DE1954282A1

DE1954282A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen von Gegenstaenden in flexiblen Behaeltern

Info

Publication number: DE1954282A1
Application number: DE19691954282
Authority: DE
Inventors: Wilson Donald Clayton
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1968-10-31
Filing date: 1969-10-28
Publication date: 1970-05-21
Also published as: US3528826A; BE741035A; FR2022037A1; GB1280517A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Ι

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weicxmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHL3TRASSE 22, RUFNUMMER 43 3921/22

Schu/Ni

Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen von Gegenständen in flexiblen Behältern.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen von Gegenständen, insbesondere Nahrungsmitteln, in flexiblen Behältern.

Flexible Behälter, die gemeinhin als Beutel bezeichnet werden, werden nur zum Teil mit dem Produkt gefüllt, das darin verpackt werden soll, und es bleiben gewöhnlich große leerräume in dem Beutel zurück, die durch luft und andere nicht kondensierbare Gase gebildet werden. Die luft, die in dem Behälter vorhanden ist, liegt in Form von luft, über dem Füllgut, luft, die in dem Verpackungsmedium gelöst oder in dem Produkt eingeschlossen ist, und von luft in Zwischenräumen vor, die aus der luft besteht, die in den lücken des Produktes vorhanden ist. Diese luft muß aus dem Behälter abgezogen werden, bevor dieser verschlossen wird, um eine Oxidation des Produktes zu verhindern, wenn es sich um Uahrungsmittelprodukte, wie etwa Früchte,

000821/Uöa

Gemüse, Fleisch, und gepulverte oder granulierte Stoffe handelt.

Bb wurde festgestellt, daß die biegsamen Beutel manchmal halbsteif werden, wenn große Stücke eines N^hrungsmittelproduktes z,B* in Beutel eingefüllt werden, die verhältnismäßig klein sind, oi*r v/enrt. verhältnismäßig trockene Produkte lediglich mit einer Kleinen Menge Flüssigkeit in dem Zwischenraum verpackt wird Die Halbsteifigkeit wird durch verstärkende Palten hervorgerufen, die sich zwischen den Kanten des Beutels und des in den Beutel eingefüllten liahrungsmittelproduktes in der Beutelfclie ausbilden* Wenn derartige Palten auftreten, reicht die alleinige Anwendung eines Wasserdruckes, der auf die äußeren Oberflächen jedes eingetauchten Beutels wirkt, nicht aus, um den Innendruck,zuzüglich der Steifigkeit, die zusätzlich durch die Palten auftritt, zu überwinden, um den Leerraum in dem Beutel vollständig zum Verschwinden zu bringen, und dementsprechend bleibt eine beträchtliche Luftmenge in dem Beutel, durch die eine Oxidation der Nahrungsmittelprodukte bewirkt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Produkt, wie etwa ein räumlich ausgedehntes, nicht fließfähiges Hahrungsmittelprodukt, das sterilisiert werden soll, in einen Beutel eingefüllt, von dem drei Kanten verschloßen und eine Kante, oder ein Mundstück, offen ist, und dieses Nahrungsmittelprodukt füllt diesen Beutel zum Teil aus. Der Beutel wird sodann so ergriffen, daß auf den Beutel an einer Stelle, die ein wenig unterhalb des Mundes liegt, eine dehnende Kraft ausgeübt wird, so daß ein Einwegventil geschaffen wird, durch, das Gase entweichen können, das jedoch verhindert, daß äußeres Medium in den Beutel eindringt. Der Beutel wird sodann wiederholt in einem erhitzten Flüssigkeitsbad auf und ab bewegt.

009I21/U99

Wenn der Beutel zum ersten Mal in die erhitzte Flüssigkeit eintaucht, wird der Leerraum durch den hydrostatischen Druck, der auf die äußeren Oberflächen des Beutels wirkt, teilweise zusammengedrückt, wodurch ein Teil der in dem Leerraum enthaltenen Gase durch das Einwegventil herausgepreßt wird. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Beutels übersteigt der Druck, der auf die Außenflächen des Beutels wirkt,den Druck in dem Beutel, wodurch der Leerraum teilweise zusammenschrumpft, und in dem Beutel die oben erwähnten Verstärkungsfalten ausgebildet werden. Jedes Mal, wenn die Behälter aufwärts durch das Flüssigkeitsbad bewegt werden, dehnt sich das Gas in dem Leerraum der Behälter aus, jedoch ist durch die Palten in dem Behälter eine verhältnismäßig starke Verringerung des Beutelvolumens vorgenommen worden, so daß das Gas in dem Beutel komprimiert wird. Wenn jedoch der äußere Druck auf dem Beutel verringert wird, ist ee für das komprimierte Innengas leichter aus dem Beutel über dessen Mund zu entweichen als das Volumen des Beutels dadurch zu vergrößern, daß es die Palten wieder glättet, die in dem Beutel entstanden sind, und den Druck überwindet, der auf die Wände des Beutels wirkt. Somit wird durch eine wiederholte Änderung des hydrostatischen Druckes, der auf die Flächen des Beutels wirkt_f durch die Auf— und Abbewegung dee Beutels durch die erhitzte Flüssigkeit wirksam eine Mischung von Dampf und Luft aus dem Beutel herausgepumpt, wobei die Gase jedesmal dann entweichen*, wenn sich der Beutel in der Flüssigkeit aufwärts bewegt· Auf diese Weise wird die Luft allmählich aus dem Beutel herausgepumpt, und die Wände des Beutels schrumpfen allmählich rund um das Produkt herum zusammen, selbst wenn sich Falten in den Beutelwänden gebildet haben.

Wenn sich keine Falten in den Behälterwandungen bilden, ist eine Auf- und Abbewegung des vollständig in heißes Wasser eingetauchten Behälters unwirksam, da sich der Leer- bzw.

0Q9821/U99

Kopfraum in jedem flexiblen Behälter lediglich während der Abwärtsbewegung zusammenzieht und während der Auf wärt sbewegung wieder zu seiner ursprünglichen Größe zurückkehrte

Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Behälter abwechselnd durch heißes Wasser und kaltes Wasser bewegt. Wenn sich die Behälter in dem heißen Wasser befinden, wird eine Dampf«-Luft Mischung in dem Leerraum jedes Behälters gebildet, und ein Teil der Dampf-Luft Mischung fließt aus dem Behälter durch das Einwegventil ab. Wenn der Behälter in kaltes Wasser eingetaucht wird, wird der in dem Seerraum verbleibende Dampf kondensiert, wodurch eine Saugkraft in dem Behälter erzeugt wird, die den Behälter teilweise zusammenzieht* Auf diese Weise wird durch das abwechselnde Aufheizen und Abkühlen der Behälter in Wasserbädern, in denen sin hydrostatischer Druck auf die äußeren Oberflächen der Beäälter ausgeübt wird, die Luft allmählich aus den Behältern ausgetrieben j und die Behälterwandungen fallen allmählich zusammen» selbst wenn sich Falten in den äußeren Oberflächen des Behälters gebildet haben.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnimg dargestellten vorzugeweisen Auaführungsformwjerläutert werden« In das Zeichnung zeigtt . " - - . ■

fig« 1 einen SöhemEfciechen senkrechten Schnitt durch eine erste taefUliraageforai der Erfindung, in dem ein unter Atmosphären- ■-ärucäc arbeitender Kocher und Kühler dargestellt sind, wobei bestimmt;« Seile der Sochkammer weggebrochen sind·

Hg* 2 siaen TsrgröSerten Querschnitt sntlang der Linie 2-2 in Fig.-1, in dem mehrere Iräger dargestellt sind, von denen jeder meiirers Behälter halten kann.

009821/14

Pig, 3 eine Vorderansicht eines Teiles eines Trägers, in den ein gefüllter, flexibler Behälter mit drei verschlossenen Kanten eingeklemmt ist, dessen oberes Ende offen ist, wobei durch diese Ansicht die Art dargestellt ist, in der der obere Teil des Behälters gespannt wird, um ein Einwegventil zu erzeugen,

Pig. 4 eine Seitenansicht des gefüllten Behälters, in der die Form des gefüllten Behälters gezeigt ist, wie si© vorliegt, bevor der Behälter in eine Flüssigkeit eingetaucht worden ist,

Pig. 5 einen senkrechten Schnitt durch einen Behälter, nach dem der Behälter bis au seinem Mund in eine Flüssigkeit eingetaucht worden ist, wobei diese Ansicht schematise!! den inneren und den äußeren Druok zeigt_s der auf die Behälterwände, unmittelbar nachdem der Behälter eingetaucht worden ist, wirkt,

Pig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Behälters, in dem Palten ausgebildet sind, wie sie auftreten, nachdem der Behälter einen Abwärts- und Aufwartszyklus durch die Flüssigkeit ausgeführt hat und wonach der Behälter verschlossen worden ist,

Pig. 6A einen Schnitt in verkleinertem Maßstab entlang der Linie 6A-6A in Pig· β, in dem die darin ausgebildeten Palten gezeigt sind, wobei die Dicke der Wände des Behälters weit übertrieben ist,

Pig. 6 B einen Schnitt entlang der Linie 6B-6B in Pig. 6, in dem die ursprüngliche Form einer Eckfalte dargestellt 1st, wobei die Dicke der Wände des Behälters weit übertrieben ist,

Pig, 7 eine perspektivische Ansicht eines Behälters, nachdem dieser zwei Zyklen durch die Flüssigkeit vollendet hat und gemäß der vorliegenden Erfindung verschlossen worden ist,

009Ö2 1/U93

Pig. ?A einen Schnitt ähnlich der Pig» 6A, jedoch entlang der Linie Ik-Ik in Pig. 7, in dem die Form des Behälters und der Falten dargestellt ist, wenn der Behälter weiter zusammengeschrumpft ist_? - - ' - - .

Fig«. 7B einen Schnitt ähnlich der Fig. 6B entlang der Linie 7B-7B ixi Fig· It in der eine schärfere Kantenfalte dargestellt ie-fej

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines verschlossenen Behälters, nachdem dieser mehrere Zyklen durch die Vorrichtung vollendet hat,

Fig. Qk einen Schnitt ähnlich den Fig. 6A und 7A» jedoch entlang der Maie 8A-8A in Fig· 8, in dem die Form des Behälters und der Falten dargestellt ist, nachdem im wesentlichen die gesamte Luft aus dem Behälter ausgetrieben worden ist,

Fig. 8B einen Schnitt entlang der linie 8B-8B in Fig_e 8, in der die Form einer abschließenden Eckfalte dargestellt ist,

Fig. 9 einen sehematisehen senkrechten Schnitt, bei dem feile weggebrochea sind, und der eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

In Fig. 1-ist eine unter Atmoaphärendruck stehende Koch- und Kühlvorrichtung 20 dargestellt, die sur fortlaufenden Verpackung von sperrigen Produkten, vorzugsweise !Nahrungsmitteln, dient, die in flexible Behälter oder Beutel 22 (Fig» 2-8) eingefüllt werden.

Pie Beutel müssen, bestimmte physikalische Eigenschaften aufweisen, damit sie bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sind« Wegen des Fehlens eines besseren Ausdruckes soll das

009821/1400

Beutelmaterial im folgenden als "Kräusel¹¹ bzw. ^BFalt^H-Material "bezeichnet werden. Bei der vorliegenden Erfindung tat das Kräu selmaterial genügend verformbar, daß es sich, teilweise an die Form eines räumlich ausgedehnten Produktes unter' einem "äußeren Flüssigkeitsdruck anpaSt_r Jedoeh "bilden eieli in diesem Material, indem es sich dem !Produkt anpait, gleichfalls 7er·» Stärkungsrippen oder -falten entlang den sich anpassenden Sei-, len aus. Das Material ist verhältnismäSig unde2snfear_? se daß es sich, wenn es sich einmal in der oben beschriebenen Weise gelegt hat, einem Slattziehea in die ursprüngliche !©as widersetzt. 2·Β· hat sich als Erämselbeutelaaterial s rung der Torliegenden Brfinaang eine unter Wärme bare, geschichtet« Folie als geeignet erwiesen^ &i& sine Außen schicht, die aus einem ^oljssterharzfilm geMldet £st₉ der unter dem Handelsnamen ^Ejlar** vertrieben wird₀ sisisä Mittelschicht aus dünnem Al^asi&iias wb& eine ^saneneoliie&t aas j?elyäthylen aufweist.

Bevor ein solcher Beutel geflllt wird₅ ¥ert«si te 24 und die Seitenkante^ 26 und" 28 der Seiteastadi; 30 vmA 32 des Behälters oder "des-lsatele hermetiaoh &m?&k ÄSKfS-Mimg von Vförme und Brück ψ®τ&&ϊύ.®Β&νϊΐ₉ so SaS 3 ich Qia flaohe^ Behälter ergibt, der einen 'änvereehlosee&en ddsr -gaSffsetori oberen Endteil 34 aufweist^ &er äes Mund SS- das EÄäai^32?3 bildet, Der Mund 36 des Behälters wird in einer weiter _zmßm,'sn" beschreibenden Weiss EU einem. Binwegven'til 38

Die unter Atmosphäreailmek arbeitende Söö1i~* λοκι -SfHilfOSJ 20 (Fig. 1. und 2} -'«reist eim i-alaäuee- 40 auf, dag &s2"cli Seltanwände 42 und 44» Enäwä&ae 46 "and 4S, sin -Saeli 50- -iaa«ä. ainsn Boden 52 gebildet wird«, die alls "Sieht₉ -. s,.B· &is?sä TssD^ä miteinander verbunden aind. Ia der-Bntwand 46 ist -siae öffnung 53 ausgebildet * tast in.der'Sndwand 48 ,ist ai:ae Auslad·· öffnung 54 vorgesehen^ dureii die ein endloses ^Esfie-rusand 55 laufen kann. Sae Q-ehäuse 40 ist durch" sine Wand- 4βα in' eine

0Ö9821/UÖ9 ; . ' ■

tiefe, luftaustreibende Kammer PO und eine Koehkammer G unterteilt. Der untere Teil der Kammern PC und C sind mit Wasser bis zu den angegebenen Niveauhöhen gefüllt, und das Wasser wird durch Dampf aus den Rohrleitungen 56 und 56a auf annähernd seinen bei 100⁰C liegenden Siedepunkt erhitzt. Zusätzlich zu dem Wasser W in der Koehkammer C wird gleichfalls gesättigter Dampf bei 100⁰C in die Kammer C über die Leitung 56b eingeführt, und dieser Dampf dient als zusätzliches Kochmedium.

Nachdem die Behälter durch das erhitzte Wasser in dem Gehäuse 40 gelaufen sind, werden ihre öffnungen bzw. Münder hermetisch durch eine Versiegelungsvorrichtung 57 abgeschlossen, was ausführlich in einer schwebenden Anmeldung des Anmelders beschrieben ist, wobei durch die Vorrichtung unter Anwendung von Wärme ein Druck auf die Behälteröffnungen ausgeübt wird. Die verschlossenen Behälter werden sodann unter Kühlwasser vorbeibewegt, das von einem Kühlsystem 58 versprüht wird, das über dem Gehäuse 40 angeordnet ist, Auf dem Dach 50 des Gehäuses ist eine Wanne 59 vorgesehen, die das Kühlwasser auffängt, um es erneut wieder in Umlauf zu setzen oder über eine nicht dargestellte Einrichtung abzuführen.

In den Figo 1 und 2 weist der endlose Förderer 55 zwei parallel zueinander verlaufende, endlose Ketten 60 und 62 (Figo 2) auf, die über Spuren (nicht gezeigt) über der Wanne 59 und um Paare von Kettenrädern 68, die auf Wellenstutzen 70 aufgekeilt sind, die in dem Gehäuse 40 gelagert sind, und um andere Kettenräder 72 gezogen sind, die außerhalb des Gehäuses gelagert sind. Die Kettenräder 68 sind so angeordnet, daß der Förderer entlang einer senkrecht verlaufenden Zick-Zack-Bahn durch das heiße Wasser in dem Kocher geführt wird. Die senkrecht verlaufenden Teilstüoke jeder dieser Wege sind vorzugsweise zwischen ungefähr 0,9 bis 3 m lang, und der Förderer weist vorzugsweise ungefähr 4 bis 10 senkrechte OJeilstücke auf. Der Förderer wird in der durch die Pfeile in Fig. 1 angedeuteten Richtung durch

009821/148 9

einen Motor M angetrieben, der duroh einen Kettenantrieb 78 mit einer Welle 76 verbunden ist. Auf der Welle 76 sind zwei Kettenräder 72 aufgekeilt, und die Welle erstreckt sich über die gesamte Breite des Gehäuses, so daß sie gleichzeitig die beiden Ketten 60 und 62 antreibt.

Um die flexiblen Behälter durch die unter Atmosphärendruck stehende Koch- und Kühlvorrichtung 20 zu führen, weist jede Kette 60 und 62 des Pörderere 55 mehrere Zapfen 80 (Pig_o 2) auf, die nach innen vorstehen, wobei die Zapfen auf der einen Kette axial mit den Zapfen auf der anderen Kette ausgerichtet sind.

Mehrere im gleichmäßigen Abstand angeordnete (Träger 82 (Pig. 2) sind lösbar an jedem Paar axial miteinander ausgerichteter Zapfen 80 befestigt. Jeder Träger 82 weist einen langgestreckten, querverlaufenden Grundträger 84 auf, der sich nach oben erstreckende Arme 85 besitzt, die hieran befestigt sind und die durch hakenförmige Enden, die an den zugehörigen Enden angebracht sind, mit den zugehörigen beiden Zapfen verbunden sind. Jeder Grundträger 84 besitzt mehrere Paare von Pederstahlarmen 86, die sich von dem Grundträger aus nach aufwärts erstrecken, wobei die Arme 86 jedes Paares federnd so vorgespannt sind, daß sich ihre oberen Enden federnd voneinander wegspreizen. In der Nähe der oberen Enden der Arme 86 sind Klemmen 88 befestigt, und diese sind mit den Seitenkanten 26 und 28 des zugeordneten Behälters 22 verbunden, um eine entlang dem Mund 36 des Behälters 22 wirkende Spannkraft auszuüben, wie es in Pig. 3 dargestellt ist. Diese Spannkraft schafft das oben erwähnte Einwegventil in dem Mundstück des Behälters, durch das Gase aus dem Behälter entweichen können und das verhindert, daß Pluide in den Behälter eindringen. Jedem Paar Arme 86 ist eine dritte Klemme 90 zugeordnet, die an dem Grundträger 84 in einer solchen Stellung befestigt ist, daß sie die untere Kante 24 des flexiblen Behälters 22 ergreifen kann, so daß

00982 1/U99

- ίο -

verhindert wird, daß das untere Ende des Behälters oben schwimmt.

Da die Klemmen 88 und 30 sowie die träger 82 ausführlich in ■ der oben erwähnten Anmeldung des Anmelders beschrieben sind, wird für sine ausführlichere Besehreibung dieser Teile auf diese Anmelcnmg verwiesen»

Während des Betriebes der unter Atmosphärendruck arbeitenden Koch- und Kühlvorrichtung 20 werden die flexiblen Behälter zum Seil mit dem zu behandelnden Produkt gefüllt, wobei ein verhältnismäßig großer Leerraum in diesem Behälter verbleibt, wie es in Pig. 5 gezeigt ist. Es soll angenommen werden, daß das Produkt von einer solchen oben erwähnten Art oder Größe ist, daß durch dieses Produkt bewirkt wird, daß sich Verstärkungsfalten in den Wänden der flexiblen Behälter ausbilden,, Die Behälter werden sodann an dem !rager 82 mit Hilfe der zugehörigen Klemmen 88 und 90 befestigt, und der Träger wird sodann an einer Besehickungsstation F (Figo 1) mit dem Förderer 55 verbunden. Die freihängenden Träger und die hieran festgeklemmten Behälter werden sodann in die luftaustreibende Kammer PO geführt, und sie werden in dem darin befindlichen Wasser W, das auf ungefähr 100⁰C gehalten wird, abwärtsgeführt. Beim Eintauchen jedes Behälters in das heiße Wasser wird zu Anfang ein Teil der Luft ±i dem Leerraum aus dem Behälter durch den hydraulischen Druck ausgetrieben, der auf die Außenseiten des Behälters wirkt, und in jedem Behälter wird Dampf gebildet, der sich mit der in dem Behälter verbleibenden Luft vermischt, so daß eine Dampf-Luft Mischung gebildet wird, die dazu führt, daß sich der Leerraum ein wenig ausdehnt, wie es in Pig, 5 gezeigt ist. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung in dem heißen Wasser wird der äußere Druck, der auf jeden Behälter wirkt, erhöht, wodurch die Behälter teilweise zusammengedrückt werden, wodurch sich die oben erwähnten Falten in den Behältern ausbilden. Während dieser Zeit entweichen die Gase nicht durch

009821/1499

das Einwegventil, da der im Inneren des Behälters herrschende Druck im wesentlichen gleich dem Druck ist» der auf die Außenflächen des Einwegventils wirkt» Durch den erhöhten Außendruck und das sich hierdurch ergebende teilweise Zusammenschrumpfen des Leerraumes steigt der Innendruck an.

Bei der Aufwärtsbewegung jedes Behälters durch das heiße Wasser in dem Gehäuse verringert sich der Außendruek, der auf den Behälter wirkt, allmählich, während sich der Leerraum" durch den hohen Innendruck ein wenig ausdehnt» Wegen des Vorhandenseins der Palten in den Wänden des Behälters dehnt sich der Behälterleerraum während der Aufwärtsbewegung nicht auf seine ursprüngliche Größe aus, und dementsprechend wird der Innendruck größer als der Außendruck, wodurch bewirkt wird, daß sich die luft, die in dem Leerraum und den Palten eingeschlossen ist, ausdehnt und durch das Einwegventil entweicht, während sich der Behälter in dem heißen Wasser aufwärts bewegt. Wenn ein Behälter mit einer darin eingeschlossenen halben Birne nach diesem ersten Zyklus verschlossen würde, würde sich etwa· ein Bild ergeben, wie es in den Figo 6, 6A und 6B dargestellt ist«

Beim Beginn der nächsten Abwärtsbewegung des Behälters in dem Flüssigkeitsbad enthält die Dampf-Luft Mischung in dem Leerraum weniger Luft als in diesem während der Abwärtsbewegung durch das heiße. Wasser vorhanden war, da der Leerraum in seiner Größe verringert worden ist.

Jeder teilweise zusammengeschrumpfte Behälter wird wieder in dem heißen Wasser abwärts und sodann aufwärts bewegt, um zusätzliche Teile der Dampf-Luft Mischung aus dem Behälter durch das Einwegventil herauszupressen. Würde der Behälter in diesem Zeitpunkt verschlossen, so würden die Wände des Behälters etwa die in den Pig· 7, 7A und 7B dargestellte Form aufweisen«, Der obige Vorgang wiederholt sich bei jeder Aufwärts- und Abwärtsbewegung durch das heiße Wasser_s wodurch fort-

009821 / U99

schreitend die Große des LeerraumeB verringert und die Menge an Luft sowie der Gase, die während des Kochvorganges gebildet werden, in dem leerraum vermindert wird, so daß der Leerraum jedes Behälters mit im wesentlichen reinem Wasserdampf oder Dampf gefüllt ist, wenn der Behälter in die Kochkammer 0 eingeführt wird. Während dieser Zeit werden die Behälter entlang einem senkrecht verlaufenden Zick-Zack-Weg geführt, wobei die Behälter durch unter Atmdsphärendruck stehendem Dampf in der Kammer C aufgeheizt und periodisch in heißes Wasser eingetaucht werden, so daß Kochgase durch den hydrostatischen Druck, der auf die Außenwände der Behälter wirkt, aus den Behältern abgeführt werden. Nachdem die Behälter aus der Kochkammer 0 herausgeführt worden sind, wird jeder Behälter durch Anwendung von Wärme und Druck durch die Verschließvorrichtung 57 hermetisch verschlossen, wobei die Behälter ein ähnliches Aussehen aufweisen, wie es in den H¹Ig₀ 8, 8A und 8B dargestellt ist. Die verschlossenen Behälter werden sodann, während sie durch Kühlwasser bewegt werden, das aus einer Leitung 58 versprüht wird, abgekühlt» Die gekühlten und verschlossenen Behälter werden sodann in der Entladestation D von dem Förderer abgenommen, und andere, zu behandelnde Behälter werden in der Füllstation F an dem Förderer 55 angebracht.

Es wurde festgestellt, daß in der oben beschriebenen vorzugsweisen Ausführungsform gemäß der Erfindung der hydrostatische Druck, der auf die Außenflächen jedes Behälters einwirkt, die Gase in dem Leerraum zusammendrückt, wodurch bewirkt wird_s daß das Volumen des Leerraumes ein wenig durch das reine Zusammendrücken selbst dann verringert wird, wenn das gesamte Gas in dem Leerraum nicht kondensierbar war. Das meiste Gas in dem Leerraum besteht jedoch aus einem kondensierbaren Gas, und ein großer Teil dieses Gases kondensiert auf Grund des oben erwähnten hydrostatischen Druckes, der auf die Behälterwandungen wirkt, wodurch ein weiteres Zusammenschrumpfen des Behälterleerraumes bewirkt wird. Obgleich beide den Leerraum verringern-

0 0 9 8 2 1 / U 9 9

den Kräfte zusammenwirken, um den Behälter zusammenzudrücken und die Größe des Leerraumes zu verringern, wird ein größerer Anteil an der Verringerung der Größe des leerraumes der durch den Druck induzierten Kondensation als der reinen Kompression der Gase ohne Kondensation zugeschrieben. Da eine beträchtliche Menge an Dampf in dem Behälter durch den erhöhten Druck an dem unteren Ende der abwärtsl.aufenden Bahn des Behälters in der IiUftentleerungskammer PO kondensiert worden ist, ist die Dampf-Iuft Mischung in dem Behälter an diesem Punkte reich an Luft. Während des anfänglichen !Teiles des nächsten aufwärtsführenden Weges des Behälters kann durch den verringerten Druck, der auf die Außenflächen des Behälters wirkt, durch das Einwegventil ein Gas, das reich an Luft ist, aus dem Behälter entweichenο

Während der fortschreitenden Zusammenschrumpfung des Behälterleerraumes, wie es oben beschrieben wurde, erhöht sich die innere Temperatur des Produktes in dem Behälter allmählich» Durch einen solchen allmählichen Temperaturanstieg wird bewirkt, daß die Dampf-Luft Mischung in dem Leerraum des Behälters am Beginn eines Abwärtsbewegungszyklus©« in der heißen Flüssigkeit im Verhältnis zum Dampf weniger Luft enthält als zu Beginn der vorhergehenden Abwärtsbewegung durch das heiße Wasser in der Mischung enthalten war.

Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert sich die Flüssigkeit in dem Behälter dem Siedepunkt, ohne ihn jedoch jemals zu erreichen, so daß das Produkt entsprechend keine Blasen bildete Das Einwegventil läßt den Druck in dem Behälter um höchstens 1,5 g/cm über den Druck ansteigen, der auf die Außenflächen des Behälters wirkt.

Bei der vorzugsweisen, oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das Wasser in der Kammer PO auf eine Temperatur in der Nähe des Siedepunktes aufgeheizt, um das Produkt teil-

009821/1498

weise zu kochen, und um den Leerraum mit einer Dampf-Luft Mischung zu füllen, die einen verhältnismäßig hohen Anteil an Dampf aufweist. Wegen dieses hohen Verhältnisses von Dampf zu Luft drückt der hydrostatische Druck, der auf den Behälter an dem unteren Punkt jedes Bewegungszykluses durch die Kammer PC wirkt, schnell den Leerraum zusammen, was darauf zurückzuführen ist, daß eine beträchtliche Menge an Wasserdampf oder Dampf kondensiert. Natürlich wird, wenn das Wasser in der Kammer PC nicht erhitzt wird, der Leerraum auch, wie oben beschrieben, verringert, jedoch muß der Behälter durch mehr senkrechte Zyklen geführt werden, um denselben Zusammenschrumpfungsgrad zu erhalten, da die Dampf-Luft Mischung in dem Behälter einen bedeutend niedrigeren Dampfgehalt aufweist, weshalb dementsprechend bei jedem Zyklus weniger Dampf- oder Wasserdampf kondensiert.

In Figo 9 ist eine zweite Ausführungsform einer unter Atmosphärendruck arbeitenden Koch- und Kühlvorrichtung 100 dargestellte Da viele Teile der Vorrichtung 100 dieselben Teile wie in Fig. 20 sind, sind Teile der Vorrichtung 100, die Teilen der Vorrichtung 20 entsprechen, durch dieselben Bezugszeichen jedoch mit einem angehängten Buchstaben "a" bezeichnet, und lediglich solche Teile der Vorrichtung 100, die sich von der Vorrichtung 20 unterscheiden, sollen im einzelnen beschrieben werden.

Die Vorrichtung 100 (Figo 9) umfaßt einen endlosen Förderer 55a, der Träger 82a, an denen Behälter oder Beutel festgeklemmt sind, von der Zuführstation Fa entlang einem Zickzackweg durch ein Gehäuse 40a zu einer Entladestation Da führt. In dem Gehäuse 40a sind mehrere im Abstand von-einander angeordnete, mit Wasser gefüllte Tröge 100 und 104 aufgestellt. Jeder Trog 102 ist mit heißem Wasser gefüllt, das durch Dampfzuführleitungen 106 auf im wesentlichen seinem Siedepunkt gehalten wird, und jeder Trog 104 ist über Leitungen 108 mit kaltem Wasser gefüllt.

00982 1/U99

Die Tröge 102 und 104 sind so angeordnet, daß die Behälter abwechselnd in einen Trog 102 mit heißem Wasser und sodann in einen Trog 104 mit kaltem Wasser eingeführt werden. Nachdem die Behälter aus dem kalten Wasser in dem letzten Kühltrog 104 herausgeführt worden sind, werden sie durch einen langgestreckten Kochtrog 110 bewegt, der mit heißem Wasser gefüllt ist und durch Dampf von einer Leitung 111 auf der gewünschten Kochtemperatur gehalten wird. Der Kochtrog 110 weist eine ausreichende Länge auf, um das besondere, zu verarbeitende Produkt zu kochen. Die flexiblen Behälter mit den darin enthaltenen gekochten Produkten werden sodann durch die Verschließvorrichtung 57a verschlossen und hiernach durch Wasser gekühlt, das von einer Leitung 58a versprüht wird.

Wenn die Koch- und Kühlvorrichtung 100 mit Behältern betrieben wird, die mit einem Produkt gefüllt sind, durch das verstärkende Palten in den Wänden des Behälters hervorgerufen werden, so wurde festgestellt, daß sich der Leerraum dadurch, daß die flexiblen Behälter zuerst, während 15'bis 30 Sekunden in heißes Wasser von ungefähr 100 C eingetaucht werden, mit einer Dampf-Luft Mischung füllt und daß ein Teil der Luft in der Dampf-Luft Mischung durch das Einwegventil jedes Behälters auf Grund des hydrostatischen Druckes, der auf die Außenflächen des Behälters wirkt, und durch die Ausdehnung der erhitzten, nicht kondensierbaren Luft ausgetrieben wird. Die Behälter werden sodann während. Ϊ5 bis 30 Sekunden in kaltes Wasser eingetaucht, wodurch der Dampf in dem Leerraum jedes Behälters kondensiert wird, wodurch der Behälter, da über das Einwegventil keine Luft in den Behälter gelangen kann, teilweise zusammenschrumpft bzw· zusammengedrückt wird, wodurch in den Wänden des Behälters verstärkende Palten gebildet werden. Die teilweise zusammengeschrumpften Behälter werden wieder in heißes Wasser eingetaucht, wodurch bewirkt wird, daß sich die Luft in dem Leerrauni jedes Behälters ausdehnt und wiederum eine Dampf« Luft Mischung in dem Leerraum und in

00 9821/1493

den Palten des teilweise zusammengeschrumpften Behälters gebildet wird. Während dieser Aufheizperiode entweicht eine zusätzliche Menge an Luft und Dampf über das Einwegventil aus dem Behälter. Der Behälter wird wieder in kaltes Wasser ein-r getaucht, das den Dampf in dem Behälter kondensiert, wodurch der Behälter weiter zusammengedrückt wird bzw. zusammenschrumpft.

Es wurde festgestellt, daß drei bis fünf heiß-kalt'Zyklen ausreichen, um die Behälter genügend zusammenzudrücken, daß im wesentlichen die gesamte Luft aus den Behältern ausgetrieben wird. Die zusammengedrückten Behälter werden sodann während einer Zeitdauer, die ausreicht, um die Inhalte in den Behältern zu kochen,durch das heiße Wasser in dem langgestreckten Zochtrog 110 geführt. Nachdem der Inhalt der Behälter gekocht worden ist, werden die Behälter durch die Vorrichtung 57a verschlossen, sodann werden die verschlossenen Behälter durch Wasser gekühlt, das aus Leitungen 58a versprüht wird, und anschließend werden die verschlossenen und gekühlten Behälter an der Entnahmestation Da von dem Förderer 55a abgenommen.

Durch die obige Beschreibung wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die zum Austreiben von Luft aus flexilalen Behältern dienen, die derart gefüllt sind, daß in ihren Wänden Versteifungs- bzw. Verstärkungsfalten auftreten. Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden die gekräuselten bzw. faltigen Behälter fortschreitend zusammengedrückt, und aus den Behältern wird Luft dadurch entfernt, daß die Behälter wiederholt durch ein heißes Wasserbad auf und ab bewegt werden. Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Behälter zusammengedrückt, und Luft wird aus den Behältern dadurch ausgetrieben, daß die Behälter abwechselnd in Baden?mit heißem und kaltem Wasser erwärmt und abgekühlt werden»

009821/1.499

Claims

Patentansprüche

1A Verfahren zum Verringern des Leerraumes und zum Austreiben von luft aus einem teilweise gefüllten flexiblen Behälter, der an drei Kanten verschlossen ist und einen unverschlossenen Mund aufweist, und bei dem sich in seinen Wänden Verstärkungsfalten bilden, wenn sich der Behälter mit abnehmendem Leerraum um ein in den Behälter eingefülltes Produkt herum anlegt, dadurch gekennzeichnet , daß der Mund des Behälters durch Spannen seiner Lippen zu einem Einwegventil ausgebildet wird, das den Austritt von Gas aus dem Behälter gestattet, jedoch den Eintritt eines Fluids in den Behälter verhindert, daß der Behälter entlang einer senkrechten Bahn durch wenigstens ein Flüssigkeitsbad auf und ab bewegt wird und daß die Flüssigkeit in wenigstens einem Flüssigkeitsbad auf im wesentlichen ihren Siedepunkt erhitzt wird_o

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ~ zeichnet , daß der Behälter wiederholt entlang einer senkrecht verlaufenden Zickzaokbahn bewegt wird, daß der Behälter vollständig in die erhitzte Flüssigkeit eingetaucht wird, und daß der Behälter bei jeder Abwärtsbewegung soweit eingetaucht wird, daß eine auf die Außenflächen des Behälters wirkende Druckänderung von wenigstens ungefähr 77 Torr erhalten wird·

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Flüssigkeitsbäder vorgesehen sind, daß die Flüssigkeit in bestimmten Bädern auf ungefähr 100⁰C erhitzt wird und die Flüssigkeit in den anderen Bädern gekühlt wird, und daß die Behälter entlang einer senkrecht verlaufenden Zickzackbahn so geführt werden, daß

009821/U99

- 18 -

ein Behälter abwechselnd in die heiße und in die kalte Flüssigkeit eingetaucht wird_e

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible Behältermaterial von solcher Beschaffenheit ist, daß sich die sich während der Abwärtsbewegung in der Flüssigkeit in den Wänden des Behälters bildenden Falten einer Ausdehnung der Wände widersetzen und die in dem Behälter enthaltenen Gase komprimieren, und daß der teilweise zusammengefallene Behälter in der Flüssigkeit wenigstens soweit jeweils angehoben wird, daß der Gasdruck in dem Behälter den Gasdruck auf der Außenseite des Behälters übersteigt.

β Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einem Beutel besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß dar in den Behälter eingefüllte Produkt ausreichend Feuchtigkeit enthält, um in · dem Behälter Dampf zu erzeugen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das eingefüllte Gut aus einem räumlich ausgedehnten Nahrungsmittelprodukt besteht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit in den Bädern aus Wasser besteht, und daß das heiße Wasser im wesentlichen bis auf seinen Siedepunkt erhitzt ist«

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch g e kennzeichnet, daß das Eintauchen des Behälters in die heiße Flüssigkeit und in die kalte Flüssigkeit

0 0982Ί/U9 9

zwischen ungefähr 15 bis 30 Sekunden dauert.

10. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 "bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das in einen Behälter eingefüllte Produkt während der Auf- und Abbewegung durch die erhitzte Flüssigkeit teilweise gekocht wird, daß das Produkt vollständig dadurch gekocht wird, daß der Behälter durch ein zweites Wäraebehandlungsmedium geführt wird, daß der Mund des Behälters sodann hermetisch verschlossen wird, und daß der Behälter sodann abgekühlt wird.

11.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck in dem Behälter den auf die Außenseite des Behälters wirkenden Druck um höchstens 1,5 g/cm übersteigt.

12.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine antreibbare Fördereinrichtung (55), durch eine Halterung (82) an dieser Fördereinrichtung, durch eine Befestigungseinrichtung (86, 88, 90) an dieserHalterungseinrichtung (82) zur Befestigung der Behälter (36) hieran und zur Spannung der Lippen der Öffnung des Behälters zur Schaffung eines Einwegventiles, durch eine wenigstens einen mit einem Flüssigkeitsbad gefüllten Trog (42, 102, 104) bildende Einrichtung (40), durch Führungen (68_f 72) für die Transporteinrichtung zur Führung der Behälter entlang einer abwärts und aufwärts durch wenigstens ein Flüssigkeitsbad verlaufenden senkrechten Zickzackbahn und durch Einrichtungen (56, 56a, 106, 111) zur Aufheizung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbad auf ungefähr 100°Ö.

13o Vorrichtung nach· Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet ,daß der Behälter durch die Vorrichtung

009821/U99

soweit in die erhitzte Flüssigkeit absenkbar ist, daß sich eine auf die Außenseite des Behälters wirkende Druckänderung von wenigstens 71 Torr ergibt.

14»Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Tröge (102, 104·) vorgesehen sind, daß Einrichtungen zur Erhitzung der Flüssigkeit in bestimmten Trögen auf ungefähr 100°C vorgesehen sind, daß Einrichtungen (108) zur Kühlung der Flüssigkeit in den anderen Trögen vorgesehen sind, daß die Führungseinrichtungen (68, 62) so angeordnet sind, daß ein Behälter entlang einer Zickzackbahn so geführt wird, daß er abwechselnd in die heiße Flüssigkeit und sodann in die kalte Flüssigkeit eingetaucht wird.

009821/1499

Leerseite