gefüllten, druckempfindliche Verschlüsseaufweisenden Packungen* sowie Verwendung der Vorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, zum Sterilisieren von mit Gut, insbesondere Lebens- oder Genussmitteln, gefüllten, druckempfindliche Verschlüsse aufweisenden Packungen, mit einem einen Ein- und einen Auslass aufweisenden Förderkanal* der einen Vorwärm-, einen Sterilisations- und einen Abkühlbereich durchläuft und in dem die Packungen mittels einer durchströmenden, als Energieübertrager dienenden Flüssigkeit gefördert wird, wobei der Einlass und der Auslass höher liegen als der Sterilisa ti onsberei oh des Förderkanalsι sowie eine Verwendung der Vorrichtung.

Es sind bereits eine ganze Reihe von Vorrichtungen zum Sterilisieren von mir. Gut* insbesondere Lebensmitteln gefüllten Pakkungen bekannt. Insbesondere gehört hierzu ein Driiekicoeher, bei dem das Gut an einem Kettenför-derwerk lan?«¹?· öes Förder»reges durch einen Vorwärm-« einen Steril iss. tions» unr? ψ,ηβτ. Abkühl-

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bereich gefördert wird, wobei auf die Packungen ein Druck ausgeübt wird, der sich längs des Forderv/egos in Abhängigkeit von Temperaturverlauf der Packung ändert. Hierbei wird das Fördergut im Vorwärinbereieh längs eines vertikal ausgerichteten Wasserschlosses in Zonen höheren hydrostatischen Druckes gefördert und am unteren Ende in eine den Sterilisationsbereich bestimmende Dampfkammer eingespeist= Das V/asserschloss wird von Warmwasser im Gegenstrom durchströmt. Nach der Dampfkammer tritt der Kettenförderer mit den Packungen erneut in ein vertikal ausgerichtetes V/asserschloss ein, in dem die Packungen abgekühlt werden. Mit fortschreitender Abkühlung gelangen die Packungen in Bereiche niederer hydrostatischer Drücke. Das Wasserschloss des Abkühlbereiches wird von kaltem V/asser im Gegenstrom durchflossen. Der Druck in der Dampfkammer wird bestimmt durch die Wassersäule der beiden Hasserschlösser des Vorwärm- und des Ablr.ühlbereic^!"^s, Sehr Lachteilig bei diesem bekannten Druckkocher ist es, dass in den Wasserschlössern der Temperatur- bzw. Druckverlauf des Kühl- bzw. Heizwassers längs des Förderweges nicht genau genug auf den Temperaturbzw. Druckverlauf des Packungsinhaltes abgestimmt v/erden kann. Eine Verlängerung des Förderweges durch die Wasserschlösser ist nicht oder nur mit wirtschaftlich nicht vertretbarem Aufwand möglieh. Das gleiche gilt auch für eine bereichsvjeise Abstimmung des Energiegehaltes des Kühl-bzw. Heizwass~:s. Hinzu kommt, dass bei den Uebergängen zwischen den Wasserschlössern und der Dampfkammer jeweils ein Tempera tür sprung auftritt, der sieh ebenfalls schädigend auf Packungen mit druckempfindlichen Verschlüssen auswirken kann.

Andererseits sind Druckkocher bekannt, bei denen die zu behandelnden Packungen in Fördorkanälen geführt und mittels elies Wassers tr omes gefördert werden. Der Wassarstrom dient da'a&i gleichzeitig als Energieträger "zur Aufaeiaung dur Packrrecen*

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Das Wasser kann längs des Förderweges mittels'eingeleiteten Dampfes geheizt werden. Auf der Einlass- und/oder Auslassseite des Druckkochers ist der Führungskanal als Steigrohr ausgebildet. Die Höhe des Viasserstandes in diesen Kanälen bestimmt den Druck im Brujkkocher. Die Steigrohre sind als gerade Kanalstücke ausgebildet, und weisen keine Energieübertragungseinrichtungen zur Aufwärmung oder Abkühlung des Wassers auf. Nachteilig bei diesem bekannten Druckkocher ist ebenfalls, dass eine Abstimmung des Temperatur·= und Druckverlaufes längs des Förderweges auf den Druck- und Temperaturverlauf des Pakkungsinhalt.es nicht vorgesehen und auch nicht möglich ist.

Zweck der Erfindung ist es, obige Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Sterilisieren von mit Gut, insbesondere Lebens- oder Genussmitteln, gefüllten, druckempfindliche Verschlüsse aufweisenden Packungen, zu schaffen, bei der eine bestmögliche Abstimmung des Temperatur- und Druckverlauf der Flüssigkeit längs des Förderweges auf den Druck- und Temperaturverlauf des Packungsinhaltes möglich ist.

Demgemäss ist Gegenstand der Erfindung:

a) die eingangs genannte erfindungsgemässe Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass auch der Vorwärmebereich und der Abkühlbereich jeweils gegenüber dem Sterilisationsbereich jeweils höher liegen, wobei die Förderkanäle des Vorwärmebereiches und des Abkühlbereiches ein grösseres Gefälle aufweisen als jene des Sterilisationsbereiches und mindestens längs des grössten Teiles des Förderkanals mit Energieübertragungseinrichtungen ausgestattet sind und an ihren jeweils tiefliegensten Enden in den Sterilisationsbereich übergehen, das Ganze derart, dass der Flüssigkeitsdruck im Förderkanal mindestens vom Einlass bis zu dem der Einlasstemperatur entsprechenden Bereich des Abkühlbereiches grosser ist als der Innendruck der Packung $ soivie

b) die Verwendung dieser Vorrichtung zur Sterilisation von Lebens- oder Genussmittel enthaltenden Portionspackungen.

Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht es, den Druck und Temperaturverlauf der Flüssigkeit, welche vorzugsweise Wasser ist, längs des Förderweges in optimaler Weise auf den Druck- und Temperaturverlauf des Packungsinhaltes abzustimmen. Dadurch ist es erstmalig möglich, auch druckempfindliche Hartfolien-Packungen einwandfrei zu sterilisieren.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der Flüssigkeitsdruck längs des ganzen Förderkanals grosser ist als der Innendruck der Packung.

Zweckrnässigerweise besitzt die Vorrichtung eine als Einlass dienende Schleuse, welche ein nach beiden Seiten flüssigkeitsdicht verschlossenes Gehäuse aufweist, in dem ein die Packungen aufnehmendes Taschenrad drehbar angeordnet ist und an dem ein Einlass- und ein Auslassstutzen für die Packungen vorgesehen sind. Vorzugsweise ist die Schleuse so ausgestaltet, dass das Taschenrad längs des Förderweges vom Einlassstutzen zum Auslassstutzen Bereiche zunehmender Flüssigkeitsdrucke und gegebenenfalls zunehmender Flüssigkeitstemepratüren durchläuft. Vorzugsweise v/erden die einzelnen Bereiche unterschiedlicher Drucke bestimmt durch einen, vorzugsweise am Mantel des Gehäuses angeordneten, Flüssigkeitszulauf, der wenigstens den Bereicheiner Tasche überdeckt, und durch einen mindestens den Bereich einer Tasche umspannendes Flüssigkeitsablauf. Besonders zweckmässig ist es, als Energieübertragungseinrichtungen von Heiz- oder Kühlmittel durchströmte Ummantelungen der Förderkanalbereiche vorzusehen. Als Heizmittel dient vorzugsweise Dampf. Als Energieübertragungseinrichtung des Vorwärm- und gegebenenfalls des Sterilisationsbereiches können gegebenenfalls auch elektrische, die Förderkanalbereiche um-

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schliessende Heizungen vorgesehen sein. Eine besonders bevorzugte, Ausführungsform der erfindungsgemässeri Vorrichtung ergibt sich, wenn die Uebertragüngseinrichtungen, vorzugsweise bereiehsweise, steuerbar sind. Dies kann beispielsweise durch bereichsweises Zumischen von Heiz- oder Kühlmitteln in die Ummantelungen der Energieübertragungseinrichtungen erfolgen.

Besonders .zweckmässig ist es ebenfalls, wenn die Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Vorrichtung veränderbar ist. Bei einer solcherart ausgestatteten Vorrichtung zum Sterilisieren von Packungen können der Flüssigkeitsdruck- und der Temperaturverlauf der Flüssigkeit längs des Förderweges in optimaler Weise an den Druck- und Temperaturverlauf des Inhaltes der Packungen angepasst werden. Dadurch ist es möglich, auch Packungen mit sehr durckempfindlichen Verschlüssen zu behandeln.

Als Energieübertrager und Fördermittel fHr die Packungen dient vorzugsweise Wasser, das zur Veränderung seines Siedepunktes gegebenenfalls Zusätze enthalten kann. Aber auch andere Flüssigkeiten sind dankbar, so beispielsweise OeI.

Die vorliegende Vorrichtung macht es erstmalig möglich, Portionspackungen, wie versiegelte Hartfolien-Packungen, mit oder ohne Oeffnungshilfen, mit z.B. evaporierter Milch oder Kaffeerahm zu sterilisieren. Solche· Packungen können aus wirtschaftlichen Gründen nur aus sehr leichtem Material* beispielsweise aus dünnen Blechfolien, hergestellt werden und müssen von Hand leicht zu öffnen sein. Portionspackungen dieser Art sind allerdings hinsichtlich ihres Verschlusses naturgemäss sehr druckinsbesondere ikinendruckempfindlich und kqnrstsn mit den bisherigen Druekkochern nicht behandelt werden.

Die vorliegende Verrichtung ist SnF-foesorrU-^e %ut RUr*.-iliss'cion von Lebens- und Genussmittel enthaltendem'Fortiot.-^*. «k^i-beri

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geeignet. Solche Portionspackungen können beispielsweise folgende Produkte enthalten!

- Milch,

- Rahm mit verschiedenen Fettgehalts-Stufen,

- Aromatisierte Dessertcremen*

- Konzentrierte Milchprodukte in verschiedenen Konzen-/ trations-Stufen, wie z.B. evaporierte Milch oder ungezuekerte Kondensmilch,

- Milch- oder Rahmersatzprodukte .

AusfUhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verrichtung zum Sterilisieren von Paekimg~;n mit- druckempfindlichen Versehlüssen. bei der- der Einlass und der Auslass auf gleicher Höhe liegeni

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Sterilisieren von druckempfindlichen Packungen, bei der der Einlass tiefer liegt als der Auslass;

Fig. 3 einen rechteckigen Förderkanal, in dem s:lch Portionspackungen befinden, im Längsschnitt und in natürlicher Grössej

Fig. 4 eine Einlassschleuse im Schnitt durch die Mittelebene; und

Fig. 5 den Temperatur- und Druckverlauf der Flüssigkeit längs de-3 Förderweges.

Die. in Fig. 1 dargestellte Sterilisafcionsvorrirhtung weirt 'eine Einlassschleuse 1 auf, in der Packungen. 2 in den Förderkanal 3 eingeschleust werden* Im Anschluss an dia '-i^lenL:: 1

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durchläuft der Förderkanal 3 den Vorwärmbereich V, um dann in den Sterilisationsbereich S überzugehen. Nach dem Sterilisationsbereich durchwandert der Förderkanal 3 den Abkühlbereich, an dessen oberem Ende sich der Auslass 4 befindet.

Sowohl der durch die Schleuse 1 gebildete Einlass mit dem Vorwärmbereich V des Förderkanals 3 als auch der Auslass 4 mit dem Abkühlbereich K des Förderkanals liegen gegenüber dem Sterilisationsbereich S höher. Die Förderkanäle sowohl des Vorwärmebereiches V wie auch des Abkühlbereiches K sind schlangenförmig gewunden und weisen ein grösseres Gefälle auf als jene des Sterilisationsbereiches. Ferner sind sie mindestens längs des grössten Teils ihrer Förderstrecke mit Energieübertragungseinrichtungen 5*5' ausgestattet. Jeweils an den tiefliegendsten Enden der Förderkanäle des Vorwärm- und des Abkühlbereiches gehen die Förderkanäle in den Sterilisationsbereich über. Auch der den Sterilisationsbereich durchlaufende Abschnitt des Förderkanals ist mit Energieübertragungseinrichtungen 5'' umgeben.

Im vorliegenden Fall sind als Wärmeübertragungseinrichtungen 5ί5'ί 5¹' Ummantelungen vorgesehen, die von einem Heiz- oder Kühlmittel, gegebenenfalls im Gegenstrom durchströmt werden. Obwohl an und für sich die Ummantelung mindestens längs des grössten Teils des Förderkanals durchgehen könnte, ist es im vorliegenden Fall aus technischen Gründen zweckmässig, die Ummantelung jeweils an den Krümmungsknien 6 des Förderkanals 3 auszusparen. Als Heizmittel dient vorzugsweise Wasserdampf. Die Ummantelungen des Sterilisationsbereiches und des Vorwärmbereiches sind in Reihe hinteraiiander geschaltet. Um die Temperatur des Heizmittels längs des Förderkanals stets auf den gewünschten Viert einstellen zu können, sind die Ummantelungen periodisch mit Anschlussstellen 7 versehen, an denen Heizmittel unterschiedlichen Energiegehaltes in das Heizmittel der Ummantelung eingebracht werden kann. Im Falle'der Warmwasser-

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heizung kann beispielsweise warmes Wasser anderer Temperatur zugemischt werden. Andererseits ist es aber auch möglich durch Einbringen von Frischdampf das warme Wasser in den Ummanteluhgen zu konditionieren.

Die Ummantelung des Abkühlbereiches des Förderkanals 3 ist analog der Ummantelung des Vorwärmbereiches ausgebildet und wird von Kühlmittel durchflossen. Auch in diesem Falle sind Anschlussstellen 7 vorhanden, in denen weiteres Kühlmittel zur Konditionierung des in der Ummantelung befindlichen Kühlmittels zugemischt werden kann. Als Kühlmittel wird zweckmässigerweise kaltes Wasser verwendet.

Im Gegensatz zum dargestellten Beispiel, können die Ummantelungen der Energieübertragungseinrichtung nichtin Reihe hintereinander geschaltet sein, sondern in einzelne Energieübertragungsbereiche unterteilt sein. Diese einzelnen Bereiche können dann entweder Jeweils mit getrennten Heiz- oder KUhlmittelströmen versorgt werden oder sie können über Konditionierungseinrichtungen untereinander gekoppelt sein.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Einlassschleuse und der Auslass ungefähr in gleicher Höhe angeordnet, so dass auf der Einlass- wie auf der Auslassseite ungefähr der gleiche hydrostatische Druck herrscht. Das auf der Auslassseite austretende Wasser wird auf ein siebbedecktes Auffangbecken 8 geleitet, wobei das Wasser durch das Sieb 9 dringen kann während die Packungen 2 von dem Sieb zurückgehalten werden. Letzteres ist vorzugsweise derart schräg angeordnet, dass die Packungen selbständig vom Sieb auf ein Förderband 10 abgleiten und zur Verpackungseinrichtung weiter gefördert werden können.

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•Das im Auffangbecken gesammelte Wasser kann entweder ablaufen und nicht mehr wieder verwendet werden oder der Vorrichtung erneut zugeführt werden. Die nur einmalige Verwendung des als Fördermittel und Energieübertrager dienenden Wassers bringt den Vorteil mit sich, dass die frischen Packungen jeweils mit frischem vorgewärmtem Wasser der Vorrichtung zugeführt werden, diese durchlaufen und gemeinsam sterilisiert'werden. Das Wasser kommt somit praktisch nur einmal mit einer Packung in Berührung, was im Sinne der Keimfreihaltung des Fördermittels und Energieüberträgers von Vorteil ist. Die Kreislaufführung des Wassers empfiehlt sich hingegen insbesondere dann, wenn das erhältliche Frischwasser sehr kalkhaltig ist, so dass es entweder erst entkalkt werden, miss oder sonst die Gefahr der Verkalkung der Vorrichtung besteht.

Das dem Einlass 1 zugeführte frische Wasser 11 oder das Kreislaufwasser aus dem Auffangbecken 8 wird zunächst in einem Erhitzer 12 auf die erforderliche Anfangstemperatur gebracht.

Die Einlassschleuse 1 kann die Packung in praktisch überdrucklosem Zustand in die Vorrichtung einbringen und der Ueberdruck kann dann längs des Förderweges aufgebaut werden. Zweckmässigerweise ist es aber wie unten noch näher erläutert wird, die Schleuse als Druckschleuse auszubilden und bereits in ihr die Packung, vorzugsweise stufenweise auf einen bestimmten Druck su bringen. Eine solche Schleuse ist in Fig. 4 dargestellt.

Der Förderkanal, beispielsweise der in Fig. 3 dargestellte, kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Sollen in der Sterilisationsvorrichtung beispielsweise flache runde Packungen behandelt werden, so ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die Höhe des Querschnittes vorzugsweise so bemessen? dass die Pakkungen in Längsrichtung des Förderkanalβ um einen Winkel von 11 bis Ik Grad, vorzugsweise um 12 Grad, 5O'"M±n«vtön kippen

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können. In diesem Falle ist die Gefahr am geringsten, class sich die Packungen gegenseitig behindern und im Förderkanal einklemmen können.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zum Sterilisieren von Packungen ist es nun in einzigartiger V/eise möglich, die Fördergeschwindigkeit und den Temperaturverlauf in jedem Teil der Vorrichtung so aufeinander abzustimmen, dass der Druck- und der Temperaturverlauf des Wassers längs des Förderweges genau* auf den Durck- und Temperaturverlauf des Packungsinhaltes abgestimmt ist. Dabei ist es möglich, den Druckverlauf so einzustellen, dass der durch die Wassersäule und gegebenenfalls einem zusätzlichen Ueberdruck gegebene Ueberdruck an jeder Stelle des Förderkanals grosser ist als der innere TJeberdruck der Packung. *·■ Dieses Druckverhältnis kann gegebenenfalls längs des ganzen Förderweges gewahrt bleiben. Sollte das Verhältnis zwischen Ueberdruck in der Packung und Ueberdruck in der Vorrichtung erst ab einer bestimmten Temperatur kritisch sein, so kann man die Vorrichtung auch so ausbilden und einstellen, dass das Druckverhältnis erst ab und bis zu dieser bestimmten Temperatur eingehalten wird.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sterilisationsvorrichtung dargestellt, die vorzugsweise zur Sterilisation von Portionspaekungen für Rahm, insbesondere Kaffeerahm, geeignet ist. Eine solche Packung 2 weist die in Fig. j5 im Querschnitt angedeutete Form auf und ist kreisrund ausgebildet. Die Packung besteht aus einem Behälter IJ aus dünnem Blech oder Kunststoff und ist mit einer Folie 14 abgedeckt, wobei letztere eine Lasche 15 zum Aufreissen der Portionspp.kkung aufweist. Solche Packungen werden vorzugsweise In einem rechteckigen Kanal der obenerwähnten und in Fig. 3 dargestellten Art gefördert.

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Die Portionspackung wird gefüllt und verschlossen, wobei die Füll- und Verschliesstemperatur, beispielsweise beträgt 60 C.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung entspricht praktisch der Vorrichtung nach Fig. 1, mit der Abweichung, dass der Kühlbereich K in einen solchen Kühlbereich K', der tiefer und in einem solchen Kühlbereich K¹¹, der höher'als die Schleuse I⁴ liegt, unterteilt ist. Der Kühlbereich K^!' weist überdies einen Turm 16 auf, der zur Erhöhung des hydrostatischen Ueberdruckes in der Vorrichtung dient.

Der durch die Schleuse 1' bestimmte Einlass liegt nun bereits unter einem hydrostatischen Ueberdruck, zu dem noch der durch die Förderung des Wassers bedingte Ueberdruck hinzukommt.Diese Ausbildung der Vorrichtung hat sich zur Sterilisation von Portionspackungen der oben erwähnten Art als besonders geeignet erwiesen.

Zum Einschleusen der Packungen verwendet man vorzugsweise eine Schleuse 1 der in Fig. k dargestellten Art, die eine stufenweise Drucksteigerung während des Einschleusens ermöglicht. Die Schleuse weist ein in einem nach beiden Seiten mediumsdicht abgeschlossenes Gehäuse 17 auf, in dem ein Taschenrad 18 drehbar angeordnet ist. An einem Einlassstutzen 19 gelangen die Packungen 2 trocken in die Schleuse und werden von den am Umfang des Taschenrades verteilten und radial nach aussen weisenden Taschen 20 des Taschenrades erfasst und zum Auslassstutzen 21 gefördert. Zwischen dem Einlassstutzen 19 und dem Auslassstutzen 21 durchwandert das Taschenrad.18 Bereiche A,B und C wachsenden Ueberdruckes. Während am Einlassstutzen 19 die Pakkungen unter Umgebungsdruck stehen, werden sie im Bereich A

ο einem Ueberdruck von 0,5 bis 0,8 kp/cm , im Bereich B einem Ueberdruck von 0,8 bis 1,2 kp/cm , im Bereich C einem Ueber-

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.druck von 1,2 bis 1,4 kp/cm und im Auslassstutzen 17 einem

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Ueberdruck von 1,6 kp/cm ausgesetzt.

Die..Packungen 2 werden am Einlässstutzen 19 von den trockenen Taschen 20 des Taschenrades aufgenommen. Im Bereich A wird Über "eine Zuleitung 22 unter Ueberdruck und erhöhter Temperatur stehendes Wasser in eine teilkreisförmige Nut 23 im Seitenteil des Gehäuses 17 eingebracht. Diese Nut umfasst vorzugsweise den Bereich von 2 bis 3 Taschen. Das Wasser ge'langt über zur Achse des Taschenrades parallele Bohrungen 24 und sich radial nach aussen anschliessende Bohrungen 25 in die Taschen 20. Letztere werden dadurch mit Wasser gefüllt. Die ausgetriebene Luft und das überschüssige Wasser können durch die am I^ferfcel des Gehäuses vorgesehene Oeffnung 26 in eine nicht dargestellte Leitung entweichen.

In den Bereichen B und C sind Jeweils am Mantel des Gehäuses Anschlüsse 27, 27S für die weitere Zuleitung von unter Ueberdruck und erhöhter Temperatur stehenden Wassers vorgesehen. Dabei wird das Wasser Jeweils über eine oder mehrere in Umfangsrichtung Abstand voneinander aufweisende, inradialer Rcihtung orientierte Bohrungen 28, 28' in die Taschen 20 eingebracht. Das Wasser durchströmt die Taschen und tritt' über die Bohrungen 25 und 24 jeweils in eine teilkreisförmige Nut 29, 29^f ein, aus der es über jeweils eine Oeffnung 30, 350' in eine nicht dargestellte Ableitung abfliesst.

Zur Ausbringung der Packungen am Auslaufstutzen 21 wird ebenfalls unter Ueberdruck und erhöhter Temperatur stehendes Wasser über eine Oeffnung 31 in eine teilkreisförmige Nut 32 eingebracht und strömt dann über die Bohrungen 24, 25 in den Boden der Taschen ein und spült die Packungen aus den Taschen in den Auslassstutzen 21. Das austretende Wasser dient dann gleichzeitig als Förder- und Energieübertragungsmittel im Druökkocher.

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Zwischen den Auslassstutzen und dem Einlassstutzen ist ebenfalls eine teilkreisförmige Nut 33 vorgesehen, mittels der über die Bohrungen 24, 25 das noch in den Taschen befindliche Wasser in eine Absaugöffnung 34 abgesaugt wird. Zwischen den einzelnen Bereichen A, B, C, dem Einlass-und dem Auslassstutzen wird das Taschenrad 18 mit seinen Taschen 20 jeweils mindestens angenähert mediumsdicht geführt. Qemäss einem zweck-. massigen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung nach Fig. 2 mit folgenden Daten betrieben werden: Die bei Umgebungsdruck und im Temperaturbereich von Gefrierpunkt bis zum Siedepunkt, vorzugsweise von 60° bis 8o°C, gefüllten und verschlossenen Packungen werden über den Einlassstutzen 19 in die Schleuse 1 eingebracht. Diese schleust die Packungen bei allmählich steigendem Wasserdruck (she, oben) in den Förderkanal ein. Am Auslassstutzen der Schleuse weist das Wasser vorzugsweise einen · Ueberdruck von 1,3 bis 1,8 kp/cm und eine Temperatur auf, die der Fülltemperatur der Packung entspricht. Längs des Vorwärmbereiches V wird die Packung bei steigendem Druck weiter aufgeheizt bis im Sterilisationsbereich S eine Temperatur von 100° bis 130°C, vorzugsweise von 110° bis 120°C, und ein Ueber-

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druck von 2,3 bis 2,7 kp/cm , vorzugsweise von 2,4 bis 2,6

kp/cm , erreicht wird. Im Abkühlbereich wird die Packung wieder allmählich abgekühlt. Der Auslass weist schliesslich eine Temperatur von 30° bis 50⁰C, vorzugsweise von 40 C, auf und der Ueberdruck ist auf Null reduziert.

Das in Fig. 5 gezeigte Diagramm gibt den Temperatur- und Ueberdruckverlauf a) bis m) einer getnäss Fig. 2 ausgeführten Vorrichtung zur Sterilisation von Portionspackungen längs des Förderweges wieder. Versuche haben gezeigt, dass sich dieser Temperatur-/Ueberdruckverlauf für die gegebene Packung innerhalb des gestrichelt angedeuteten Bereiches MNOP bewegen muss. Die Kurve Q zeigt im Vergleich hierzu den theoretisch ermittelten Sättigungsdruck des Dampfes in einer solchen Portionspackung,, wobei von einer Verschliesstemperatur von 70 C ausgegangen ist.

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Gemäss der Vorrichtung nach Fig. 2 wird das Wasser im Förderkanal 3 durch die Vorrichtung 12 aufgeheizt, so dass es an der Einlassschleuse 1' etwa die gleiche Temperatur aufweist, wie die eingebrachten Portionspackungen. An der Einlassschleuse I¹ (Punkt b) des Diagramms) weist das Förderwasser somit vorzugsweise eine Temperatur von angenähert 7O°C und .einen hydrostatischen Ueberdruck von angenähert 1,4 kp/cm auf. Im Vorwärmbereich V werden das Förderwasser und die Portionspackungen soweit aufgeheizt, dass sie bei e) mit 115°C in den Sterilisa.tionsbereich eintreten." An dieser Stelle beträgt der hydrostatische ueberdruck des Förderwassers angenähert 2,5 kp/cm . Die Portipnspackung durchläuft den Sterilisationsbereich S bei einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 115°C und einen ueberdruck von 2,5 bis 2,6 kp/cm . Anschliessend wird die Portionspackung im Abkühlbereich K bis zum Auslass 4' (Punkt m) auf Umgebungsdruck entspannt und auf eine Temperatur von angenähert 40°C abgekühlt. Da der Ueberdruck- und Temperaturverlauf bis zur Einfülltemperatur kritisch ist, so muss die Abkühlung bis zu dieser Temperatur also bis k) und dem dem Innendruck in der Packung entsprechenden Aussendruck mit Sorgfalt vorgenommen werden. Dementsprechend ist die Sterilisationsvorrichtung sa> ausgebildet, dass der Ueberdruck- und Temperaturverlauf im Abkühlbereich K¹ vorzugsweise proportional zum Druck- und Temperaturverlauf der Portionspackung ist. Da der restliche Teil der Abkühlung von k) bis m) unter beliebigem Druck ausgeführt werden kann, kann dieser Teil K'' des Abkühlbereiches K nach konstruktiven und baulichen Gesichtspunkten ausgestaltet werden. Mit der Massgabe allerdings, dass am Auslass Umgebungsdruck herrscht und die Temperatur des Förderwassers und der Portionspackung sich auf etwa 40 G eingestellt tat.

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Es sei noch angeführt, dass der tatsächlich zur Anwendung gelangende Temperatur- und Ueberdruckverlauf weitgehend von der Beschaffenheit der zu behandelnden Packung und dessen Inhalt abhängt. Wassergehalt des Produktes und dessen Temperatur beim Verschliessen. Verschliessart und Materialeigenschaften der Packung können die notwendigen Grossen entscheidend beeinflussen. . * ■

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Claims

Patentansprüche

JL. Vorrichtung zum Sterilisieren von mit Gut, insbesondere Lebensoder Genussmitteln, gefüllten, druckempfindliche Verschlüsse aufweisenden Packungen, mit einem einen Ein- und einen Auslass aufweisenen Förderkanal, der einen Vorwärm-, ,einen Sterilisations- und einen Abkühlbereich durchläuft und in dem die Pakkungen mittels einer durchströmenden, als Energieübertrager dienenden Flüssigkeit gefördert wird, wobei der Einlass und der Auslass höher liegen als der SterILisationsbereich des Förderkanals, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Vorwärmbereich (V) und der Abkühlbereich (K) jeweils gegenüber dem Sterilisationsbereich (Sj jeweils höher liegen, wobei die Förderkanäle (3) des Vorwärmbereiches und des Abkühlbereiches ein grösseres Gefälle aufweisen als jene des Sterilisationsbereiches und mindestens längs des grössten Teiles des Förderkanals mit Energieübertragungseinrichtüngen (5) ausgestattet sind und an ihren jeweils tiefliegensten Enden in den Sterilisationsbereich Übergehen, das Ganze derart> dass der Flüssigkeitsdruck im Förderkanal mindestens vom Einlass bis zu dem der Einlasstemperatur entsprechenden Bereich des Abkühlbereiches grosser ist als der Innendruck der Packung.

nach

2. Vorrichtung^nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsdruck längs des ganzen Förderkanals O) grosser ist als der Innendruck der Packung (2).

3>. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer als Einlass dienenden Schleuse, welche ein nach beiden Seiten mediumsdicht verschlossenes Gehäuse aufweist, in dem ein die Packungen aufnehmendes Taschenrad drehbar angeordnet ist, und an dem ein Einlass- und ein Auslassstutzen für die Packungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Taschenred (l8) lSngs des Förderweges Xom.Einlassstutzen (19) zum Auslassstutzen (21)

nmr

Bereiche (A, B. C) zunehmender FlüssigkeitsdrUcke und gegebenenfalls zunehmender FlUssigkeitstemperatüren durchläuft.

-4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bereiche (A, B, C) unterschiedlicher Drücke bestimmt sind durch einen* vorzugsweise am Mantel des Gehäuses (3) angeordneten, FlUssigkeitszulauf (22, 27, 27'), der wenigstens den Bereich einer Tasche (20) überdeckt, und durch einen mindestens den Bereich einer Tasche umspannenden Flüssigkeitsablauf (26, 29, 29').

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Energieübertragungseinrichtungen von Heiz- oder Kühlmittel durchströmte Ummantelungen der Förderkanalbereiche vorgesehen sind,

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelungen im Gegenstrom von Heiz- oder Kühlmittel durchströmt werden. '

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Energieübertragungseinrichtung des Vorwärm- und gegebenenfalls des Sterilisationsbereiches elektrische, die Förderkanalbereiche umschliessende Heizungen vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungseinrichtungen, vorzugsweise bereichsweise, steuerbar sind.

9« Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelungen längs des Förderweges Anschlussstellen zur steuerbaren Zumischung von Heizoder Kühlmittel von gegenüber dem An der Ummantelung befindlichen Heiz- oder Kühlmittel abweichendem Energiegehalt auf- .

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aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit, welche vorzugsweise Wasser ist, die Vorrichtung im Kreislauf durchläuft.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass tiefer liegt als der Auslass.

13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkanal einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

14» Vorrichtung nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Querschnittes so bemessen ist, dass im Förderkanal befindliche runde Fischpackungen in Längsrichtung um einen Winkel zwischen 11° und 14 , vorzugsweise um 12 50', kippen können.

15· Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis lh zur Sterilisation von Lebens- oder Genussmittel enthaltenden Portionspackungen.

-1-6. Verwendung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, dass

Einlass e
vorzugsweise von 60° bis 8o°C, aufweist.

die Vorrichtung am Einlass eine Temperatur von 50 bis 90⁰C

17· Verwendung nach Anspruch 15 oder l6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung am Einlass einen Flüssigkeitsüberdruck

von 1,3 bis 1,8 kp/cm aufweist.

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18. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche I5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse zwischen dem Einlass- und dem Auslassstutzen einen ersten Bereich von 0,5 bis 0,8 kp/cm Flüssigkeitsüberdruck, einen zweiten Bereich

2
von 0,8 bis 1,2 kp/cm Flussigkeitsüberdruck und einen drit-

o
ten Bereich von 1,2 bis 1,4 kp/cm FlUssigkeitsüberdruck

aufweist.

19. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis l8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sterilisationsbereich der Vorrichtung eine Temperatur von 100° und 130°C, vorzugsweise von 110° bis 120°C, und einen Flüssigkeitsüberdruck von 2,3

2 ' 2

bis 2,7 kp/cm , vorzugsweise von 2,4 bis 2,6 kp/cm , aufweist

20. Verwendung nach einem oder mehreren derAnsprüche 15 bis l8,

dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass, der vorzugsweise höher liegt ils der Einlass, eine Tempi 50⁰C, vorzugsweise von 40°C, aufweist.

höher liegt ils der Einlass, eine Temperatur von 30° bis

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