DE1938073B2

DE1938073B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen sterilisieren von gefuellten, druckempfindlichen portionspackungen

Info

Publication number: DE1938073B2
Application number: DE19691938073
Authority: DE
Inventors: Werner Kreuzhngen Haerry P Dipl -Ing Dr Stecker Josef Konolfingen Hauser Ivo Dipl Ing Munsingen Wieser, (Schweiz)
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1968-08-14
Filing date: 1969-07-26
Publication date: 1977-09-15
Also published as: GB1282003A; CH502230A; DE1938073C3; NL6911760A; DE6929622U; AT311775B; BE737491A; FR2015654A1; US3584569A; DE1938073A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von gefüllten, druckempfindlichen Portionspackungen für Lebens- oder Genußmittci; mit einem eine Einlaß-Schleuse und einen freien Auslaß aufweisenden Förderkanal, der einen Vorwärm-, einen Sterilisations- und einen Abkühlbereich enthält und in dem die Portionspackungen allein mittels Flüssigkeit förderbar sind, wobei die Einlaß-Schleuse und der Auslaß höher liegen als der Sterilisationsbereich und der Förderkanal im Stcrilisationsbereich in mehrfachen Windungen verläuft, und ferner mit am Förderkanal angebrachten einzelnen Energieübertragungseinrichtungen zum Erhitzen bzw. Abkühlen der als Transportmedium dienenden Flüssigkeit.

Bekannt ist bereits eine Stcrilisationsvorrichtung, Jic vertikal verlaufende, relativ kurze Steigrohre für die Zuführung und die Abführung der Packungen hat. Hier wird die Packung oben in das vertikale Steigrohr für die Zuführung eingegeben, durchwandert dann relativ schnell das Steigrohr der Zuführung und gelangt alsbald in den Sterilisationsbereich. Bei dieser schnellen Zuführung kann sich die Packung nicht allmählich erwärmen, sondern kommt relativ plötzlich in den Sterilisationsbereich, in dem ein höherer, durch die Wassersäule bedingter, statischer Druck herrscht.

t° Eine differenzierte Anpassung des Umgebungsdrukkes der Flüssigkeit an den Innendruck der Packungen ist also hier nicht möglich. Würde die Vorrichtung für druckempfindliche Portionspackungen der im erfindungsgemäßen Fall zu verarbeitenden Art verwendet

¹S werden, so würde der Überdruck der Wassersäule gegenüber dem Innendruck dieser Portionspackung den Verschluß nach innen drücken und möglicherweise zerstören. Ähnlich liegen die Verhältnisse auf der Auslaßseite, wo die Packung relativ schnell aus dem Sterilisationsbereich über das Steigrohr zum Auslaü gelangt. In dem Auslaßsteigrohr kann sich nun die Packung nicht schnell genug abkühlen, so daß der Innendruck in der Packung gegenüber dem äußeren Druck der Wassersäule die Oberhand gewinnt und den Verschluß nach innen drücken würde. Für druckempfindliche Portionspackungen ist deshalb auch die Auslaßseite der Sterilisationsvorrichtung nicht geeignet. Besonders ungünstig ist es, daß nicht nur ein einmaliger Druckunterschied zwischen dem Packungsinnendruck und dem Außendruck vorliegt, sondern wenigstens zweimal, und zwar jeweils in entgegengesetzter Richtung. Dadurch wird die nachteilige Wirkung des Druckunterschiedes noch verstärkt (US-PS 2760873).

Es ist ferner eine Sterilisationsvorrichtung für Pakkungen bekannt, die so ausgebildet ist, daß der von außen auf die Packung wirkende Druck während des ganzen Durchlaufs durch die Sterilisationsvorrichtung größer sein soll als der Innendruck in der Packung.

Um diese Bedingung zu erreichen, wird eine mechanische Fördereinrichtung, welche die zu sterilisierenden Packungen durch die Sterilisationsvorrichtung führt, in einen Vorwärmbereich fortlaufend in Bereiche höheren Umgebungsdruckes gebracht, wobei die Fördereinrichtung mindestens teilweise zickzackförmig geführt ist. Im Abkühlbereich hingegen durchwandert die mechanische Fördereinrichtung die Sterilisationsvorrichtung auf direktem Weg in vertikaler Richtung. Die Vorrichtung wird auf der Auslaßseite mit kaltem Wasser gespeist, das dann im Gegenstrom in den Sterilisationsbereich fließt und an der Einlaßseite des Vorwärmbereiches wieder austritt. Im Sterilisationsbereich wird das Wasser mittels einer Heizeinrichtung erhitzt. Um im Sterilisationsbereich eine im wesentlichen einheitliche Temperatur herzustellen, ist eine Umwälzpumpe vorgesehen, die aus Bereichen niederen hydrostatischen Druckes des Sterilisationsbereichs Wasser abzieht und in Bereiche höheren hydrostatischen Druckes einspeist. Abgesehen davon, daß die Stcrilisationsvorrichtung mit einer mechanischen Fördereinrichtung zum Transport der zu sterilisierenden Packungen ausgestattet ist und daher schon für druckempfindliche Portionspackungen nicht geeignet ist, ergeben sich auch von der Behandlungsseite Nachteile, die diese bekannte Sterilisationsvorrichtung für druckempfindliche Portionspackungen nicht geeignet macht. Zur Regelung der Temperatur des Wassers ist zunächst die Zufließtemperatur und die Zufließee-

schwindigkeit des an der Auslaliscitc des Kühlbereichs eingespeisten Wassers vorhanden. Da aber die Pakkungen ja im Kühlbereich gekühlt werden sollen, lassen sich die Bedingungen des zugeführten Wassers nur in relativ sehr engen Grenzen variieren. Während des Durchgangs des Wassers durch die Sterilisationsvorrichtung sind als einzige Möglichkeit zur Variierung der Wassertemperatur die im Sterilisationsbereich liegende Heizvorrichtung und die dort vorgesehene Umwabpumpc vorhanden. Mit der Umwälzpumpe wird lediglich sichergestellt, da« das Wasser im Sterilisationsbereich im wesentlichen stets die gleiche Temperatur aufweist. Hierzu wird aus Bereichen geringeren hydrostatischen Druckes des Sterilisationsbercichs Wasser abgezogen und im Bereich höheren hydrostatischen Druckes wieder zugeführt. Eine bereichsweise Regelung der Wassertemperatur während des Vorwärmbereichs ist nicht gegeben Die Temperatur im Vorwärmbereich hängt im wesentlichen von der Konfektion des warmen Wassers des Sterilisationsbereichs und von der Durchi'lußgeschwindigkeit des Wassers in der Sterilisationsvorrichtung ab. Weder der Vorwärmbereich noch der Sterilisationsbereich weisen irgendwelche Maßnahmen auf, um bereichsweise die Flüssigkeitstemperatur auf die Packung einzustellen. Eine feinfühlige Abstimmung des Temperatur- und Druckverlaufs längs des Förderwegs durch die Sterilisationsvorrichtung auf den Druck- und Temperaturverlauf des Packungsinhalts ist mit dieser bekannten Sterilisationsvorrichtung nicht möglich. Dies spielt bei den gemäß der vorgenannten britischen Patentschrift zu behandelnden Glasbehältern keine ausschlaggebende Rolle, da es genügt, lediglich einen Überdruck gegenüber dem Packungsinhalt aufrechtzuerhalten. Bei den zur Behandlung vorgesehenen Glaspackungen spielt es keine Rolle, wenn die Druckdifferenz mehr oder weniger groß ist. Für druckempfindliche Portionspackungen ist hingegen ein ungenauer Druckverlauf außerordentlich schädlich. Diese bekannte Sterilisationsvorrichtung ist demnach für druckempfindliche Portionspackungen ungeeignet (GB-PS 1077150).

Bei Behandlung von Beuteln, die Luft enthalten, in Autoklaven, ist es bekannt, bei der Erwärmung bei höhere·! Temperaturen einen Überdruck vorzusehen. Bei Weichpackungen wird empfohlen, während der Abkühlungsperiode durch einen Zusatzdruck den Außendruck mindestens gleich dem Innendruck zu machen, vorsorglich den Außendruck um 0,2 bis 0,3 atm höher zu halten (Verpackungsrundschau 1963, Heft 1, Seite 1-7).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Vorrichtung so auszubilden, daß während des ganzen Durchgangs <W Packungen durch die Sterilisationsvorrichtung ständig die für die betreffenden Packungen bestmögliche Abstimmung zwischen Temperatur- und Druckverlauf im Förderkanal aufrechterhalten wird. Vorzugsweise ist dafür zu sorgen, daß der auf die Packung wirkende Außendruck ..tets etwas größer als der in der Packung herrschende Innendruck ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Sterilisationsvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Förderkanal im Vorwärm- und Abkühlbereich schlangenförmige Windungen aufweist, an denen mehrere, über seine Länge verteilte untereinander unterschiedlich einstellbare als Energieübertragungselemente ausgestaltete Ummantelungen angeordnet sind, mit periodisch angeordneten Anschlußstellen /um steuerbaren Zu- und Abführen von Heiz- und Kühlmitteln unterschiedlichen Energiegehaltes zum Transportmedium, wobei die Ummantelungen in Reihe hintereinandergesehaltet oder in einzelne Energieübertragungsbereiche unterteill sind, an denen jeweils getrennte Heiz- oder Kühlmittelströme oder eine Konditioniereinrichtung angeschlossen sind zum Koppeln der Heiz- und Kühlmit-

ίο telströme untereinander, und wobei der Förderkanal des Abkühlbereiches sich mindestens über die gesamte Höhe des Vorwärmbereiches eingeschlossen der als Druckschleuse ausgebildeten Einlaßschleuse erstreckt.

Die ert'indungsgemüße Vorrichtung ermöglicht es damit, den Druck und Temperaturverlauf der Flüssigkeit, längs des Förderweges in optimaler Weise au! den Druck- und Teinpcraturverlauf des Packungsinhalles abzustimmen.

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

Damit ist es erstmalig möglich, Portionspackungen, wie versiegelte Hartfolien-Packungen, mit oder ohne Öffnungshilfen, 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 hinsichtlich ihres Verschlusses naturgemäß sehr druckinsbesondere innendruckempfindlich und konnten mit den bisherigen Druckkochern nicht behandelt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise zur Sterilisation von Portionspackungen folgender Produkte geeignet:

- Milch,

- Rahm mit verschiedenen Fettgehalts-Stufen,

- Aromatisieirte Dessertcreme,

- Konzentrierte Milchprodukte in verschiedenen Konzentrations-Stufen, wie z. B. evaporierte Milch oder ungezuckerte Kondensmilch,

- Milch- oder Rahmersatzproduktc.

Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung, bei der der Einlaß und der Auslaß auf gleicher Höhe liegen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung, bei der der Einlaß tiefer liegt als der Auslaß,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen rechteckigen Förderkanal, in dem sich Portionspackungen befinden, im Maßstab 1:1,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine als Druckschleuse ausgebildete Einlaßschleuse, und

Fig. 5 eine Kurvendarstellung des Temperatur- und Druckverlaufes der Flüssigkeit längs des Förderweges.

Die in Fig. 1 dargestellte Sterüisationsvorrichluiig weist eine als Einlaß dienende Druckschleuse 1 auf, in der Packungen 2 in den Förderkanal 3 einge schleust werden. Im Anschluß an die Schleuse I

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

Sowohl der durch die Druckschleuse 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 Vorwärmbereichs V wie auch des Abkühlbereiches K haben schlangenform ige Windungen 40 und weisen ein größeres Gefälle auf als jene des Sterilisationsbereiches. Ferner sind sie mindestens längs des größten Teils ihrer Förderstrecke mit als Energieübertragungseinrichtungen dienende Ummantelungen S, 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 einer als Energieübertragungseinrichtung dienenden Ummantelung 5" umgeben.

Die Ummantelungen 5, 5', 5" werden von einem Heiz- oder Kühlmittel, gegebenenfalls im Gegenstrom durchströmt. 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 Ummanteiungen des Sterilisationsbereiches und des Vorwärmbereiches sind in Reihe hintereinander geschaltet. Um die Temperatur des Heizmittels längs des Förderkanals stets auf den gewünschten Wert einstellen zu können, sind die Ummantelungen periodisch mit Anschlußsteilen 7 versehen, an denen Heizmittel unterschiedlichen Energiegehaltes in das Heizmittel der Ummantelung eingebracht werden kann. Im Falle einer Warmwasserheizung kann beispielsweise warmes Wasser anderer Temperatur zugemischt werden. Andererseits ist es aber auch möglich, durch Einbringen von Frischdampf das warme Wasser in den Ummantelungen zu konditionieren.

Die Ummantelung des Abkühlbereiches des Förderkanals 3 ist analog der Ummantelung des Vorwärmberciches 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 nicht in Reihe hintereinander geschaltet sein, sondern in einzelne Bereiche unterteilt sein. Diese einzelnen Bereiche können dann entweder jeweils mit getrennten Heiz- oder Kühlmittelströmen versorgt weiden oder sie können über Konditionierungseinrichtungen untereinander gekoppelt sein.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Druckschleuse 1 und der Auslaß 4 ungefähr in gleicher Höhe angeordnet, so daß auf der Einlaß- wie auf der Auslaßseitc \ingefähr der gleiche hydrostatische Druck herrscht. Das auf der Auslaßseite austretende Wasser wird uif 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 weitergcfördert werden können.

Das im Auffangbecken gesammelte Wasser kann entweder ablaufen und nicht mehr verwendet werden

ίο 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

»5 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 Kreislauffüh-

*o rung des Wassers empfiehlt sich hingegen insbesondere dann, wenn das erhältliche Frischwasser sehr kalkhaltig ist, so daß es entweder erst entkalkt werden muß oder sonst die Gefahr der Verkalkung der Vorrichtung besteht.

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

Die Druckschleuse 1 kann die Packung in praktisch

überdrucklosem Zustand in die Vorrichtung einbringen und der Überdruck kann dann längs des Förderweges aufgebaut werden. Zweckmäßig ist es, in der Druckschleuse die Packung, vorzugsweise stufenweise, auf einen bestimmten Druck zu bringen. Eine

solche Schleuse ist in Fig. 4 dargestellt.

Der Förderkanal 3, beispielsweise der in Fig. 3 dargestellte, kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Sollen im Sterilisationsbereich 5 beispielsweise flache runde Packungen behandelt werden, so

ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die Höhe des Querschnittes vorzugsweise so bemessen, daß die Packungen in Längsrichtung des Förderkanals um einen Winkel von 11 bis 14°, vorzugsweise um 12°, 50 Minuten, kippen können. In diesem Falle ist die Gefahr am ge-

ringsten, daß 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 Weise 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 Druck- und Temperaturverlauf des Packungsinhaltes abgestimmt ist. Dabei ist es

möglich, den Druckverlauf so einzustellen, daß der durch die Wassersäule und gegebenenfalls einem zusätzlichen Überdruck gegebene Überdruck an jeder Stelle des Förderkanals größer ist als der innere Überdruck der Packung. Dieses Druckverhältnis kann ge-

gebenenfalls längs des ganzen Förderweges gewahrt bleiben. Sollte das Verhältnis zwischen Überdruck in der Packung und Überdruck 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 Stcrilisationsvorrichtung dargestellt, die vorzugsweise

zur Sterilisation von Portiortspackungen für Rahm, insbesondere Kaffeerahm, geeignet ist. Eine solche Packung 2 weist die in Fig. 3 im Querschnitt angedeutete Form auf und ist kreisrund ausgebildet. Die Packung besteht aus einem Behälter 13 aus dünnem Blech oder Kunststoff und ist mit einer Folie 14 abgedeckt, wobei letztere eine Lasche 15 zum Aufreißen der Portionspackung aufweist. Solche Packungen werden vorzugsweise in einem rechteckigen Kanal der obenerwähnten und in Fig. 3 dargestellten Form gefördert.

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

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 einen solchen Kühlbereich K", der höher als die Druckschleuse 1 liegt, unterteilt ist. Der Kühlbereich K" weist überdies einen Turm 16 auf, der zur Erhöhung des hydrostatischen Überdruckes in der Vorrichtung dient.

Der durch die Druckschleuse 1' bestimmte Einlaß liegt nun bereits unter einem hydrostatischen Überdruck, zu dem noch der durch die Förderung des Wassers bedingte Überdruck 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 Druckschleuse 1 der in Fig. 4 dargestellten Art, die eine stufenweise Drucksteigerung während des Einschleusens ermöglicht. Die Schleuse weist ein 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 Überdruckes. Während am Einlaßstutzen 19 die Packungen unter Umgebungsdruck stehen, werden sie im Bereich A einem Überdruck von 0,5 bis 0,8 kp/cm², im Bereich B einem Überdruck von 0,8 bis 1,2 kp/cm², im Bereich C einem Überdruck von 1,2 bis 1,4 kp/cm² und im Auslaßstutzen 21 einem Überdruck von 1,6 kp/cm² ausgesetzt.

Die Packungen 2 werden am Einlaßstutzen 19 von den trockenen Taschen 20 des Taschenrades aufgenommen. Im Bereich A wird über eine Zuleitung 22 unter Überdruck 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 gelangt 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 Mantel des Gehäuses vorgesehene öffnung 26 in eine nicht dargestellte Leitung entweichen.

In den Bereichen B und C sind jeweils am Mantel des Gehäuses Anschlüsse 27, 27' für die weitere Zuleitung von unter Überdruck und erhöhter Temperatur stehenden Wassers vorgesehen.

Dabei wird das Wasser jeweils über eine oder mehrere in Umfangsrichtung Abstand voneinander aufweisende, in radialer Richtung orientierte Bohrungen 28, 28' in die Taschen 20 eingebrächt! Das Wasser durchströmt die Taschen und tritt über die Bohrungen 25 und 24 jeweils in eine teilkreisförmige Nut 29, 29' ein, aus der es über jeweils eine öffnung 30, 30' in eine nicht dargestellte Ableitung abfließt.

Zur Ausbringung der Packungen am Auslaufstut-

zen 21 wird ebenfalls unter Überdruck und erhöhter Temperatur stehendes Wasser; über eine öffnung 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 Druckkocher. Zwischen dem Aüslaßstutzen und dem Einlaßstutzen ist ebenfalls eine teilkreisförmige Nut 33 vorgesehen, mittels der über

a° 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

^a5 angenähert mediumdicht geführt. Gemäß einem zweckmäßigen 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 80° C, gefüllten und verschlossenen Packungen werden über den Einlaßstutzen 19 in die Druckschleuse 1 eingebracht. Diese schleust die Packungen bei allmählich steigendem Wasserdruck in den Förderkanal ein. Am Auslaßstutzen der Schleuse weist das Wasser vorzugsweise einen Überdruck von 1,3 bis 1,8 kp/cm² 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 5 eine Temperatur von 100° bis 130° C, vorzugsweise von 110° bis 120° C und ein Überdruck von 2,3 bis 2,7 kp/cm², vorzugsweise von 2,4 bis 2,6 kp/cm², erreicht wird. Im Abkühlbereich wird die Packung wieder allmählich abgekühlt. Der Auslaß weist schließlich eine Temperatur von 30° bis 50° C, vorzugsweise von 40° C, auf und der Überdruck ist auf Null reduziert.

Das in Fig. 5 gezeigte Diagramm gibt den Temperatur- und Überdruckverlauf α bis m einer gemäß Fig. 2 ausgeführten Vorrichtung zur Sterilisation von Portionspackungen längs des Förderweges wieder. Versuche haben gezeigt, daß sich dieser Temperatur-/Überdruckverlauf für die angegebene 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.

Gemäß der Vorrichtung nach Fig. 2 wird das Wasser im Förderkanal 3 durch den Erhitzer 12 aufgeheizt, so daß es an der Druckschleuse 1' etwa die gleiche Temperatur aufweist wie die eingebrachten Portionspackungen. An der Druckschleuse 1' (Punkt b des Diagramms) weist das Förderwasser somit vorzugsweise eine Temperatur von angenähert 70° C und einen hydrostatischen Überdruck von angenähert 1,4 kp/cm² auf. Im Vorwärmbereich V wer-

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den das Förderwasser und die Portionspackungen so weit aufgeheizt, daß sie bei e mit 115° C in den SteriH-satiorisbereich eintreten. An dieser Stelle beträgt der hydrostatische Überdruck des Förderwassers angenähert 2,5 kp/cm². Die Portionspackung durchläuft den Sterilisationsbereich 5 bei einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 115° C und einem Überdruck von 2,5 bis 2,6 kp/cm². Anschließend wird die Portionspackung im Abkühlbereich K bis zum Auslaß 4' (Punkt m) auf Umgebungsdruck entspannt und auf eine Temperatür von angenähert 40° C abgekühlt. Da der Überdruck- und Temperaturverlauf bis zur Einfül. {temperatur kritisch ist, so muß die Abkühlung bis zu dieser Temperatur, also bis A:, und dem dem Innendruck in der Packung entsprechenden Außendruck mit Sorgfalt vorgenommen werden. Dementsprechend ist die Sterilisationsvorrichtung so ausgebildet, daß der Überdruck- und Temperaturverlauf im Abkühlbereich K' 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° C eingestellt hat.

Es sei noch angeführt, daß der tatsächlich zur Anwendung gelangende Temperatur- und Überdruckverlauf weitgehend von der Beschaffenheit der zu behandelnden Packung und deren Inhalt abhängt.

Wassergehalt des Produktes und dessen Temperatur beim Verschließen, Verschließart und Materialeigenschaften der Packung können die notwendigen Größen entscheidend beeinflussen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von gelullten, druckempfindlichen Portionspackungen für Lebens- oder Genußmittel, mit einem eine Einlaß-Schleuse und einen freien Auslaß aufweisenden Förderkanal, der einen Vorwärm-, einen Sterilisations- und einen Abkühlbereich enthält und in dem die Portionspackungen allein mittels einer durchströmenden, als Energieübertrager dienenden Flüssigkeit förderbar sind, wobei die Einlaß-Schleuse und der Auslaß höher liegen als der Sterilisationsbereich und der Förderkanal im Sterilisationsbereich in mehrfachen Windungen verläuft, und ferner mit am Förderkanal angebrachten einzelnen Energieübertragungseinrichtungen zum Erhitzen bzw. Abkühlen der als Transportmedium dienenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (3) im Vorwärm-( V) und Abkühlbereich (K) schlangenförmige Windungen (40) aufweist, an denen mehrere, über seine Länge verteilte untereinander unterschiedlich einstellbare, als Energieübertragungselcmente ausgestaltete Ummantelungen (5, 5', 5") angeordnet sind, mit periodisch angeordneten Anschlußstellen (7) zum steuerbaren Zu- und Abführen von Heiz- und Kühlmitteln unterschiedlichen Energiegehaltes zum Transportmedium, wobei die Ummantelungen (5,5', 5") in Reihe hintereinandergeschaltetoder in einzelne Energieübertragungsbereiche unterteilt sind, an denen jeweils getrennte Heiz- oder Kühlmittelströme oder eine Konditioniereinrichtung angeschlossen sind zum Koppeln der Heiz- und Kühlmittelströmc untereinander, und wobei der Förderkanal (3) des Abkühlbereiches (K) sich mindestens über die gesamte Höhe des Vorwärmberciches (V) eingeschlossen der als Druckschleuse ausgebildeten Einlaßschleuse (1) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (3) des Abkühlbereiches (K) über die Höhe des Vorwärmbereichs ( V) und der Druckschleuse (1) hinaus erstrecken.