DE2403913A1 - METHOD AND DEVICE FOR QUICK COOLING OF CONTAINERS IN A HEATER ROOM - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR QUICK COOLING OF CONTAINERS IN A HEATER ROOMInfo
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Description
DR. BERG DIPL.-ING. STAl'F DIPL.-ING. SCIIWA3E DR. DR. SANDMAIRDR. BERG DIPL.-ING. STAl'F DIPL.-ING. SCIIWA3E DR. DR. SANDMAIR
PATENTANWÄLTE 24ϋ3ϋPATENT LAWYERS 24ϋ3ϋ
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 458 MUNICH 86, POST BOX 86 02 45
2424
Anwaltsakte 24 716 28. Januar 19I^ Attorney's File 24 716 January 28, 19 I ^
Etablissements Joseph Lagarde Montelimar / FrankreichEtablissements Joseph Lagarde Montelimar / France
Verfahren und VorrichtungMethod and device
zum schnellen Abkühlen von Behältern in einemfor rapid cooling of containers in one
HeizraumBoiler room
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schnellen Abkühlen von in einem mit einer Dampf- oder Dampf-Luftatmosphäre gefüllten geschlossenen Eaum befindlichen Behältern, insbesondere von beispielsweise Nahrungsmittel enthaltenden Behältern in einemThe invention "relates to a method and an apparatus for rapid cooling of a closed one filled with a steam or steam-air atmosphere Containers located in one place, in particular, for example, containers containing food
Iff (0811)98 82 72 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453Iff (0811) 98 82 72 8 Munich 80, Mauerkircherstraße 45 Banks: Bayerische Vereinsbank Munich 453
<089> 98 70 43 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 389 2623<089> 98 70 43 Telegrams: BERGSTAPFPATENT Munich Hypo-Bank Munich 389 2623
98 3310 TELEX: 05 24 560 BERG d Postscheck München 653 43 -80898 3310 TELEX: 05 24 560 BERG d Postscheck Munich 653 43 -808
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Sterilisationsapparat.Sterilizer.
In verschiedenen Industriezweigen ist es erforderlich, für plötzliche Temperaturänderungen empfindliche und die verschiedensten Produkte enthaltende Behälter, beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie verwendete Glasbehälter, möglichst schnell abzukühlen.In various industries it is required to be sensitive to sudden changes in temperature and the most varied Containers containing products, such as glass containers used in the food industry, cool down as quickly as possible.
Solche Behälter werden gewöhnlich in mehreren Lagen übereinander in Autoklaven gebracht, welche mit einer Dampfoder Dampf-Luftatmosphäre gefüllt sind, und darin auf eine für die jeweilige Behandlung der in den Behältern enthaltenen Produkte, im Falle von Nahrungsmitteln beispielsweise zum Sterilisieren ausreichende Temperatur erwärmt.Such containers are usually placed in several layers one above the other in autoclaves which are equipped with a steam or Steam-air atmosphere are filled, and in it on a for the respective treatment of the products contained in the containers, for example in the case of food warmed up to a sufficient temperature for sterilization.
KFach der Behandlung werden die Behälter dann abgekühlt, indem man sie mit einer Flüssigkeit, beispielsweise im Autoklav zerstäubtem Wasser, berieselt.After the treatment, the containers are then cooled, by sprinkling them with a liquid, for example water atomized in an autoclave.
Bei den bisher dafür verwendeten Verfahren treten im wesentlichen zwei Schwierigkeiten auf.There are essentially two difficulties with the methods used for this purpose up to now.
Durch das im Autoklav versprühte Wasser wird der darin enthaltene Dampf unvermeidlich kondensiert, so daß man dem Autoklav schnell sehr große Mengen eines Gases, zumeist in Form von Druckluft, zuführen muß, um den durch das Kondensieren des Dampfs gestörten Druck aufrechtzuerhalten. Die Aufrechterhaltung des die Behälter umgebenden Druck ist unerläßlich, damit die Behälter nicht durch den in ihrem Inneren herrschenden Druck zerstört werden, und insbesondere im Falle von mit Deckeln verschlossenen Glasbehältern, damitDue to the water sprayed in the autoclave, the steam contained therein is inevitably condensed, so that the Autoclave must quickly supply very large amounts of a gas, mostly in the form of compressed air, to the condensation to maintain the disturbed pressure of the steam. Maintaining the pressure surrounding the containers is indispensable so that the containers are not destroyed by the pressure prevailing inside them, and in particular in the case of glass containers closed with lids, with it
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deren Deckel nicht durch den Innendruck der Behälter abgesprengt werden.the lid of which is not blown off by the internal pressure of the container will.
Eine zweite Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß man die Flüssigkeit bzw. das Wasser zunächst sehr fein und in äußerst geringen Mengen zerstäuben muß, um ein Platzen der Behälter aufgrund plötzlicher Temperaturänderung zu vermeiden. Dies trifft insbesondere bei Glasbehältern zu und führt zu einer beträchtlichen Verlangsamung des Abkühlvorgangs. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, kann man zu Beginn des Abkühlvorgangs in einem Wärmeaustauscher erwärmtes Wasser zerstäuben, wobei dieser um so aufwendiger sein muß, je größer die zu zerstäubenden Wassermengen sind.A second difficulty arises from the fact that the liquid or the water is initially very fine and in must atomize extremely small quantities in order to avoid bursting of the container due to sudden temperature change. This is particularly the case with glass containers and leads to a considerable slowdown in the cooling process. To avoid this difficulty, one can warm up in a heat exchanger at the beginning of the cooling process Atomize water, the greater the amount of water to be atomized, the more expensive it must be.
Die Erfindung schafft ein Verfahren, welches die vorstehend genannten Schwierigkeiten auf einfachste und besonders wirtschaftliche Weise beseitigt.The invention provides a method which the above-mentioned difficulties in the simplest and most special eliminated economically.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Abkühlen von Behältern in einem mit einer Dampfatmosphäre oder einer Atmosphäre aus Dampf und einem Gas, vorzugsweise Luft, gefüllten geschlossenen Raum, insbesondere von Nahrungsmittel enthaltenden Behältern in einem Sterilisierautoklav, dadurch gekennzeichnet, daß man in den geschlossenen Eaum eine Flüssigkeit, insbesondere kaltes Wasser, welches nicht in Berührung mit den Behältern kommt, sowie ein komprimiertes Gas, insbesondere Luft, zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Drucks in dem geschlossenen Eaum einführt und daß man anschließend unter gleichzeitiger Steuerung des Drucks in dem geschlossenen Eaum eine Kühlflüssig-According to the invention is a method for cooling containers in a steam atmosphere or in a Atmosphere of steam and a gas, preferably air, filled closed space, in particular of food containing containers in a sterilizing autoclave, characterized in that one in the closed Eaum a liquid, especially cold water, which does not come into contact with the containers, as well as a compressed one Introduces gas, in particular air, to maintain a substantially constant pressure in the closed Eaum and that then, with simultaneous control of the pressure in the closed Eaum, a cooling liquid
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keit mit fortschreitend abnehmender Temperatur in dem geschlossenen Raum zerstäubt, so daß die Flüssigkeit in direkte Berührung mit den Behältern kommt.speed with progressively decreasing temperature in the atomized closed space so that the liquid comes into direct contact with the containers.
In einer ersten Ausführungsform wird die nicht in Berührung mit den Behältern kommende Flüssigkeit unter Zerstäubung in den geschlossenen Raum eingeführt.In a first embodiment, the liquid that does not come into contact with the containers is atomized into introduced the closed space.
In einer zweiten Ausführungsform wird die nicht in Berührung mit den Behältern kommende Flüssigkeit dem geschlossenen Eaum über eine darin angeordnete Schlange zugeführt.In a second embodiment, the liquid that does not come into contact with the containers is closed Eaum fed via a queue arranged in it.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die durch Kondensation des Dampfs bei dessen Berührung mit den Behältern in dem geschlossenen Eaum und mit den Wandungen desselben anfallende Flüssigkeit erneut in Umlauf gebracht, wobei sie einen Teil der Kühlflüssigkeit darstellt.In a particularly advantageous embodiment, the by condensation of the steam when it comes into contact with the Containers in the closed Eaum and with the walls of the same accumulating liquid put into circulation again, it constitutes part of the cooling liquid.
Zur Erzielung weiterer besonderer Vorteile kann die in dem geschlossenen Eaum vorhandene Dampf- oder Dampf-Gasatmosphäre vor dem Einführen der zerstäubten Flüssigkeit durchwirbelt werden.In order to achieve further special advantages, the steam or steam-gas atmosphere present in the closed space can be used swirled before introducing the atomized liquid.
Der erste vorstehend angeführte Nachteil bekannter Verfahren ist durch eine langsame Kondensation des in dem geschlossenen Eaum enthaltenen Dampfs durch das Einführen der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers, in zerstäubter Form oder durch Zirkulation desselben in einer eine Kühlwandung bildenden Schlange, in Kombination mit der Zufuhr eines komprimierten Gases, insbesondere Luft, beseitigt. Das auf diese Weise eingeführte Wasser bewirkt eine stetig fortschreitendeThe first disadvantage of known processes mentioned above is the slow condensation of the in the closed The vapor contained by the introduction of the liquid, in particular water, in atomized form or by circulating it in a cooling wall Snake, in combination with the supply of a compressed gas, especially air, eliminated. That on this Wise introduced water causes a steadily advancing
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Kondensation des Dampfs, wobei die Druckluftzufuhr so gesteuert wird, daß der durch das Kondensieren des Dampfs zwangsläufig auftretende Druckabfall ausgeglichen wird,Condensation of the steam, the compressed air supply being controlled in such a way that the condensation of the steam is inevitable occurring pressure drop is compensated,
Der stetig fortschreitende Ersatz des in Form von Kondenswasser der Atmosphäre entzogenen Dampfs durch Luft bewirkt eine Abkühlung der die Behälter umgebenden Atmosphäre in dem geschlossenen Raum, so daß sich die Behälter selbst abzukühlen beginnen und damit einen Vorgang einleiten, welcher im wesentlichen anschließend unter Einwirkung der auf die Behälter zerstäubten und diese berieselnden Kühlflüssigkeit stattfindet.The steadily progressive replacement of the steam withdrawn from the atmosphere in the form of condensed water with air a cooling of the atmosphere surrounding the containers in the enclosed space so that the containers cool themselves begin and thus initiate a process, which is then essentially under the action of the Atomized container and this sprinkling coolant takes place.
Der zweite vorstehend angeführte Nachteil wird dadurch beseitigt, daß der zu zerstäubenden Kühlflüssigkeit eine bestimmte Menge des beim Kondensieren des Dampfs anfallenden Kondenswassers zugesetzt wird. Das Kondensieren des.Dampfs geschieht dabei durch den Ersatz der Dampfatmosphäre durch eine Luftatmosphäre bei der vorher stattfindenden Zufuhr des Wassers sowie durch niederschlag des Dampfs an den Behältern und an den Innenwandungen des Autoklavs während der ersten Ehase der Sterilisation. Das erneut in Umlauf gebrachte warme Wasser kühlt sich im Lauf der Zeit fortschreitend ab. Dies beruht wenigstens zum Teil auf der kontinuierlichen Zufuhr von frischem Wasser in das Zerstäubersystem zum Aufrechterhalten einer konstanten Standhöhe im Autoklav.The second disadvantage mentioned above is eliminated in that the cooling liquid to be atomized is a A certain amount of the condensation water produced when the steam is condensed is added. The condensation of the steam happens by replacing the steam atmosphere an air atmosphere in the previous supply of the Water as well as by precipitation of the steam on the containers and on the inner walls of the autoclave during the first phase of sterilization. The re-circulated warm water gradually cools down over time away. This is due, at least in part, to the continuous supply of fresh water to the atomization system to maintain a constant height in the autoclave.
Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des vorstehend genannten Verfahrens.The invention also provides an apparatus for carrying out the above-mentioned method.
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Gemäß der Erfindung ist bei einer Vorrichtung der genannten Art vorgesehen, daß sie einen Autoklav mit einem Innenmantel für die Aufnahme der Behälter aufweist, und daß der Autoklav ein Absperrorgan für die Zufuhr von Dampf zum Erzeugen einer Dampfatmosphäre oder einer Atmosphäre aus Dampf und einem Gas, insbesondere Luft, im Autoklav, ein Absperrorgan für die Zufuhr einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an die Außenseite des Innenmantels zum Erzeugen eines Temperaturabfalls im Autoklav ohne der Berührung der Flüssigkeit mit den Behältern, ein Absperrorgan für die Zufuhr von einem Druckgas, insbesondere Luft, dessen öffnung zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Drucks im Autoklav bei Verringerung der Temperatur oder zum Steuern und Regeln des Drucks veränderbar ist, eine Zufuhreinrichtung für eine zerstäubte Kühlflüssigkeit, ein Absperrorgan . zum Ablassen des Gemischs aus kondensierter und zerstäubter Flüssigkeit sowie ein Absperrorgang zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen dem Autoklav und der freien Umgebung aufweist.According to the invention it is provided in a device of the type mentioned that it is an autoclave with an inner jacket for receiving the container, and that the autoclave has a shut-off device for the supply of steam to generate a Steam atmosphere or an atmosphere of steam and one Gas, in particular air, in the autoclave, a shut-off device for the supply of a liquid, in particular water, to the Outside of the inner jacket to create a temperature drop in the autoclave without coming into contact with the liquid the containers, a shut-off device for the supply of a pressurized gas, in particular air, to maintain its opening a substantially constant pressure in the autoclave when the temperature is reduced or for controlling and Controlling the pressure is changeable, a supply device for an atomized cooling liquid, a shut-off device. to the Draining the mixture of condensed and atomized liquid and a shut-off duct to produce a Has flow connection between the autoclave and the free environment.
In einer ersten Ausführungsform ist das Absperrorgang für die Zufuhr einer Flüssigkeit mit einer an der Außenseite des Innenmantels angeordneten Zerstäubereinrichtung verbunden. In a first embodiment, the shut-off passage for the supply of a liquid is on the outside the inner jacket arranged atomizer connected.
In einer zweiten Ausführungsform ist das Absperrorgan für die Zufuhr der Flüssigkeit mit einer den Innenmantel umgebenden Kühlschlange verbunden.In a second embodiment, the shut-off device is for the supply of the liquid is connected to a cooling coil surrounding the inner jacket.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform enthältIn a particularly advantageous embodiment contains
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die Zuführeinrichtung für die zu zerstäubende !Flüssigkeit ein Absperrorgan für die Entnahme von kondensierter Flüssigkeit aus dem Autoklav, einen Druckerzeuger, ein Absperrorgan für die Zufuhr von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und einer Zerstäuberanordnung.the supply device for the liquid to be atomized! a shut-off device for removing condensed liquid from the autoclave, a pressure generator, a shut-off device for the supply of liquid, in particular water, and an atomizer arrangement.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung setzt sich die Anordnung für die Zufuhr der Kühlflüssigkeit aus zwei voneinander unabhängigen Strömungskreisen zusammen, von denen der erste eine Leitung zum Ablassen von kondensierter Flüssigkeit aus dem Autoklav, einen Druckerzeuger, ein Absperrorgan für die Zufuhr von Flüssigkeit in den Autoklav und eine erste Zerstäubereinrichtung und der zweite eine unabhängige Quelle für die Zufuhr kalter Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ein Absperrorgan für die Zufuhr der kalten Flüssigkeit in den Autoklav und eine zweite Zerstäubereinrichtung aufweist.In another embodiment of the invention, the arrangement for the supply of the cooling liquid consists of two independent flow circuits, the first of which is a line for discharging condensed liquid from the autoclave, a pressure generator, a shut-off device for the supply of liquid into the autoclave and a first atomizer and the second an independent source for the supply of cold liquid, in particular water, a shut-off for Z f u u hr the cold liquid in the autoclave and a second atomizer.
In einer Abwandlung kann die zweite Zerstäubereinrichtung in Fortfall kommen und die kalte Flüssigkeit der den Innenmantel des Autoklavs umgebenden Kühlschlange zugeführt werden.In a modification, the second atomizer device and the cold liquid of the inner jacket can be omitted the cooling coil surrounding the autoclave.
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung enthält die Anordnung für die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit eine Leitung zum Entnehmen von kondensierter Flüssigkeit aus dem Autoklav, einen Druckerzeuger, ein Absperrorgan für die Zufuhr von Flüssigkeit in den Autoklav mit einer ersten Zerstäubereinrichtung, eine unabhängige Quelle für eine kalte Flüssigkeit, insbesondere Wasser,According to a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the arrangement contains for the supply of a cooling liquid a line for removing condensed liquid from the autoclave, a pressure generator, a shut-off device for the supply of liquid into the autoclave with a first atomizer device, an independent one Source of a cold liquid, especially water,
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ein Absperrorgan für die Zufuhr der kalten Flüssigkeit in den Autoklav und eine Zerstäubereinrichtung, wobei die unabhängige Quelle für kalte Flüssigkeit über ein zusätzliches Absperrorgan an der Zuströmseite des Druckerzeugers mit der Leitung zum Entnehmen der kondensierten Flüssigkeit verbunden ist.a shut-off device for the supply of the cold liquid into the autoclave and an atomizer device, wherein the independent source for cold liquid via an additional shut-off device on the inlet side of the pressure generator is connected to the line for removing the condensed liquid.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann die zweite Zerstäubereinrichtung in Fortfall kommen und die kalte Flüssigkeit der den Innenmantel des Autoklavs umgebenden Kühlschlange zugeführt werden.In a modification of this embodiment, the second atomizer device and the cold liquid can be omitted the cooling coil surrounding the inner jacket of the autoclave.
Dank der unabhängigen Zufuhr von kalter Flüssigkeit zum Autoklav läßt sich ein stärkerer Wärmeschock für die darin enthaltenen Behälter vermeiden, da das beim Kondensieren des Dampfs im Autoklav anfallende Kondenswasser zu Beginn des AbkühlVorgangs noch eine höhere Temperatur hat. Die unabhängige Zufuhr der Kalten Flüssigkeit, deren Quelle notwendigerweise unter einem höheren Druck steht als der Innenraum des Autoklavs, vermindert überdies die Gefahr einer Unterbrechung des Zustroms von Umlaufwasser zum Druckerzeuger durch verringerung des im Autoklavs herrschenden Drucks.Thanks to the independent supply of cold liquid to the autoclave, a stronger thermal shock can be given to the contained Avoid containers, as the condensation water that occurs when the steam condenses in the autoclave is at the beginning of the The cooling process has a higher temperature. The independent Supply of the cold liquid, the source of which is necessarily under a higher pressure than the interior of the Autoclave also reduces the risk of an interruption in the flow of circulating water to the pressure generator by reducing the pressure prevailing in the autoclave.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Absperrorgan zum Entleeren bzw. Ablassen der Flüssigkeit einen elektrischen Pegelgeber zum Aufrechterhalten einer konstanten Standhöhe der Flüssigkeit im Autoklav aufweisen.In a particularly advantageous embodiment, the shut-off device can be used to empty or drain the liquid have an electrical level transmitter for maintaining a constant level of the liquid in the autoclave.
In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung einen Ventilator zum Durchwirbeln derIn a particularly advantageous further embodiment, the device can have a fan for whirling through the
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im Autoklav vorhandenen Atmosphäre vor Betätigung des ATd sperr organs für die Zufuhr der zu zerstäubenden Kühlflüssigkeit enthalten.The atmosphere in the autoclave prior to actuation of the ATd blocking element for the supply of the coolant to be atomized contain.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawing. Show in it:
Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 shows a first embodiment of the invention Contraption,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ausführungsform mit einer Abwandlung der Zufuhreinrichtungen für zu zerstäubende Kühlflüssigkeit,FIG. 2 shows an embodiment corresponding to FIG. 1 with a modification of the supply devices for those to be atomized Coolant,
Fig. 3 eine Fig 1 entsprechende Ausführungsform mit einer weiteren Abwandlung der Zufuhreinrichtungen für die zu zerstäubende Kühlflüssigkeit,3 shows an embodiment corresponding to FIG. 1 with a further modification of the supply devices for the cooling liquid to be atomized,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,4 shows a second embodiment of the invention Contraption,
Fig. 5 eine Fig. LV entsprechende Ausführungsform mit einer Abwandlung der Zufuhreinrichtungen für die zu zerstäubende Kühlflüssigkeit und5 shows an embodiment corresponding to FIG. L V with a modification of the supply devices for the cooling liquid to be atomized, and FIG
Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Ausführungsform mit einer weiteren Abwandlung der Zufuhreinrichtungen für die zu zerstäubende Kühlflüssigkeit.6 shows an embodiment corresponding to FIG. 4 with a further modification of the feed devices for the coolant to be atomized.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen insgesamt mit Λ bezeichneten Autoklav auf, mit einer Tür 2 zum Einbringen von (nicht dargestellten) Behältern in den AutoklavThe device shown in FIG. 1 has an autoclave designated overall by Λ , with a door 2 for introducing containers (not shown) into the autoclave
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und Einsetzen derselben in einen Innenmantel 3. Der Autoklav ruht auf Füßen 4-a, 4-b und enthält einen Ventilator 5·and inserting the same into an inner jacket 3. The autoclave rests on feet 4-a, 4-b and contains a fan 5 ·
Am Autoklav 1 angeschlossen sind ein Absperrorgan 6 für
die Zufuhr von Dampf, ein Absperrorgan 7 für die Zufuhr
von komprimiertem Gas, insbesondere Luft, Absperrorgane 8 und 9 für die Zufuhr von einer Flüssigkeit, insbesondere
V/asser sowie mit den Absperrorganen 8 und 9 verbundene Zerstäubereinrichtungen 10 bzw. 11. Diese sind in Form von
zahlreiche Bohrungen aufweisenden Rohren ausgeführt und so angeordnet, daß die aus der Zerstaubereinrichtung 10 zerstäubte
Flüssigkeit in Berührung mit den in den Innenmantel 3 des Autoklavs eingesetzten Behältern kommt und die
aus der Zerstäubereinrichtung 11 zerstäubte Flüssigkeit
nicht in direkte Berührung mit den Behältern kommen kann.Connected to the autoclave 1 are a shut-off device 6 for
the supply of steam, a shut-off device 7 for the supply
of compressed gas, in particular air, shut-off devices 8 and 9 for the supply of a liquid, in particular
V / ater as well as with the shut-off devices 8 and 9 connected atomizer 10 and 11 respectively. These are in the form of
executed numerous bores having tubes and arranged so that the atomized liquid from the atomizing device 10 comes into contact with the containers inserted into the inner jacket 3 of the autoclave and the
liquid atomized from the atomizing device 11
cannot come into direct contact with the containers.
Die Vorrichtung enthält ferner ein Ablaßventil 12 und ein Umlaufventil 13 für die Speisung eines Druckerzeugers 14.
Dieser erhält außerdem eine Flüssigkeit, etwa Wasser, von einer unabhängigen Quelle 15 zugeführt und speist über
das Absperrorgan 8 die Zerstaubereinrichtung 10 mit Kühlflüssigkeit.
Über ein weiteres Ventil 16 ist eine Strömungsverbindung des Innenraums des Autoklavs mit der freien Umgebung
herstellbar.The device also contains a drain valve 12 and a circulation valve 13 for feeding a pressure generator 14. This also receives a liquid, such as water, supplied from an independent source 15 and feeds over
the shut-off device 8, the atomizing device 10 with cooling liquid. A flow connection between the interior of the autoclave and the free environment can be established via a further valve 16.
Der Autoklav ist ferner mit einem Thermostaten 17 und einem Druckregler 18 ausgestattet, welche vorzugsweise als Programmiergeräte ausgeführt sind und nachstehend erläuterten Zwecken dienen.The autoclave is also equipped with a thermostat 17 and a pressure regulator 18, which are preferably used as programming devices are carried out and serve the purposes explained below.
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Die dargestellte Vorrichtung ist "beispielsweise ein Sterilisationsapparat für in Glasbehälter gefüllte Rahnrungsmittel. Für die Kühlung der Behälter durch Zerstäuben einer Flüssigkeit und Berieseln der Behälter hat die Vorrichtung die folgende Wirkungsweise:The device shown is "for example a sterilization apparatus for toothbrushes filled in glass containers. The device has for cooling the container by atomizing a liquid and sprinkling the container the following mode of action:
Beim Abschluß des Sterilisierens herrscht im Autoklav 1 eine entweder nur aus Dampf oder aus einem Gemisch von Dampf und einem Gas, insbesondere Luft, bestehende Atmosphäre, welche mittels des Ventilators 5 durchwirbelt werden kann. Für die Erzeugung der genannten Atmosphäre wird nach dem Einsetzen der Behälter und dem Schließen der Tür 2 Dampf über das Absperrorgan 6 und ein Gas über das Absperrorgan 7 zugeführt. Sofern es sich bei dem Gas um Luft handelt, kann diese auch vor dem Schließen der Tür in den Autoklav eingedrungen sein.At the end of the sterilization in the autoclave 1 there is either only steam or a mixture of steam and a gas, in particular air, existing atmosphere, which can be swirled by means of the fan 5. For the After inserting the container and closing the door 2, steam is generated via the atmosphere The shut-off element 6 and a gas are supplied via the shut-off element 7. If the gas is air, it can this must also have entered the autoclave before the door was closed.
In der beschriebenen Ausführung ist das verwendete Gas luft und die verwendete Flüssigkeit Wasser.In the embodiment described, the gas used is air and the liquid used is water.
Bei der Erwärmung der in (nicht gezeigten) Körben in den Innenmantel 3 des Autoklavs 1 eingesetzten Behälter sowie an den Wandungen des Autoklavs kondensiert ein Teil des Dampfs, und das Kondenswasser sammelt sich am Boden des Autoklavs.When heating the in (not shown) baskets inserted into the inner jacket 3 of the autoclave 1 and Part of the steam condenses on the walls of the autoclave and the condensed water collects at the bottom of the Autoclave.
Bei Abschluß des Sterilisierens herrscht im Autoklav eine Temperatur von 120 0C und ein relativer Druck von 1,8 Bar.At the end of the sterilization, a temperature of 120 ° C. and a relative pressure of 1.8 bar prevail in the autoclave.
Da der relative Druck des Dampfs bei einer Temperatur von 120 0C gleich 1 Bar ist, beruht der Druckanteil von 0,8 Bar auf dem Vorhandensein von Luft.Since the relative pressure of the steam at a temperature of 120 ° C. is equal to 1 bar, the pressure component of 0.8 bar is based on the presence of air.
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Nun soll die Temperatur beispielsweise innerhalb von drei Minuten unter Aufrechterhaltung eines Drucks von 1,8 Bar von 120 auf 70 0C gesenkt werden.The temperature should now be reduced from 120 to 70 ° C. within three minutes, for example, while maintaining a pressure of 1.8 bar.
Dabei hat die Vorrichtung die folgende Wirkungsweise: Der als Programmiergerät ausgebildete Thermostat 17 ist so programmiert, daß er das Absperrorgan 9 für die Zufuhr von Wasser um ein zur Erzielung der gewünschten Temperaturverminderung innerhalb der gewünschten Zeit vorgesehenes Maß öffnet.The device has the following mode of operation: The thermostat 17, which is designed as a programming device, is programmed so that he the shut-off valve 9 for the supply of water to a to achieve the desired temperature reduction The measure provided opens within the desired time.
Bei dem mittels des Thermostaten bewirkten Öffnen des Absperrorgans 9 wird Wasser über das Zerstäuberrohr 11 zerstäubt, ohne daß es dabei in Berührung mit den im Innenmantel 3 befindlichen Behältern kommt, wobei es gedoch ein Absinken der Temperatur im Autoklav 1 bewirkt.When the shut-off device is opened by means of the thermostat 9 water is atomized through the atomizer tube 11 without it coming into contact with the inner jacket 3 located containers comes, but it causes a drop in the temperature in the autoclave 1.
Da hierbei auch der Druck im Autoklav sinkt, bewirkt der ebenfalls als Programmiergerät ausgebildete Druckregler 18 über das Absperrorgan 7 die Zufuhr von Druckluft für den Ausgleich des Druckabfalls.Since the pressure in the autoclave also drops here, the pressure regulator 18, which is also designed as a programming device, effects Via the shut-off element 7, the supply of compressed air for the Compensate for the pressure drop.
Auf diese Weise ergibt sich in drei Minuten ein fortschreitendes Absinken der Temperatur von 120 auf 70 °C bei Aufrechterhaltung eines relativen Drucks von 1,8 Bar, also eines absoluten Drucks von 2,8 Bar.In this way, the temperature drops gradually from 120 to 70 ° C. in three minutes if this is maintained a relative pressure of 1.8 bar, i.e. an absolute pressure of 2.8 bar.
Bei einer Temperatur von 70 0C betrüge jedoch der Druck des Dampfs für sich allein nur 0,7 Bar. Im Hinblick auf den absoluten Druck beträgt somit der auf dem Dampf beruhende Druckanteil 1-0,7 Bar, also 0,3 Bar von insgesamtAt a temperature of 70 0 C, the pressure of the steam con in itself only 0.7 bar. In terms of the absolute pressure of the thus based on the vapor pressure ratio is 1 to 0.7 bar, or 0.3 bar of total
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2,8 Bar. Der Anteil der Luft am absoluten Druck beträgt nun also 2,8 - 0,3 Bar, also 2,5 Bar.2.8 bar. The proportion of air in the absolute pressure is now 2.8 - 0.3 bar, i.e. 2.5 bar.
Selbst wenn nun also keinerlei Druckluft mehr über das Absperrorgan 7 zugeführt würde, sänke der Druck von 2,8 Bar um nicht mehr als 0,3 Bar auf 2,5 Bar ab. Ohne die beschriebene Anordnung würde der relative Druck von 1,8 Bar um den Anteil des Dampfdrucks von 1 Bar auf 0,8 Bar absinken, da der Dampf durch das Zerstäuben des Wassers kondensiert wird und sein Anteil am Gesamtdruck damit in Fortfall kommt.Even if there is no more compressed air through the shut-off device 7, the pressure would not drop from 2.8 bar by more than 0.3 bar to 2.5 bar. Without the one described Arrangement, the relative pressure of 1.8 bar would decrease by the proportion of the vapor pressure from 1 bar to 0.8 bar, since the steam is condensed by the atomization of the water and its share of the total pressure is eliminated.
Die programmierte TemperaturSenkung von 120 auf 70 0C ist lediglich als Beispiel angeführt. Die Temperatur kann beispielsweise auch von 120 auf 55 °G gesenkt werden, wobei sich dann der Anteil des Dampfdrucks weiter bis auf etwa 0,14 Bar verringert.The programmed temperature reduction from 120 to 70 0 C is only given as an example. The temperature can, for example, also be reduced from 120 to 55 ° G, in which case the proportion of the vapor pressure is further reduced to about 0.14 bar.
In den drei Hinuten, während welcher der größte Teil des Dampfs unter konstantem Druck durch Druckluft ersetzt wird, sinkt die Temperatur der Behälterwandungen von 120 0C auf etwa 105 °C ab.In the three Hinuten during which the largest part of the steam at a constant pressure is replaced by compressed air, the temperature drops from the container walls from 120 0 C to about 105 ° C.
Nach der Temperaturverringerung unter konstantem Druck setzt man den Druckerzeuger 14 in Gang und öffnet die Absperrorgane 8 und 13, um die weitere Abkühlung durch direkte Zerstäubung einzuleiten. Dabei wird dann ein Teil des Kondenswasser über das Absperrorgan 13 angesaugt und tritt zu dem von der Quelle 15 kommenden kalten Wasser hinzu. Die entstehende Mischung wird vom Druckerzeuger 14 über das Absperrorgan 8 der Zerstäubereinrichtung 10 zugeführt.After the temperature has been reduced under constant pressure, the pressure generator 14 is started up and the Shut-off elements 8 and 13 to initiate further cooling by direct atomization. This then becomes a part of the condensation water is sucked in via the shut-off element 13 and is added to the cold water coming from the source 15. The resulting mixture is fed from the pressure generator 14 to the atomizing device 10 via the shut-off device 8.
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Nimmt man dabei an, daß die Gesamtmenge der vom Druckerzeuger 14 geförderten Flüssigkeit 70% von der Quelle 15 kommendes Wasser mit einer Temperatur von 10 0C und 30% über das Absperrorgan 13 aus dem Autoklav 1 zugeführtes Kondenswasser mit einer Temperatur von etwa 100 0C enthält, dann ergibt sich nach dem Mischungsgesetz eine Temperatur von etwa 37 C für die über die Zerstäubereinrichtung 10 dem Autoklav zugeführte Flüssigkeit.If one assumes that the total amount of liquid conveyed by the pressure generator 14 is 70% water coming from the source 15 with a temperature of 10 ° C. and 30% condensation water with a temperature of about 100 ° C. supplied via the shut-off device 13 from the autoclave 1 contains, then according to the mixing law there is a temperature of about 37 ° C. for the liquid supplied to the autoclave via the atomizing device 10.
Die Behälter werden also bei einer Wandungstemperatur von 105 0C von zerstäubtem Wasser mit einer Temperatur von 37 G beaufschlagt, es besteht also ein Temperaturunterschied von 105 - 37 gleich 68 0C.With a wall temperature of 105 ° C., atomized water with a temperature of 37 G acts on the containers, so there is a temperature difference of 105 - 37 equal to 68 ° C.
Ohne die Anordnung für die Rückführung des Kondenswasser betrüge der Temperaturunterschied jedoch 105 - 10 0C, also 95 G, und ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt betrüge er 120 - 10 0G, also 110 0G.However, without the provision for the recirculation of the condensation water, the temperature difference fraudulent 105-10 0 C, that is 95 G, and without the inventive device as a whole it fraudulent 120-10 0 G, so 110 0 G.
Der bei einem Temperaturunterschied von 110 0C auftretende Wärmeschock, welcher leicht zu einem Platzen der Behälter führen kann, ist also durch Verringerung des Temperaturunterschieds zwischen den Behälterwandungen und dem Wasser auf 68 0C beträchtlich abgeschwächt.The thermal shock that occurs at a temperature difference of 110 ° C., which can easily lead to the container bursting, is thus considerably weakened by reducing the temperature difference between the container walls and the water to 68 ° C.
Das Ablaßventil 12 ist vorzugsweise mit einem elektrischen Pegelgeber verbunden und über diesen derart betätigbar, daß das Gemisch aus kaltem Wasser und Kondenswasser im unteren Teil des Autoklavs schrittweise abgelassen wird, um die Standhöhe des Wassers im Autoklav vorzugsweise konstant zu halten.The drain valve 12 is preferably connected to an electrical level transmitter and can be actuated via this in such a way that the mixture of cold water and condensed water in the lower part of the autoclave is gradually drained to the level of the water in the autoclave should preferably be kept constant.
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In einer Zeit, welche um so kurzer ist, je höher die Förderleistung des Druckerzeugers 14 ist, kühlt sich das über das Absperrorgan 13 zufließende Umlaufwasser stetig auf eine Temperatur im Bereich von etwa 10 0C ab.In a time which is shorter, the higher the delivery rate of the pressure generator 14, the circulating water flowing in via the shut-off element 13 cools down steadily to a temperature in the range of approximately 10 ° C.
Dank der Tatsache, daß die Menge des die Behälter im Innenmantel 3 bereiselnden Wassers größer ist als die Abgabemenge der Quelle 15 erzielt man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung neben den vorstehend angeführten Vorteilen eine gleichmäßigere Temperaturverteilung zwischen den aufeinander folgenden Lagen der Behälter im Innenmantel.Thanks to the fact that the amount of water circulating in the container in the inner jacket 3 is greater than the amount dispensed the source 15 is achieved with the device according to the invention in addition to the advantages listed above a more uniform temperature distribution between the successive layers of the container in the inner jacket.
Während des Abkühlens durch Berieselung kann der Ventilator für eine gewisse Zeit in Betrieb gesetzt werden, um die zunächst noch warme Atmosphäre im Autoklav zu durchwirbeln und damit den Wärmeschock zu verringern. Je nach den an den Betrieb der Vorrichtung gestellten Anforderungen kann der Ventilator dann in einer Zeitspanne zwischen 30 see und 3 min nach Begin der Kühlung stillgesetzt werden.During the cooling down by sprinkling, the fan can be put into operation for a certain time in order to swirl through the initially still warm atmosphere in the autoclave and thus to reduce the thermal shock. Depending on the The fan can then operate the device in a period of time between 30 seconds and 3 minutes be shut down after the start of cooling.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten dadurch, daß eine unabhängige Quelle 19 für eine kalte Flüssigkeit, insbesondere Wasser, über ein Ventil 20 eine im Autoklav angeordnete Zerstäubereinrichtung 21 direkt speist.The device shown in Fig. 2 differs from that shown in Fig. 1 in that an independent Source 19 for a cold liquid, in particular water, via a valve 20 to an atomizing device arranged in the autoclave 21 feeds directly.
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung entspricht der vorstehend anhand von Fig. 1 erläuterten, soweit es das Absenken der Temperatur bei im wesentlichen konstantem Druck betrifft.The mode of operation of the device shown in FIG. 2 corresponds to that explained above with reference to FIG. 1, insofar as it concerns lowering the temperature at substantially constant pressure.
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Für die Abkühlung durch Zerstäuben des Wassers wird der Druckerzeuger 14 in Gang gesetzt und die Ventile 8 und 20 werden geöffnet. Der Druckerzeuger setzt das sich am Boden des Autoklavs sammelnde Wasser in Umlauf und führt es dem Autoklav über das Ventil 8 und die Zerstäubereinrichtung wieder zu, während das von der Quelle 19 über das Ventil und die Zerstäubereinrichtung 21 zugeführte kalte Wasser ein stetiges Absinken der Temperatur des Umlaufwassers bewirkt. Überschüssiges Wasser wird über das Ablaßventil abgelassen, so daß im Autoklav eine im wesentlichen konstante Standhöhe aufrechterhalten wird.The pressure generator 14 and the valves 8 and 20 are set in motion for cooling by atomizing the water are opened. The pressure generator circulates the water that has collected at the bottom of the autoclave and directs it to it The autoclave is closed again via the valve 8 and the atomizing device, while that from the source 19 via the valve and cold water supplied to the atomizing device 21 results in a steady decrease in the temperature of the circulating water causes. Excess water is drained off via the drain valve, so that an essentially constant water temperature in the autoclave Stand height is maintained.
Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten dadurch, daß die unabhängige Quelle 19 für kalte Flüssigkeit über ein Ventil 22 an der Zuströmseite des Druckerzeugers 14· an der vom Boden des Autoklavs ausgehenden Eondens- oder Umlaufwasserleitung angeschlossen ist.The device shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that the independent source 19 of cold liquid via a valve 22 on the Inflow side of the pressure generator 14 · on the Eondens or circulating water line starting from the bottom of the autoclave connected.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die gleiche wie die der Vorrichtung nach Fig. 2 mit dem zusätzlichen Vorteil, daß der umlaufenden Kühlflüssigkeit bestimmte Mengen kalten Wassers zugesetzt werden können, um die im Autoklav umlaufende Flüssigkeit schneller abzukühlen und damit das Abkühlen der Behälter zu beschleunigen. Dies geschieht durch öffnen des Ventils 22.The mode of operation of this device is the same as that of the device according to FIG. 2 with the additional advantage that the circulating cooling liquid certain amounts of cold water can be added to the in the autoclave to cool the circulating liquid faster and thus to accelerate the cooling of the container. this happens by opening valve 22.
Das Ventil 22 ist vorzugsweise mit einer Regeleinrichtung, beispielsweise einer Zeitsteuerung, versehen und kann nach dem Ingangsetzen des Druckerzeugers 14 gleichzeitig mit denThe valve 22 is preferably provided with a control device, for example a time control, and can according to the start of the pressure generator 14 simultaneously with the
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Ventilen 8 und 20 oder auch eine beliebig vorbestimmbare Zeit nach dem Ingangsetzen der Druckerzeugers geöffnet werden.Valves 8 and 20 or any predetermined one Time after the pressure generator has been started.
Die in Fig. 4-, 5 und- 6 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheiden sich von den in Fig. 1 bzw. 2 bzw. 3 gezeigten Ausführungsformen durch das Vorhandensein einer den Innenmantel 3 mit den darin befindlichen Behältern umschlingenden Kühlschlange 11' mit einer Ausmündung zunächst dem Boden des Autoklavs 1. Die Kühlschlange 11f ist am Absperrorgan 9 angeschlossen und ersetzt das in den Ausführungen nach Fig. 1, 2 und 3 vorhandene Zerstäuberrohr 11.The embodiments of the device according to the invention shown in FIGS. 4, 5 and 6 differ from the embodiments shown in FIGS The outlet initially opens at the bottom of the autoclave 1. The cooling coil 11 f is connected to the shut-off device 9 and replaces the atomizer tube 11 present in the embodiments according to FIGS. 1, 2 and 3.
Die Wirkungsweise der Vorrichtungen nach Fig. 4- bis 6 ist ähnlich der der Vorrichtungen nach Fig. 1, 2 und 3j mit dem Unterschied, daß beim durch den Thermostaten 17 gesteuerten Öffnen des Absperrorgans 9 kein V/asser ohne Berührung mit den Behältern im Autoklav zerstäubt wird, sondern daß das Wasser die Kühlschlange 11' durchströmt und dabei deren Wandung abkühlt, so daß sich der im Autoklav vorhandene Dampf daran niederschlägt. Dazu wird der Dampf im Autoklav durch Ingangsetzen des Ventilators 5 in Bewegung gehalten.The operation of the devices according to FIGS. 4-6 is similar to that of the devices of FIGS. 1, 2 and 3j with the The difference is that when the shut-off device 9 is opened, controlled by the thermostat 17, no water without contact with the containers in the autoclave is atomized, but that the water flows through the cooling coil 11 'and thereby their Wall cools so that the steam present in the autoclave is deposited on it. To do this, the steam is in the autoclave kept in motion by starting the fan 5.
In einer Abwandlung-1-;:, der Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 kann das Zerstäuberrohr 21 weggelassen werden und das Ventil 20 an der Abströmseite des Absperrorgans 9 mit der Kühlschlange 11' verbunden sein. Diese Ausführung ist jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt.In a Abwandlung- 1 -;:, of the embodiments of Figures 5 and 6, the sparge tube 21 may be omitted, and connected 20 at the downstream side of the shut-off device 9 with the cooling coil 11 'the valve.. However, this design is not shown in the drawing.
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Es ist ferner möglich, eines der Ventile 20 oder 9 wegzulassen und das verbleibende Ventil an der Quelle 19 für
kalte Flüssigkeit einerseits und an der Schlange 11' andererseits
anzuschließen, so daß es die Funktion beider Ventile bzw. Absperrorgane übernehmen kann.It is also possible to omit one of the valves 20 or 9 and the remaining valve on the source 19 for
to connect cold liquid on the one hand and to the coil 11 'on the other hand, so that it can take over the function of both valves or shut-off devices.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sondern erstreckt sich auf die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen derselben.The invention is not limited to the embodiments described, but extends to the most varied Changes and modifications to the same.
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