DE2540529B2

DE2540529B2 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung des Inhalts von flachen Behältern

Info

Publication number: DE2540529B2
Application number: DE2540529A
Authority: DE
Inventors: Tom San Jose Mansfield; Samuel Alfred San Jose Mencacci; Jurgen Heinz Mountain View Strasser
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2540529C3; JPS5157867A; DE2540529A1; FR2290249B1; JPS5243910B2; US4003302A; FR2290249A1; GB1473611A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung des Inhalts von flachen, in Abstand voneinander, parallel zueinander angeordneten Behältern in einem Wärmebehandlungsraum eines Kessels mittels eines die Behälter beidseitig umströmenden Wärmebehandlungsmittels.

Eine Vorrichtung solcher Art ist aus der DE-OS 40 336 bekannt. Diese Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß von der Wärmebehandlungsflüssigkeil nicht auf jeden Behälter die gleiche Wärmemenge überragen wird. Die DE-OS umfaßt im wesentlichen

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sind, wird auf die außen angeordneten Behälter wesentlich mehr Wärmemenge übertragen, als auf die innen angeordneten Behälter. Daher ist diese Vorriehtung ebenfalls nicht dazu geeignet auf mehrere Behälter jeweils die gleiche Wärmemenge zu übertragen und eine dementsprechend gleichmäßige Wärmebehandlung sicherzustellen.
Aus der US-PS 37 44402 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der im Innenraum eines Kessels mittels Körben Behälter untergebracht werden. Zwar ist bei dieser Vorrichtung ein Rohrsystem vorgesehen, um die Wärmebehandlungsflüssigkeit über der Längsachse des

Kessels gleichmäßig zu verteilen, jedoch kann auch hier nicht sichergestellt werden, daß die im Inneren angeordneten Behälter mit der gleichen Wärmemenge wie weiter außen angeordnete Behälter beaufschlagt werden. Diese Vorrichtung ist daher ebenfalls nicht zur gleichmäßigen Behandlung von Behältern geeignet.

Auch die US-PS 37 76 257 beschreibt einen Kessel, in dessen Innenraum Behälter zur Wärmebehandlung angeordnet wurden. Hier wird das Wärmebehandlungsmittel jedoch über ein und dieselbe Leitung zu- und abgeführt. Eine gleichmäßige Wärmebehandlung jedes Behälters kann daher auf keinen Fall sichergestellt werden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der ΕγΓϊ; .—-j eine Vorrichtung anzugeben, die auf fcehcJier _Jk -veils die gleiche Wärmemenge überträgt und eine cicinentsprechende gleichmäßige Wärmebehandlung der Behälter sichert

Zur Lösung dieser AufgaK ist d^;e Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Behäi'. - in wenigstens einem in dem Kessel gehalterten Tunnel mit parallel und/oder rechtwinklig zu den Flachseiten der Behälter verlaufenden geschlossenen Wänden, der parallel u. diesen Wänden von dem Wärmebehandhingsmittel durchströmt ist, angeordnet sind.

Hierdurch wird die Aufgabe getost, weil die Wärmebehandlungsflüssigkeit durch Tunnel so geführt wird, daß sie die flachen Seiten jedes Behälters gleichmäßig und mit gleicher Geschwindigkeit umströmt, so daß auf jeden Behälter die gleiche Wärmemenge übertragen wird. Dies hat den Vorteil, daß mit dieser Vorrichtung auch Gerichte gekocht werden können, bei denen die Kochzeit genau begrenzt sein muß, da jeder Behälter gleichmäßig behandelt wird. Die Unteransprüche beschreiben besondere Ausbildungsformen der Tunnel für verschiedenartige Behälterformen und geben Ausführungsformen an, bei denen die Behälter während der Wärmebehandlung gedreht werden können und dabei von dem Wärmebehandlungsn.ittel parallel zu ihren flachen Wänden umströmt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß verschieden ausgebildete Behälter verwendet werden können und daß während der Wärmebehandiung der Inhalt von Behältern durch Drehen der Behälter gerührt werden kann, was beim Kochen mancher Gerichte eine Notwendigkeit ist

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 ist ein schematischer, senkrechter Schnitt einer ersten Ausführungsform s'.ast erfindungsgernäßen Behandlungsvorrichtung mit einem über dieser angeordneten Heißwassertank;

Fig.2 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig.! und veranschaulicht

einen ι UIIIiCi £u; Pleuel uiig uca riuasiguciiaaii unica, uci teilweise durch Seitenwände ineinandergreifender Trägertabletts gebildet wird, die gefüllte Behälter aufnehmen;

F i g. 3 ist eine vergrößerte, perspektivische Darstellung zweier Trägertabletts mit Behältern gem. F ί g. 2;

F i g. 4 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Leitungen und Steuerorgane zum Einleiten von Dampf, Luft und Wasser in die Vorrichtungen gem. Fig.l;

Fig.5 ist ein schcmatisches Betriebsdiagramm der Vorrichtung gem. Fig. 1 in senk;echtem Längsschnitt und veranschaulicht die Richtung der Umwälzung des flüssigen Wärmebehandlungsmediums durch die Vor richtung;

Fig.6 ist eine schematische Betriebsdarstellung ähnlich F i g. 5, jedoch in waagerechtem Schnitt;
Fig.7 ist eine schematische Betriebsdarstellung ähnlich F i g. 5, jedoch im Querschnitt, und veranschaulicht den Tunnel mit den in diesem befindlichen Behältern;

Fig.8 ist ein senkrechter Mittelschnitt zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem inneren Flüssigkeitsumwälzsystem;

Fig.9 zeigt einen senkrechten Querschnitt entlang der Linie 9-9 in F i g. 8;

Fig. 10 ist ein schematischer Mittelschnitt einer Vorrichtung ähnlich Fig.l, zeigt jedoch eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die Umwälztunnel in Querrichtung der Vorsichtung erstrekken;

F i g. 11 ist ein vergrößerter Que.-schnitt entlang der Linie 11-11 in F ig. 10;

Fig. 12 ist ein schematischer Mittelsohnitt einer Vorrichtung ähnlich F i g. 1, veranschaulicht jedoch eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei der Wagen vorgesehen sind, die miteinander verbundene, angetriebene Trommeln zum Umrühren des Inhalts der Behälter tragen;

Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der Linie 13-13 in Fig. 12;

Fig. 14 ist eine Betriebsdarstellung in -vaagerechtem Mittelschnitt und veranschaulicht die Strömungsform des flüssigen Wärmebehandlungsmediims in der Vorrichtung gem. F i g. 12:

Fig. 15 ist eine Betnebsdarstellung im Querschnitt entlang der Linie 15-15 ir. F i g. 14;

Fig. 16 ist eine perspektivische Darstellung des Systems zum Einführen und Austragen von Behältern aus den Trommeln der in Fig. 12 gezeigten Vorrichtung, wobei ein Wagen in eine senkrechte js^;tion gekippt gezeigt ist;

" i g. 17 ist ein vergrößerter Mittelschnitt entlang der Linie 17-17 in Fig. 16 und veranschaulicht einen der Einsätze der Rührtrommel gem. Fig. 16 nach dem Kippen zusammen mit den Behältern;
Fig. iS ist eine Expiosionsdarsteiiung des Einsatzes gem. F i g. 17 mit Deckel;

F i g. 19 ist ein senkrechter Mittelschnitt des Antriebsendes einer fünften Ausführungsform der Erfindung und veranschaulicht einen weiteren Typ einer Rührvorrichtung zum Drehen von die Behälter tragenden Trägertabletts und zum Rühren und Begießen von NahrungsmittelproduKten in den Behältern;

F i g. 2C ist ein Querschnitt entlang der Linie 20-20 in Fig. 19·

Fig.21 ist ein vergrößerter, waagerechter Schnitt entlang den Linien 2i-2i in F i g. 2ü und veTanscnaniichr einen Teil der Vorrichtung zum Halten der Trägertabletts in der sich drehenden Trommel;

Fig.22 ist eh. vergrößerter Schnitt durch einen Bereich der die Behälter aufnehmenden Trägertabletts für die Vorrichtung gem. F i g. 19.

Der Druckkocher 30 (Fig. 1 bis 7) gem. der ersten Ausführungsiorm der Erfindung umfaßt eben Druckkessel 32, der durch ein zylindrisches Gehäuse 34 begrenzt wird, dessen eines Ende durch einen vorderen, stirnseitigen Verschluß 36 und dessen anderes Ende durch eine Tür 38 abgedichtet wird. Ein oder mehrere Wagen 40, die mit flachen Behältern C gefüllt sind

(F ί g. 3), werden auf Schienen 42 in den Druckkessel 32 hinein oder aus diesem herausgefahren. Dia Behälter werden gekocht bzw. sterilisiert und anschließend durch flüssige Wärmebehandlungsmittel unter Überatmosphärendruck gekühlt, wenn die Tür 38 geschlossen ist Wasser ist das bevorzugte Wärmebehandlungsmittel, und in der folgenden Beschreibung soll auf Wasser Bezug genommen werden, obwohl andere Flüssigkeiten verwendet werden können.

Wie am besten aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt '" jede' der Wagen einen Rahmen 44 mit Rädern 46. die an dem Rahmen gelagert sind und auf den Schienen 42 laufen. Jeder Wagen ist weiterhin mit einer aufragenden Schubstange 47 in Form eines umgekehrten U verschen und umfaßt einen geschlossenen Boden 48. der eine '5 Anzahl von ineinandergreifenden Trägertabletts 50 zur Aufnahme der Behälter trägt. Jedes Trägertablett 50 (F ι g. 3) umfaßt einen perforierten Boden 52. zwei perforierte Stirnwände 54 und zwei im wesentlichen parallele, nicht perforierte Seitenwände 56. Die Behälter C sind vorzugsweise dünnwandige, im wesentlichen flache Kissen CP. Feriigmahlzeit-Tabletts CToder dgL Die Behälter C haben vorzugsweise Aluminium- oder Schichtaluminiumwände mit hoher Wärmedurchgangsgeschwindigkeit und sie liegen auf den zugehörigen Trägertabletts 50, während ihre flachen Wände auf dem Boden 52 des Trägertabletts abgestützt werden. Die Behälter werden in ihrer Position gegenüber einem Aufschwimmen auf jedem Trägertablett 50 durch eine perforierte Niederhalteplatte 58 aus Streckmetall od. dgL festgehalten. Die NiederhaJteplatte ihrerseits wird durch die Seitenwände 56 des nächst höheren Trägertabletts 50 festgehalten. Eine nicht perforierte Deckplatte 62 liegt auf dem höchsten Trägertablett. Der nicht perforierte Boden 48. die ineinandergreifenden Seitenwände 56 der ^Trägertabletts und die Deckplatte 82 bilden miteinander einen fortschreitenden Tunnel 66 (F i g. 5 bis 7} zur Führung der sich bewegenden Flüssigkeit entlang der Behälter C in Richtung parallel zu den im wesentlichen flachen Seitenwänden der -»o Behälter.

F i g. 1 und 4 veranschaulichen schematisch ein Wasser-Dampf- und Luft-Umwälzsystem 80 zum Kochen und anschließenden Kühlen der flachen Behälter C Nachdem der Druckkessel 32 mit einem « oder mehreren Wagen mit Trägertabletts, die flache Behälter aufnehmen, gefüllt worden ist und die Tür 38 geschlossen und abgedichtet worden ist wird in den Druckkessel 32 durch Luftleitungen 82 und 84 mit Ven'ilen 86 und 88 und einem Druckregler 90 Druckluft eingeleitet Der Drr-k in dem Druckkessel wird auf etwa 1,41 atü gebracht bevor heißes Wasser mit etwa 121"C in den Druckkessel von einem Heißwassertank 92 eingeleitet wird, wobei sichergestellt wird, daß der Druck innerhalb des Behälters nicht den Druck überschreitet der bei Einwirkung auf die äußeren Oberflächen der Behälter die Behälter zerreißen würde. Während dieser Druckkessel-Füllzeit die als Vorbereitungszeit betrachtet werden kann und etwa 5 Min. einnimmt fließt heißes Wasser von dem Heißwassertank 92 durch eine Leitung 94, die ein Ventil 96 aufweist in den Druckkessel 32 und füllt den Druckkessel mit Wasser bis auf eine Höhe oberhalb der Oberseite des Tunnels 66. Während der Vorbereitungszeit erhöht die Wärme des heißen Wassers die Temperatur der Behälter, der Wagen und der Wände des Druckkessels 32 auf eine Temperatur in der Nähe der Behandlungstemperatur. Ein Ventil 98 in einer DnickausgJeichsIei- tung 100 ist während der Vorbereitungszeit offen und gleicht den Druck in dem Druckkessel 32 und dem Heißwassertank 92 aus. Das Ventil 98, der Dmckausgleichsleitung und das Ventil 96 des Heißwassertanks werden sodann geschlossen, und eine Pumpe 102 wird eingeschaltet und zieht Wasser durch eine Saugleitung 104 aus dem Druckkessel 32 an einem Punkt außerhalb des Tunnels 66 ab. Die Pumpe 102 leitet das Wasser durch eine Hochdruckleitung 106 und offene Ventile 108 in das Einlaßende des Behandlungs-Tunnels 66 ein. so daß es drrch den Tunnel in der in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichneten Richtung hindurchströmt Während des Kochens bzw. Sterilisieren der Behälter pibt das Wasser natürlich Wärme an die Behälter Cab. so daß es rückerhitzt werden muß. Um das heiße Wasser auf der gewünschten Behandlungstemperatur zu halten und doch zu verhindern, daß einzelne Behälter überhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, wird in den Druckkessel 32 durch perforiert« Dampfrohre 112 Dampf eingeleitet Die Dampfrohre sind außerhalb des Tunnels 66 angeordnet wie am besten aus Fig.6 und 7 hervorgeht Der Dampf gelangt in die perforierten Dampfrohre 112 aus einer nicht gezeigten Dampfquelle über eine Leitung 114 (Fig.4), die Dampfventile 116 und einen Temperaturregler 118 einschließt Oberströmendes Wasser wird aus dem Druckkessel 32 durch eine Leitung 120 entfernt die Ventile 122 und einen Druckreglc 124 aufweist

Nach Beendigung des Kz "-.zyHus wird das Ventil 108 geschlossen und das heiße Wasser wird aus dem Druckkessel 32 in den Heißwassertank 92 durch eine Leitung 126 gepumpt die ein Ventil 128 aufweist Während dieser Zeit ist das Druckausgleichs-Ventil 98 offen und Luft von etwa 1,4 at wird in den Heißwassertank 92 und den Druckkessel 32 eingebracht damit ein Platzen der heißen Behälter verhindert wird.

Nachdem im wesentlichen das gesamte heiße Wasser von dem Druckkessel 32 in den Heißwassertank 92 überführt worden ist wird das Ventil 128 geschlossen, und Kühlwasser gelangt in den Druckkessel 32 durch eine Leitung 130 und ein offenes Ventil 132. Nachdem der Druckkessel mit Kühlwasser gefüllt worden ist wälzt die Pumpe 102 das Wasser durch den Tunnel 66 um und kühlt die Behälter. Während dieser Zeit kann ein Teil des Kühlmittels von dem Druckkessel durch eine Ablaßleitung 134 und ein offenes Ventil 136 abgelassen werden und zusätzliches kaltes Wasser kann durch die Leitung 130 gewünschtenfalls zugefügt werden. Während des Kühlens wird der Luftdruck über die Luftleitung 82 nach und nach abgesenkt bis die Behälter ausreichend abgekühlt sind, daß der Druckkessel a-'sf Atmosphärendruck gebracht werden kann. Das gesamte Wasser wird sodann von dem Druckkessel 32 durch die Ablaßleitung 134 abgelassen, die Tür 38 wird geöffnet und die Wagen mit den behandelten Behältern werden aus dem Druckkessel entfernt

Das in dem Heißwassertank 92 gespeicherte Wasser wird auf etwa 121⁰C durch Dampf erhitzt der in den Heißwassertank 92 durch eine Leitung 150, Ventile 152, einen Temperaturregler 154 und ein perforiertes Dampfrohr 156 eingeleitet wird. Der Heißwassertank 92 ist weiterhin mit einer Hochdruck-Luftleitung 158 versehen, die ein Ventil 160 einschließt und es ist ein Auslaß 162 mit einem Ventil 164 vorgesehen. Aufbereitungswasser wird in den Heißwassertank 92 durch eine Leitung 166 mit einem Ventil 168 eingebracht und der Heißwassertank 92 kann durch eine mit Ventil versehene Leitung 169 abgelassen werden.

Wie oben erwähnt wurde, sind die im wesentlichen flachen Behälter C, die durch den erfindungsgemäßen Druckkocher 30 behandelt werden, dünnwandige Behälter wie Aluminium-Taschen oder Tabletts, die einen schnellen Wärmedurchgang aufweisen. Erfindungsgemäß wird die Behandlungszeit dadurch reduziert, daß Oe Behälter derart angeordnet werden, daß die Wäi-fliebehandiungsflussigkeit parallel zu und entlang beiden flachen Seiten jedes Behälters strömt, so daß ein großer, flachet' Bereich jedes Behälters der Wärmebehandlungsflüssigkeil ausgesetzt wird, die an den Behältern entlangströmt, ohne daß Hohlräume auf der stromabwärtigen Seite der Behälter erzeugt werden, wie es der Fall wäre, wenn die Strömung senkrecht zu den flachen Seiten der Behälter verlaufen würde. Zur Begrenzung der Temperaturänderung der Heizflüssigkeit in dem Tunnel auf etwa 5/9° C (1° Fahrenheit) zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Tunnels ist bestimmt worden, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Heizfluids durch den Tunnel derart gewählt werden sollte, daß die erhitzte Flüssigkeit, die in den Tunnel eintritt den Tunnel in etwa 30 Sekunden verläßt Wenn daher der Tunnel 66 1,8 m lang ist, sollte die Wärmebehandlungsflüssigkeit mit etwa 3,6 m/Min. strömen, und wenn der Tunnel 3,6 m lang ist sollte die Behandlungsflüssigkeit eine Geschwindigkeit von etwa 72 m/Min, zur Erzielung bester Ergebnisse haben. Wenn zwei oder mehrere Wagen mit den Endseiten aneinandergesetzt sind, wie es in F i g. 1 gezeigt ist wird als Tu» lellänge der Abstand zwischen dem Einlaßende des ersten Wagens und dem Austrittsende des letzten Wagens verstandea

Eine zweite Ausführungsform 30a des erfindungsgemäßen Dnickkochers ist in F i g. 8 und 9 dargestellt und mit der ersten Ausführungsform 30 identisch, ausgenommen das System zum Umwälzen des Wassers durch den Tunnel 66a. der in dem Druckkessel 32a vorgesehen ist

Wie schematisch in Fig.8 angedeutet ist wird das Wasser durch eine Schraube 174 umgewälzt die auf einer Welle 176 engebracht is«, die in einem Lager 178 und einer Stopfbuchse 180 gelagert ist die in dem End-Verschluß 36a des Druckkessels 32a angeordnet ist Die Welle 176 wird durch einen Motor 182 und einen Kettentrieb 184 angetrieben, so daß das Wasser mit angemessener Geschwindigkeit in Richtung der in F i g. 8 gezeigten Pfeile umgewälzt wird. Wie am besten aus Fig.9 hervorgeht ist ein Ring 186 an der zylindrischen Wand des Gehäuses 34a des Druckkessels durch radiale Stege 188 befestigt Der Ring dient dazu, die heiße Behandlungsfiüssigkeit die durch die Schraube in den Tunnel 66a vorwärts gepumpt wird, zu führen, während die rückerhitzte Flüssigkeit außerhalb des Tunnels durch Öffnungen im rückwärtigen Bereich des Ringes aufgenommen wird

Eine dritte Ausführungsfonn 306 des erfindungsgemäßen Druckkochers ist in Fig. 10 und 11 dargestellt und stimmt im wesentlichen mit der ersten Ausführungsform 30 überein, ausgenommen, daß die festen Seitenwände 566 der Trägertabletts 506 jedes Wagens 406 in Querrichtung, und nicht in Längsrichtung des Druckkessels 326 angeordnet sind. Auf diese Weise begrenzen die Trägertabletts 506 auf jedem Wagen und mit diesem zusammenwirkende, quergerichtete Prallplatten 200 eigene, quergerichtete Behandlungs-Abschnitte 201.

Die Prallplatten 200 weisen jeweils eine etwa rechtwinklige öffnung 202 auf, die es gestattet, mehrere mit kurzen Handgriffen versehene Wagen 406 in dem Druckkessel 326 unterzubringen, wie in Fi g. 10 gezeigt ist. Zusätzlich zu den Prallplatten 200 sind längsgerichtete, obere Prallplatten 204 (Fig. 11) und untere S Prallplatten 206 in jedem Behandlungsabschnitt 201 vorgesehen, die dazu beitragen, die unter relativ hohem Druck stehende Wärmebehandlungsflüssigkeit in den zugeordneten Tunnel 666 in jedem quergerichteten Behandlungsabschnitl201 zu richten.

ίο Die Wärmebehandlungsflüssigkeit wird durch eine Pumpe 1026 umgewälzt die die Flüssigkeit von jedem Behandlungsabschnitt 201 des Druckkessels 326 unterhalb jedes Wagens 406 durch getrennte Saugrohre 208 und ein Hauptsaugrohr 210 ausnimmt Die Pumpe 1026

is leitet die unter sehr relativ hohem Druck stehende Flüssigkeit durch ein Hauptzufuhrrohr 212 und durch einzelne Rohre 214. von Serien in F i g. 11 nur eins gezeigt ist in jeden Behandlungsabschnitt 201. Weiterhin ist jeder Eehandlungsabschnitt 201 mit einer eigenen, mit Ventil versehenen Leitung 946 zur Aufnahme von heißer Flüssigkeit aus einem nicht gezeigten Speichertank ausgerüstet der ähnlich wie der Heißwassertank 92 der ersten Ausführungsform 30 der Erfindung ist In anderer Hinsicht ist das Umwälzsystem 806 für Wasser. Dampf und Luft der dritten Ausführungsform 30d des Druckkochers im wesentlichen ebenso ausgebildet wie das System der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die drei oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckkochers stellen verschiedene Formen eines Druckkochersystems ohne Rührwerk dar. Wenn die flachen Behälter Cdick sind und beispielsweise 3,2 cm in der Dicke überschreiten, oder wenn die Behälter ganz oder teilweise mit einem Produkt wie Fleisch gefüllt sind, das begossen werden sollte, hat es sich gezeigt daß derartige Behälter zur Erzielung bester Ergebnisse während des Kochens umgerührt werden sollten.

Fig. 12 bis 18 veranschaulichen eine vierte Ausfüh-

rungsform der Erfindung in Form eines Rühr-Druckkochers 30c; der ein System zum Einführen von Behältern C und Austragen von Behältern C aus perforierten Einsätzen 220 (Fig. 16 bis 18) umfaßt die in einer oder mehreren Trommeln 222 ausgebildet sind, die drehbar

« an aufragenden Armen 224 der zugeordneten Wagen 40c gelagert sind. Diejenigen Teile der vierten Ausführungsfonn 30c des Dnickkochers, die mit denjenigen der ersten Ausführungsform der Erfindung übereinstimmen, werden nicht im einzelnen beschrie ben, jedoch mit denselben Bezugsziffern unter Hinzufü- gunfc de? Buchstabens chezeichnet

Wie schematisch in Fig. 12 gezeigt ist, befinden sich zwei Wagen 40c in ihrer normalen, waagerechten Position innerhalb des Druckkessels 32c; während die

TürSecgeschlossenist

Jeder Wagen 40c trägt eine Trommel 222, und jede Trommel 222 umfaßt eine äußere, zylindrische Wand 228 (Fig. 12, 16 und 17) und eine innere zylindrische Wand 230. Beide Wände sind insgesamt perforiert und ermöglichen es, daß die Wärmebehandlungsflüssigkeit durch die Wände hindurchströmt, wie durch die Pfeile in F i g. 12 angegeben ist Die zylindrischen Wände 228 und 230 sind ar« einer Welle 232 durch ringförmige Stirnwände 234 und 236 befestigt, die Mittelöffnungen 238 (Fig. 16) aufweisen. Die Stirnwände sind mit der Welle 232 durch radiale Schenkel 240 verbunden, wobei die inneren und äußeren zylindrischen Wände 230 und 228 konzentrisch zu der Welle 232 liegen. Die

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Stirnwände 234 und 236 weisen eine Anzahl von in gleichen Abständen liegenden Öffnungen 242 auf, mit denen die zuvor erwähnten perforierten Einsätze 220 starr verbunden sind, wie am besten aus F i g. 17 hervorgeht

Obwohl in Her Zeichnung nicht alle Löcher in den zylindrischen Wänden 228 und 230 und in den zylindrisch&ß Wänden der Einsätze 220 gezeigt sind, lind diese Wände vollständig perforiert.

Wie in Fig, 16_f 17 und 18 angedeutet ist, werden die Behälter C von Hand in die Einsätze 220 gebrächt und aus diesen entnommen, wenn die normalerweise waagerechten Einsätze senkrecht stehen. Während des Beladens und Entladens wird jeder Wagen 40c entlang Schienen 260 über eine Grube 262 und auf einen Kippmechanismus 264 gebracht Der Kippmechanismus 264 ist nicht wesentlich für die Erfindung, wird jedoch für ein besseres Verständnis der Art der Einführung und Entnahme der Behälter C in Bezug auf die Einsätze erläutert.

Der Kippmechanismus 264 umfaßt Arme 268. die starr an Gabeln 270 befestigt sind und im rechten Winkel von diesen ausgehen und durch einen Träger 272 miteinander verbunden sind. Die Arme 268 sind nicht gezeigten Lagern gelagert und um eine Achse 274 aus einer normalen, waagerechten Position innerhalb der Grube 262 in die dargestellte, aufragende Position durch einen Hydraulikzylinder 276 schwenkbar. Wie in Fig. 16 angegeben ist erfassen die Arme 268 den normalerweise waagerechten Rahmen 44c des Wagens 40c, und der Träger 272 erfaßt einen der aufragenden Arme 224 des Wagens und stützt den Wagen ab, wenn er in die Belade- bzw. Entladeposition gem. Fig. 16 geschwenkt wird In der Belade- bzw. Entladeposition kann jeder Einsatz 220 leicht durch einen durch eine Bedienungsperson gesteuerten Hubkolben 280 vorgerückt werden, der eine Trägerplatte 282 für die Behälter an einer Kolbenstange 284 zum allmählichen Anheben in den Einsatz während des Entladens und zum allmählichen Absenken während des Beladens aufweist Wie Fig. 17 zeigt umfaßt jeder Einsatz 220 einen Stützring 286 für Behälter an seinem unteren Ende, der die Ecken des untersten Brhälters Cabstützt Normalerweise sind die Form und die Festigkeit des untersten Behälters so gewählt daß das untere Ende des Einsatzes 220 ausreichend geschlossen wird, um den Wasserstrom in im wesentlichen radialer Richtung in Bezug auf den Einsatz 220 steuern zu können. Wenn jedoch die Behälter zu flexibel oder zu idei.; für eine angemessene Steuerung des Wasserstroms sind, kann -irfindungsgemäß eine nicht gezeigte, nicht perforierte Scheibe oder dgL auf dem Ring 286 zum Verschließen des unteren Endes des Einsatzes vorgesehen sein. Distanzringe 288 (Fig. 17 und 18) und Behälter Cwerden anschließend alternativ in den Einsatz 220 mit Hilfe des Hubkolbens 280 abgesenkt bis der Einsatz vollständig beladen ist Ein Deckel 290, an dem Blattfedern 292 vorgesehen sind, die den obersten Distanzring 288 erfassen, wird sodann in den Einsatz 220 eingeführt Der Deckel 290 wird in seiner Position durch Ansätze 294 verriegelt die durch Verriegelungsschlitze 296 aufgenommen werden, die in der inneren Oberfläche des Einsatzes 220 ausgebildet sind.

Schraubenförmige Flügel 300 sind auf den äußeren Oberflächen jeder Trommel 222 befestigt und unterstützen die Umwälzung der Behandlungsflüssigkeit während der Behandlung, wie durch Pfeile in Fig. 12 angegeben ist Während der Behandlung sind die Trommeln 222 an einem Ende jeder Welle 232 durch nichtkreisförmige Hülsen 302 und ein eingreifendes, nicht kreisförmiges Antriebsglied 304 am anderen Ende jeder Welle miteinander verbunden. Die Trommeln 322 werden im Bereich von etwa 2 bis 5 Umdrehungen pro Minute durch einen Motor 306 angetrieben, der mit einer Antriebswelle 308 über einen Kettentrieb 310 verbunden ist Die Antriebswelle 308 ist drehbar gelagert und ragt durch den Endverschluß 36c des

ίο Druckkessels 32chervor. Die Antriebswelle 208 umfaßt ein nicht-kreisförmiges Antriebsglied 31?, das in Antriebsverbindung mit der angrenzenden Hülse 302 zum Antreiben der Trommeln steht

Aus Fig. 12 und 14 geht hervor, daß die Wärmebehandlungsflüssigkeit unter Druck axial in das Innere der perforierten, zylindrischen Wand 230 jeder Tromirel 222 gebracht wird und radial nach außen durch die innere Wand, radial durch jeden Einsatz 220 entlang der· flachen Seitenwänden der Behälter C und nach außen durch die perforierte, äußere zylindrische Wand 228 strömt Daher ist der Behandlungs-Tunnel 66c jeder Trommel durch die ringförmigen Stirnwände 234 und 236, die zuvor erwähnten äußeren Behälter in jedem Einsatz 220 oder die nicht gezeigte Einsatz-Verschlußscheibe und die die Einsätze verschließenden Deckel 290 begrenzt

Ein Umwälzsystem 80c für Wasser, Dampf und Luft ist in den F i g. 12 bis 15 nur zum Teil dargestellt jedoch stimmt es im wesentlichen mit dem Umwälzsystem 18 (Fig.4) der ersten Ausführungsform der Erfindung überein, so daß es nicht im einzelnen beschrieben werden muß. Es reicht aus, darauf hinzuweisen, daß die Pumpe 102c(Fig. 14 und 15) die Hochdruckflüssigkeit in den Druckkessel 32c durch die Leitung 106c einleitet Die unter relativ hohem Druck stehende Flüssigkeit wird in das Innere der inneren, perforierten, zylindrischen Wand 230 der angrenzenden Trommel 222 durch seine kegelstumpfförmige Prallplatte 318 eingebracht, die Umwälzöffnungen 319 aufweist Tunnelabschnitte in Form von Ringen 320 sind an den stromabwärtigen Armen 224 des zugehörigen Wagens 40r angebracht und weisen in ihren unteren Bereichen Schlitze zur Aufnahme der stromaufwärtigen Arme 224 des nächsten, stromabwärts angrenzenden Wagens 40c auf, wie in Fig. 12 gezeigt ist Der Ring 320 des letzten Wagens ist durch einen Deckel 234 verschlossen, so daß verhindert wird, daß die Wärmebehandlungsflüssigkeit dort hindurchströmt und sichergestellt wird, daß das Wasser radial durch den radialen Behandlungstunnel 66c fließt der in jeder Trommel 222 ausgebildet ist Die Flügel 300 tragen dazu bei, daß die Saugleitung 104c die Kochflüssigkeit entlang den perforierten Dampfrohren tl2c(Fig. 13) zur RücJcerhitzung während des Kochzyklus bewegt und anschließend zu der kegelstumpfförmigen Prallplatte 3i8 zur Umwälzung durch die radialen Tunnel 66cbringt

Eine fünfte Ausführungsform 30rfdes Druckkochers der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 19 bis 22 dargestellt Diese Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit der ersten Ausfuhrungsform überein, ausgenommen, daß die Wagen 4Oi/die Trägertabletts 50rffür die Behälter 50c auf drehbaren Rührtrommeln 342 tragen.

Da zahlreiche Teile des Druckkochers 30rf mit denjenigen der ersten Ausführungsfonn der Erfindung weitgehend übereinstimmen, sollen nur die Unterschiede im einzelnen erläutert werden und die Teile der fünften Ausführungsfonn des Druckkocheii, die mit

denjenigen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, sind mit denselben Bezugsziffern unter Hinzufügung des Buchstabens «/bezeichnet.

Jeder Wagen 40(/umfaßt aufragende Stützen 344 und M6, auf denen Stummelwellen 348 und 350 gelagert sind, Ein nicht-kreisförmiges Antriebsglied 352 ist an einem Ende der Stummelwelle 348 ausgebildet und steht in Antriebsverbindung mit einer Hülse 354, die an einem Ende der Stummelwelle 350 des nächst angrenzenden Wagens ausgebildet ist Eine ähnliche Hülse 354 auf der Stummelwelle 350 steht mit einem nicht gezeigten, nicht kreisförmigen Antriebsglied auf einer Antriebswelle 353 in Antrirbsverbindung, die in dem Endverschluß 36d gelagert ist Die Antriebswelle 353 und die Trommeln 342 werden mit etwa 2 bis j Umdrehungen pro Minute mit einem Motor M gedreht, der mit diesen durch einen Kettentrieb 355 verbunden ist. Vier radiale Schenkel 356 (Fig.20) sind starr mit dem anderen Ende der Stummelwelle 350 verbunden und mit einem senkrecht angeordneten, offenen, rechtwinkligen Endrahmen 358 der Trommel 342 versehen, der starr mit ihren äußeren Enden in Verb.ndung steht In ähnlicher Weise sind vier radiale Schenkel 360 (Fig. 19) mit der Stummelwelle 358 verbunden und mit einem anderen, senkrecht angeordneten, offenen rechtwinkligen Endrahmen 362 der Trommel 342 an ihren äußeren Enden starr verbunden. Eine nicht perforierte untere Wand 363 der Trommel 342 ist starr an den unteren Ecken der Endrahmen 358 und 362 befestigt und bildet eine Wand des Behandlungs-Tunnels 66c/ z!-r Abstützung einer Anzahl von rechtwinkligen Trägernbletts 50σ' mit den auf diesen liegenden Behältern C.

Wie in Fig.21 gezeigt ist, sind die senkrechten Bereiche der rechtwinkligen Endrahmen 358 und 362 Winkelglieder 364, und sie dienen dazu, die Ecken der Stape! der gefüllten Trägertabletts 5Od in gestapelter Lage in der Trommel 342 festzuhalten. Zum Festklemmen der Trägertabletts 5Od in der Trommel erstrecken sich Niederhaltestangen 366 und 368 (F i g. 19) quer über die Enden der Tabletts 5Od. Diese Niederhaltestangen sind an den Endrahmen 362 und 358 durch Flügelmuttern 370 befestigt Eine mittlere Niederhaltestange 372 erstreckt sich quer über die oberen T?bletts und ist zwischen die Trägertabletts und die untere Wand 363 der Trommel 342 durch längere Bolzen 374 und entsprechende Flügelmuttern 376 geklemmt

Obwohl die in der ersten Ausführungsform 30 der Erfindung beschriebenen Trägertablttts fih den Druckkocher 3Od verwendet werden können, ist in Fig.21 und 22 eine abgewandelte Ausführungsforni der Trägertabletts 5Od gezeigt. Jedes Trägertablett 5Od umfaßt ein paar in Längsrichtung verlaufender, nicht perforierter Seitenwände 380, perforierte, quergerichtete Stirnwände 382 und einen perforierten Boden 384. Eine Anzahl von großen öffnungen 386 ist in dem Boden ausgebildet und dient zur Aufnahme der Schalten 388 von zugehörigen Behältern, während die Decke und die Flansche 390 der Behälter durch die obere Oberfläche des Bodens 384 abgestützt werden (F i g. 22). Die Behälter C werden durch in Längsrichiung verlaufende Winkelstangen 392 (Fig.22) starr am unteren Bereich des Bodens 384 des jeweils höheren Trägertabletts festgehalten, und sie springen von diesem vor. Die Winkelstangen 392 erfassen längsgerichtete Streifen 394 an den Rändern von perforierten Niederhalteplatten 396, die auf den Deckeln der Behälter liegen, wie in Fig.22 gezeigt ist Eine nicht perforierte obere Wand 398 mit einem nach unten vorspringenden Distanzflansch 399 ist in das obere Trägertablett SOd in jedem Wagen 40t/durch die zuvor erwähnten Niederhaltestangen 366, 368 und 372 geklemmt (Fig. 19). Auf diese Weise bildrn die nicht perforierte obere Wand 398, die nicht perforierte untere Wand 363 der Trommel 342 und die nicht perforierten Seitenwände 380 der Trägertabletts gemeinsam eine» Behandlungstunnel 66c/in jedem Wagen.

Wie in Fig. 19 angegeben ist, leitet die Pumpe 102d des Umwälzsystems 80JfUr Wasser, Dampf und Luft die Wärmebehandlungsflüssigkeit durch die Leitung 106din den Druckkessel 32d. Die unter hohem Druck stehende Behandlungsflüssigkeit wird durch einen feststehenden R^!ig 400 in einen drehbaren Ring 402 mit größerem Durchmesser eingeführt der mit dem rechtwinkligen Endrahmen 358 der Trommel 342 verbunden ist Der untere Bereich des feststehenden Ringes 400 ist geschlitzt zur Aufnahme der Stütze 346 des letzten Wagens 4Cd Die Wärmebehandlungsflüssigkeit strömt sodann durch den zuvor beschriebenen Tunnel 66d in dem stromau'wärtigen Wagen 40c/ in eine Richtung parallel zu den flachen Wänden der Behälter, wie durch Pfeile in dem Tunnel in Fig. 19 angedeutet ist Sodann ytrömt die Wärmebehandlungsflüssigkeit durch einen drehbaren Ring 404 mit kleinem Durchmesser, der an dem rechtwinkligen Endrahmen 362 der äußeren Trommel 342 befestigt ist und in einen feststehenden Ring 406, der an der Stütze 344 der Trommel des äußeren oder stromaufwärtigen Wagens 4Od befestigt ist. Die Wärmebehandlungsfliissigkeit gelangt sodann in den drehbaren Ring 402 des nächsten, stromabwärts angrenzenden Wagens und wird in den Behandlungstunnel 66d dieses Wagens eingeleitet Der Strom setzt sich in der oben beschriebenen Weise für jeden Wagen nacheinander fort und wird gegebenenfalls abgegeben durch den feststehenden Ring 406 des letzten, behandelten Wagens. Die abgegebene Flüssigkeit wird sodann außen an dem Tunn M vorbeigeleitet Der Tunnel umfaßt den Tunnel-Abschnitt 66d aller Wagen und die Ringe zur Strömung der Steuerung zwischen den Wagen. Sodann wird bei einem Kochzyklus die abgegebene Behandlungsflüssigkeit rückerhitzt und wieder in den langgestreckten Behandlungstunne¹ 66d eingeleitet Das Umwälzsystem 80d für Weiser, Dampf und Luft und seine Betriebsweise sind bei der fünften Ausführungsform ebenso ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform, so daß sie nicht erneut erläutert werden müssen. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch insoweit von der ersten Ausführungsform, als der Motor M die Trommeln 342 mit 2 bis 5 U/min, dreht, so daß das Produkt in den Behältern C während der Wärmebehandlung gerührt und bearbeitet wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß das erfindungsgemäße Druckkochersystem einen Behandlungstunnel umfaßt durch den Wärmebehandlungsflüssigkeit hindurchströmt und in dem die dünnwandigen, im wesentlichen flachen Behälter mit ihren flachen Wänden im wesentlichen parallel zu der Strömungsrichtung der Flüssigkeit abgestützt werden. Das Druckkochersystem kann entweder ein Kochsystem ohne Rührvorgang sein, bei dem die Behälter während der Wärmebehandlung festliegen, oder ein Rührsystem, bei dem die Behälter während der Wärmebehandlung gedreht werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

25 40 52 j Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung des Inhalts von flachen, in Abstand voneinander, parallel zueinander angeordneten Behältern in einem Wärmebehandlungsraum eines Kessels mittels eines die Behälter beidseitig umströmenden Wärmebehandlungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (C) in wenigstens einem in dem Kessel (32) gehalterten Tunnel (66) mit parallel und/oder rechtwinklig zu den Flachseiten der Behälter (C) verlaufenden geschlossenen Wänden (43,56,62; 234,236, unterster Behälter Cin F i g. 17, 290,- 363, 380, 393), der parallel zu diesen Wänden von dem Wärmebehandlungsmittel durchströmt ist angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Behälter (C) zwischen parallel zu ihren Flachseiten verlaufenden perforierten Platten oder Gutem (52,58,384,396) liegen.

3. Vorrichu'ng nach einem der vorhergehen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sich über die Enden des Tunnels (66) perforierte Platten oder Gitter (54,228,230,382) erstrecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß mittels der perforierten Platten (52) und an diesen befestigten, nicht perforierten Seitenwänden (56) stapelbare Tabletts (50) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet de ·* die Behälter (C) in Öffnungen (386) der perforierten Platten (52) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß aufeinandergestapelte Tabletts (50) durch Haltemittel (358,362, J&*, 366) zusammengehalten, an denen über Schenkel (356,360) Stummelwellen (350,348) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Tunnel (66c) in der Form eines Hohizylinders ausgebildet ist dessen Stirnflächen (234, 236) die Tunnelwände bilden und daß auf der äußeren Mantelwand (228) des Hohlzylinders schraubenförmige Flügel (300) zur Unterstützung des Transports des Wärmebehand- >Ungaiiiitt6i5 SngcurHCiit aiilu.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Stirnflächen (234, 236) Öffnungen zur Aufnahme von Einsätzen (220) aufweisen, in denen die Behälter fQ angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß jeder Tunnel (66) auf einem in den Kessel (32) einfahrbaren Wagen (40) angeordnet ist

einen Kessel, in dessen Innenraum Behälter angeordnet sind und der von Wärmebehandlungsflüssigkeit durchströmt wird. Die Wärmebehandlungsflüssigkeit wird über einen Einlaß in den Kessel eingebracht und über einen, gegenüber dem Einlaß diametral angeordneten Auslaß wieder abgeführt Dabei wird naturgemäß auf die sich zwischen Einlaß und Auslaß befindenden Behälter die größte Wärmemenge übertragen, während auf weiter entfernt angeordnete Behälter entsprechend weniger Wärmemenge übertragen wird. Die Vorrichtung ist daher nicht dazu geeignet, auf alle Behälter die jeweils gleiche Wärmemenge zu übertragen und eine dementsprechende gleichmäßige Behandlung sicherzustellen.

η Aus der US-PS 37 93 939 ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Behältern bekannt, die aus einem Rohrsystem besteht Die Behälter werden innerhalb des Rohrsystems mittels einer Wärmebehandlungsflüssigkeit transportiert Dabei durchlaufen die Behälter mehrere Zonen, wie die Vorheizzone, die Sterilisationszone und die Kühlzone. Diese Vorrichtung kann jedoch auch keine gleichmäßige Wärmebehandlung der Behälter sichern, da die Geschwindigkeit, mit der die Behälter die einzelnen Zonen durchlaufen, davon abhängig ist in welcher Lage sich die Behälter in dem Rohr gerade befinden. So wird beispielsweise ein flacher Behälter, der in Querrichtung zur Längsachse des Rohres liegt, erheblkh schneller durch die Zonen transportiert werden, als ein vergleichsweise flacher, parallel zur Längsachse des Rohres liegender Behälter. Diese Vorrichtung ist daher ebenfalls nicht dazu in der Lage, auf jeden Behälter die gleiche Wärmemenge zu übertragen, und eine dementsprechende gleichmäßige Wärmebehandlung der Behälter zu sichern.

Aus der US-PS 26 29 312 ist eine Vorrichtung bekannt bei der im Innenraum eines Kessels in Körben Behälter angeordnet werden. Bei dieser Vorrichtung wird Dampf durch einen in der Mitte des Kessels angeordneten Einlaß zugeführt und auch einen gegenüber dem Einlaß diametral angeordne. en Auslaß wieder abgeführt Daher wird bei dieser Vorrichtung ähnlich wie bei der DE-OS auf die sich zwischen Einlaß und Auslaß befindenden Behälter die größte Wärmemenge übertragen, während auf die weiter entfernt angeordneten Behälter entsprechend weniger Wärmemenge übertragen wird. Diese Vorrichtung ist daher nicht geeignet auf mehrere Behälter die jeweils gleiche Wärmemenge zu übertragen und eine dementsprechend gleichmäßige Wärmebehandlung zu sichern.

Aus der US-PS 34 80451 ist eine Vorrichtung bekannt bei der im Innenraum eines Kessels Behälter zur Wärmebehandlung angeordnet werden. Bei dieser Vorrichtung wird das Wärmebehandlungsmittel mittels Rohren eingeführt die das Wärmebehandlungsmittel über die Länge des Kessels gleichmäßig verteilen. Da