DE2756193A1

DE2756193A1 - Druckbehaeltereinheit und ein verfahren zum betrieb einer druckbehaeltereinheit

Info

Publication number: DE2756193A1
Application number: DE19772756193
Authority: DE
Inventors: Samuel Alfred Mencacci
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1978-06-22
Also published as: AU3104977A; JPS5376450A; NL7712840A; AU509062B2; US4179986A; SE7713428L; ZA776798B; BE861779A; AR216116A1; GB1542059A; ES465106A1; FR2374078A2; BR7708362A; CA1095328A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. K. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing.H.Liska

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POSTFACH 860 »20 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 9g 3921/22

FMC CORPORATION

200 E. Randolph Drive, Chicago, Illinois, V.St.A.

Druckbehältereinheit und ein Verfahren zum Betrieb einer Druckbehältereinheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckbehältereinheit mit einem durch einen Verschluß wahlweise verschließbaren, mit Behältern beschick- und -entladbaren Druckbehälter, in dem ein mit einer Eintritts- und einer Austrittsseite versehener Tunnel, in dem während einer Wärmebehandlung Behälter enthalten sind,und eine für den Umlauf einer WärmebehandlungsflUssigkeit von an der Eintrittsseite und durch die Austrittsseite des Tunnels folgende Vorrichtung angeordnet sind, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Druckbehältereinheit.

Herkömmliche Druckbehältereinheiten werden im allgemeinen mit aus Behältern, wie gefüllte Büchsen, Einmachgläser, Beutel oder Becher bestehenden Ladungen beschickt, die zunächst in heißem Wasser erhitzt werden, bis sie sterilisiert sind und danach mit kaltem Wasser abgekühlt werden. Um eine Beschädigung der Behälter zu vermeiden, wenn der Druck in ihrem Inneren den äußeren

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Druck zu übersteigen droht, wird in diesen herkömmlichen Einheiten das Wasser gewöhnlich einem Überdruck ausgesetzt. Im Druckbehälter fließt gewöhnlich das Wasser von Stufe zu Stufe auf die flachen Oberseiten der Behälter nach unten oder wird waagerecht gegen die runden Oberflächen der unmittelbar im Flüssigkeitsstrom liegenden Behälter gelenkt, unbeachtet dessen, ob die anderen Behälter, insbesondere die in der Mitte der Ladung angeordneten Behälter die gleiche Wärmemenge als die äußeren erhalten.

Zur Lösung der Aufgabe, jedem Behälter die gleiche Wärmemenge zukommen zulassen, wurde schon vorgeschlagen, einen in einem geschlossenen Druckbehälter angeordneten Tunnel mit Behältern zu beschicken und dann Wasser von der einen Seite des Druckbehälters zur anderen Seite in Umlauf zu bringen, wobei die andere Seite unmittelbar in den Druckbehälter mündet.

Um sicherzustellen, daß die höchstgelegenen Behälter im Tunnel vollständig in fließendes Wasser getaucht sind, wird in der vorgeschlagenen Vorrichtung der Wasserspiegel innerhalb und außerhalb des Tunnels über diesem gehalten. Auf diese Weise muß bein» übergang von der Koch- zur Kühlphase entweder eine große Menge heißen Wassers außerhalb des Tunnels in einem großen und teueren Vorratsbehälter aufbewahrt werden oder sie muß abgelassen und danach kaltes Wasser für die nächste Behälterladung unter hohem Energieverlust aufgeheizt werden.

Die US-PS 3 776 257 gibt eine Hochdruckbehältereinheit mit flachen Wänden an, die eine mit Gegenständen und mit Flüssigkeit gefüllte Heizkammer vom gekrümmten äußeren Teil der Druckkammer trennen, wodurch der Bedarf an flüssigen Behandlungsmitteln reduziert wird. Die äußeren Oberflächen der ebenen Wände werden einem Gasdruck ausgesetzt, um durch Druck verursachte Wölbungen der flachen Wände zu verhindern.

Die US-PS 3 531 300 und ähnlich die US-PS 3 769 028 zeigen einen vertikal ausgerichteten Druckbehälter, für den zum Übertragen einer Zirkulationsbewegung an ein Wärmeübertragungsmittel, wie

Wasser, Dampf oder heiße Luft ein Flügelrad benutzt wird. Die zu behandelnden Behälter sind als auf Paletten befestigte Beutel gezeigt. Jedoch offenbart keine dieser Patentschriften die Benutzung eines Tunnels, innerhalb welchem die Behälterladung durch eine in eine Einlaßseite des Tunnels ein- und aus der anderen Seite zwecks Rückströmung zur Einlaßseite austretenden Flüssigkeit gleichmäßig wärmebehandelt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckbehältereinheit der eingangs genannten Art zu verbessern und ein Verfahren zur gleichmäßigen Behandlung einer Behälterladung mit WärmebehandlungsflUssigkeit bei einem Minimum an Flüssigkeit sbedarf anzugeben.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Einleiten eines gasförmigen Mediums in den Druckbehälter zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks in seinem Inneren vorhanden ist, daß an der Austrittsseite des Tunnels eine überlaufvorrichtung vorgesehen ist, die eine über den im Tunnel enthaltenen Behältern angeordnete Überlauföffnung aufweist, durch welche die im Tunnel befindliche Flüssigkeit abfließt und daß eine außerhalb angeordnete Auffangvorrichtung zum Auffangen der überlaufenden Flüssigkeit in einem flachen Sumpf am Boden des Behälters zum Wiederumwälzen durch den Tunnel vorgesehen ist.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Druckbehältereinheit gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.

In Zusammenfassung enthält eine erfindungsgemäße Druckbehältereinheit für geringen Flüssigkeitsinhalt also einen Druckbehälter, der einen mit Behälterladungen beschickbaren Tunnel aufweist. Wenn der Tunnel waagerecht angeordnet ist, werden ein oder mehrere mit Behältern beschickte Wagen zur Bildung eines im wesentlichen flUssigkeitsdichten Tunnels herangezogen. Die Flüssigkeit für die Wärmebehandlung wird in eine Seite des Tunnels geleitet, fließt waagerecht an allen Behältern vorbei

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und tritt dann in ein Überlaufgehäuse ein, welches das Austrittsende des Tunnels bis auf eine gegenüber den im Tunnel aufgenommenen Behältern höher liegende Überlauföffnung abschließt. Die aus der Überlauföffnung austretende Wärmebehandlungsflüssigkeit wird auf den Boden des Druckbehälters unterhalb des Tunnels gesammelt. Während der Kochphase wird eine kleine Menge aus übergelaufener heißer Flüssigkeit wieder aufgeheizt, so lange sie sich am Boden des Druckbehälters befindet (oder durch direkte Dampfeinleitung in die Pumpleitungen) und mittels einer Pumpe durch den Tunnel in Umlauf gebracht, wodurch über die für den Tunnel benötigte Flüssigkeit hinaus sehr wenig Flüssigkeit benötigt wird. Soll diese kleine Menge aufgeheizter Flüssigkeit sowie die Flüssigkeit im Tunnel während der Kühlphase aufbewahrt werden, um die Heizkosten zu minimalisieren, ist ein weit kleinerer Vorratsbehälter erforderlich, als in der bereits vorgeschlagenen Druckeinheit. Andererseits braucht der Eigentümer der Einrichtung, wenn er es wünscht, nur die kleine Menge überschüssigen heißen Wassers sowie das Wasser innerhalb des Tunnels abzulassen, um auf diese Weise das Erfordernis eines für die Aufbewahrung vorgesehenen Druckbehälters durch Aufwendung leicht erhöhter Heizkosten zu beseitigen.

Wenn der Druckbehälter und der Tunnel senkrecht angeordnet sind, werden die Behälter auf Paletten geladen, die innerhalb eines zylindrischen und am unteren Ende gegen den Druckbehälter im wesentlichen abgedichteten Tunnel gestapelt sind. Eine Pumpe wälzt die Wärmebehandlungsflüssigkeit durch den Tunnel nach oben, wobei die Flüssigkeit an der Oberseite des Tunnels zum überlaufen gebracht wird, um dann außerhalb des Tunnels in einer ringförmigen Auffangschale in der unteren Hälfte des Druckgefäßes aufgefangen zu werden. Je nach dem, welche Wahl der Eigentümer der Einrichtung trifft, kann entweder die kleine Menge überschüssiger heißer Flüssigkeit und die heiße Flüssigkeit innerhalb des Tunnels in einer kleinen ringförmigen Auffangschale innerhalb des Druckbehälters und außerhalb des Tunnels oder in einem kleinen Vorratsbehälter außerhalb des Druckbehälters gesammelt werden, oder die gesamte heiße FlUs-

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sigkeit kann nach der Kochpha se und vor der Kühlphase aus der Einheit abgelassen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren im folgenden näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein schematische Ansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckeinheit, die einen in einem senkrechten Zentralschnitt gezeigten Druckbehälter mit einem darüber angeordneten Wasserbehälter darstellt,

Figur 2 in einem längs der Linie 2 - 2 in Figur 1 genommenen Querschnitt eine Stirnseite eines Zwischenwagens der Einheit,

Figur 3 eine perspektivische Darstellung vom Wagen mit der Austrittsseite des Tunnels in der in Figur 1 dargestellten Wagenkolonne mit weggenommenen Teilen,

Figur 4 eine kleine Druckbehältereinheit für einen einzigen Wagen, die keinen Wasserbehälter benötigt,

Figur 5 einen senkrechten Schnitt durch eine modifizierte Druckbehältereinheit, die einen senkrecht ausgerichteten Druckbehälter mit einem darin befindlichen senkrecht ausgerichteten Tunnel besitzt, wobei diese Einheit auch gestapelte Paletten zeigt, die für zwei verschiedene Arten von Behältern ausgelegt sind,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung des Tunnels sowie von Paletten nach Figur 5» welche die Vorrichtung zur Befestigung des Tunnels im Behälter sowie der Paletten im Tunnel zeigt,

Figur 7 eine Ansicht einer Umwälzpumpe und eines Dampfinjektors zum Aufheizen des Wassers, das während der Kochphase in der Einrichtung umgewälzt wird.

Der waagerecht angeordnete Druckbehälter 20 (Figur 1 und 2) der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält eine langgestreckte Retorte oder Druckbehälter 22, der einen zylindrischen Rumpf 24, bei dem eine Stirnseite durch eine Stirnwand 25 abgeschlossen ist, aufweist. Ein Wassereinlaß 26 ist an der Stirnwand 25 befestigt und besitzt eine rechteckige Auslaßöffnung 27. Die andere Stirnwand des Rumpfes 24 kann durch eine drehbar an der Stirnwand angelenkte und in herkifmmfAaeVAetSe? mittels eines Handrades

in druckdichter Verbindung abgedichtet werden.

Ein paar Schienen oder Laufrinnen 32 sind im unteren Teil des Druckbehälters 22 befestigt und dienen zur Aufnahme einer oder mehrerer Wagen 34, die mit Behältern beschickbar sind. Die Wagen 34 sind ähnlich aufgebaut, wie die der bereits vorgeschlagenen Druckeinheit mit dem Unterschied, daß der Stirnwagen 34· ein Überlaufgehäuse 35 enthält.

Jeder der Wagen 34 und 34' enthält eine geschlossene Bodenplatte 36, die an einem im wesentlichen waagerechten Rahmen 38 mit einem Paar von mit Abstand nebeneinander angeordneten waagerechten Winkeleisen 40 (nur eines davon ist in Figur 2 gezeigt), die am oberen Längsrand der Platte 36 befestigt sind, festgemacht ist. Vier Räder 42 sind auf dem Rahmen 38 gelagert und sind so ausgebildet, daß sie auf oder in die oben erwähnten Schienen oder Rinnen 32 passen . Zwei aufgerichtete äußere Begrenzungsrahmen 44 und 46 sind durch Paare von mit Abstand voneinander angeordneten Winkelpfosten 48, 50, die starr am Rahmen 38 befestigt sind, gebildet und ihre oberen Stirnseiten sind durch Stäbe 52 bzw. 54 verbunden, um eine rechtwinkelige Durchflußpassage zu bilden. Elastische äußere Dichtungsstreifen 56 aus Gummi oder Kunststoff von im wesentlichen rechteckiger Gestalt und von der gleichen Größe wie der Tunnel, sind an den äußeren Stirnseiten eines Jeden Begrenzungsrahmens 44, 44' eines Wagens befestigt, und wenn benachbarte Streifen 56 unmittelbar aneinanderstoßen, bilden sie eine im wesentlichen wasserdichte Dichtung.

Eine Anzahl eingepaßter Paletten 60 sind mit zu behandelnden Behältern C gefüllt. Wie in Figur 3 gezeigt, können die Behälter, Beutel, Becher, Einmachgefäße aus Glas und Büchsen oder dgl. sein. Die Längskanten der untersten Palette 60 werden von den Winkeleisen 40 (Figur 2) getragen, um einen Tunnel zwischen der unteren Palette und der geschlossenen Bodenplatte 36 herzustellen. Jede Palette enthält eine mit Löchern versehene Bodenwand 62, mit Löchern versehene Stirnwände 64, 66 aus Draht, Gitter oder dgl.

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sowie undurchlässige Seitenwände 68, 70. Nachdem jede Palette mit Behältern C beladen ist, werden sie in aufeinanderpassender Anordnung in den Wagen 34 (oder 34·) geschlichtet, wobei die Winkelpfosten 48, 50 den Ecken der Paletten als Führung dienen. Nicht dargestellte, win'relig ausgebildete Randdichtungen können an den Innenflächen der beiden stirnseitigen Begrenzungsrahmen 44, 46 befestigt sein, wobei diese Dichtungen im wesentlichen zu den äußeren Dichtungsstreifen 56 angeordnet sind und zur Abdichtung der Paletten gegen die stirnseitigen Begrenzungsrahmen 44, 46 dienen.

Nachdem die beschickten Paletten 60 auf die Wagen 34, 34* geladen wurden , wird ein mit Löchern versehenes Befestigungsblech oder ein Schirm 74 in jeder Palette, auch der obersten Palette, plaziert, um auf jeder Seite einer jeden Zeile aus Behältern C ein Tunnel für Wasser zu bestimmen. Eine undurchlöcherte Deckplatte 76 ist über der Platte oder dem Schirm 74 plaziert, um dazwischen ein zusätzliches Tunnel zu schaffen. Wenn die zu behandelnden Behälter Beutel sind, sind das Befestigungsblech 74 und der Boden 62 einer jeden Palette vorzugsweise undurchlöchert. Wenn andere Arten von Behältern behandelt werden, kann das Befestigungsblech 74 und der Boden 62 nach Wunsch durchlöchert sein.

Die Deckplatte 76, die neben ihrem unteren Außenrand mit einem nicht dargestellten elastischen Dichtungsstreifen ausgestattet sein kann, ist mittels Metallbändern 78 und damit zusammenwirkenden Bolzen 80 gegen die oberste Palette gedrückt. Auf diese Weise wirken die undurchlöcherte Deckplatte 76, die undurchlöcherte Bodenplatte 36 und die einander angepaßten Seitenwände 68, 70 der Paletten zusammen, um einen Abschnitt eines Heizbehandlungstunnels 82 zu bestimmen, der durch die elastischen Dichtungsstreifen 76 gegen die anderen Tunnelabschnitte und zur rechtwinkeligen Auslaßöffnung 27 des Wassereinlasses abgedichtet ist, wenn das System mit mehreren Wagen nach Figur 1 benutzt wird. Die mehreren Wagen 34, 34* sind zusammengehalten und durch geeignete Mittel wie eine Handschraube 83» die in einen

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Hebel 84 eingeschraubt ist, der drehbar auf einem Befestigungsarm 85 des Druckbehälters drehbar befestigt ist, in abdichtender Verbindung gehalten, um zwischen den dargestellten Anschlagstellungen in der Bewegungsbahn der Wagen und einer unter dieser Bahn liegenden Stellung bewegbar zu sein.

Wie in Figur 1 dargestellt, sind mit Ausnahme der Stirnwagen 34' (oder der einzige Wagen in der Einheit mit nur einem Wagen nach Figur 4) alle Wagen gleich. Der Stirnwagen 34' ist zum Wagen identisch, mit Ausnahme, daß das oben erwähnte Uberlaufgehäuse 35 in flüssigkeitsdichter Verbindung mit dem Stirnrahmen 44 starr befestigt ist. Das überlaufgehäuse 35 umfaßt eine geschlossene Stirnwand 86, ein paar Seitenwände 88, eine kurze Bodenwand 90 und eine Zwischenwand 92, die eine große rechtwinkelige Durchflußöffnung besitzt, die den Durchflußöffnungen in den Stirnwänden 44 der Wagen angepaßt ist, so wie es am besten aus der Figur 3 zu entnehmen ist. Die Oberseite des Gehäuses 35 besitzt eine Überlauföffnung 94, die über dem Tunnel 82 liegt . Auf diese Weise muß Wasser, das durch den Tunnel 82 umgewälzt wird, alle Lücken im Tunnel vollsiäidig auffüllen, da das Wasser aus der Überlauföffnung 94 austritt, welche höher als der ganze Tunnel liegt.

Es sei bemerkt, daß in der Druckbehältereinheit 20 für mehrere Wagen, wie sie in der Figur 1 dargestellt sind, ein Vorratsbehälter 96 mit relativ kleinem Fassungsvermögen vorgesehen ist, um, nachdem die Kochphase beendet wurde und die Kühlphase beginnt, heißes Wasser aufzunehmen und zu speichern. Eine mit einem Ventil versehene Dampfverteilungsleitung 98 ist innerhalb des Behälters 96 angeordnet, um das darin befindliche Wasser auf der gewünschten Kochtemperatur von etwa 120⁰C zu halten.

Die Arbeitsweise der Einheit mit mehreren Wagen nach Figur 1 wird in Verbindung mit der Steuervorrichtung 100 zur Flüssigkeitssteuerung und Umwälzung der Behandlungsflüssigkeiten beschrieben. Da das Steuersystem für die Druckbehältereinheit 20

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für mehrere Wagen, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, im wesentlichen die gleiche ist als die"in der eingangs bereits vorgeschlagenen Druckbehältereinheit, wird diese Steuervorrichtung 100 nur kurz beschrieben.

Nachdem der Druckbehälter 2Q mit Wagen 34, 34·, die mit zu behandelnden Behältern C gefüllt sind, beschickt und das Tor geschlossen wurde, wird ein hochgespanntes Gas wie Luft oder ein Dampf-Luftgemisch durch einen mit einem Absperrorgan versehenen Kanal 102 in den geschlossenen Druckbehälter 20 eingeleitet, bis der Druck im Behälter etwa 1,4 kp/cm Überdruck erreicht hat. Dann wird heißes Wasser von etwa 120 C aus einem Vorratsbehälter 96 durch einen mit einem Absperrorgan versehenen Kanal 104 in den Behälter geleitet. An der Innenfläche des oberen Teils des zylindrischen Rumpfes 24 des Druckbehälters 22 ist ein gebogener Kanalablenker 105 befestigt, um das Wasser von der Oberseite des Tunnels 82 wegzulenken, so daß es direkt auf den Boden des Druckbehälters fließt. Es ist auch einleuchtend, daß eine Pumpe und ein nicht dargestelltes äußeres Leitungssystem zwischen dem Vorratsbehälter 96 und dem Boden des Druckbehälters 22 angebracht sein kann, wenn rasches Auffüllen des Behälters gewünscht ist.

Dann wird eine Pumpe 106 in Gang gebracht, welche das heiße Wasser durch die Leitung 107 aus dem unteren Teil des Behälters 20 saugt und es durch die mit Ventilen versehenen Leitungen und 110 und durch den Einlaß 26, den Tunnel 82 und aus der Überlauföffnung 94 heraus umwälzt. Dieses Wasser wird in einer Schale 112 im unteren Teil des Druckgefäßes 20 gesammelt, durch einen Dampfstrom aus einer mit einem Absperrorgan versehenen Leitung 114 und einer daran befestigten durchlöcherten Dampfleitung (nur ein Teil davon ist gezeigt) wieder erhitzt und wird andauernd durch den Tunnel 82 umgewälzt, bis die zu behandelnden einzelnen Nahrungsmittel gekocht und sterilisiert sind.

Nachdem die Produkte gekocht sind, werden die mit Absperrorganen versehenen Leitungen 108 und 110 geschlossen, und das heiße Wasser

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wird aus dem Boden des Behälters 20 durch eine mit einem Absperrorgan versehene Leitung 118 in den Vorratsbehälter 96 gepumpt, wobei der Druck innerhalb des Behälters auf etwa 1,4 kp/cm Überdruck gehalten wird, um ein Bersten des Behälters zu verhindern. Während dieser Zeit kann auch nach Wunsch das heiße Wasser im Tunnel in den Behälter gepumpt werden, indem eine mit einem Absperrorgan versehene Nebenleitung 120 geöffnet wird. Nachdem das heiße Wasser aus dem Tunnel 82 abgelassen und die mit Absperrorganen versehenen Leitungen 118 und 120 geschlossen wurden, ist die Druckbehältereinheit 20 für die Kühlphase vorbereitet.

Dann wird Kühlwasser in den Einlaß der Pumpe 106 durch die mit einem Absperrorgan versehene Wasserleitung 122 geleitet und die mit Absperrorganen versehenen Leitungen 108 und 110, welche dabei geöffnet sind, verursachen, daß das Kühlwasser durch den Tunnel 82 und aus der Überlauföffnung 94 umgewälzt wird. Während der Kühlung wird ein Teil des Kühlwassers, der durch den heißen Behälter aufgeheizt ist, aus der Einheit durch ein mit einem Ventil versehenes Abifußrohr 124 abgelassen. Wenn die Behälter und ihr Inhalt unter den Siedepunkt des Wasser bei Atmosphärendruck abgekühlt sind, wird der Druck innerhalb des Behälters 20 schrittweise auf Atmosphärendruck reduziert. Das Kühlwasser wird dann aus der Einheit abgelassen, indem das Abflußrohr 124 und die Neben leitung 120 voll geöffnet werden. Dann wird die Tür 28 des Druckbehälters 20 geöffnet und die behandelten Wagen 34' und 34 werden aus dem Behälter entfernt, nachdem zuerst die Handschraube 83 unter dem Wagen gelöst und fallengelassen wurde. Eine neue Ladung Behälter auf Wagen werden dann in den Behälter bewegt und darin aneinandergerückt und der oben beschriebene Vorgang beginnt erneut.

Obwohl der obige Vorgang als einer beschrieben wurde, der den Schritt enthält, daß heißes Wasser im Vorratsbehälter 96 während der Kühlphase gespeichert wird, ist es wünschenswert, daß das heiße Wasser nicht gespeichert zu werden braucht, sondern nach Wunsch aus der Einheit abgelassen werden kann..Wenn das heiße

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Wasser nicht gespeichert wird, ist es einleuchtend, daß die gesamten Anschaffungskosten wesentlich reduziert sind, da ein Vorräte behälter,der Wasser unter Druck speichern kann, nicht erforderlich ist.

Figur 4 zeigt eine solche billige Einheit mit einem einzigen Wagen 34' a ohne Vorratsbehälter. Es ist zu verstehen, daß die Arbeitsweise die gleiche ist, wie die oben beschriebene, mit Ausnahme, daß während des Beginns der Kochphase das in den Behälter eintretende Wasser kaltes Wasser ist und in der Schale 112a im unteren Teil des Behälters 20a mittels Dampf aus einer mit einem Absperrorgan versehenen Leitung 114a und einer Dampfleitung 116a aufgeheizt werden muß. Nachdem die Kochphase beendet ist, wird der größte Teil des heißen Wassers aus dem Boden des Behälters und aus dem Tunnel 82a durch die Pumpe 106a durch öffnen des Abifußrohres 124a abgelassen. Es ist zu bemerken, daß die Pumpe zu dieser Zeit nicht arbeitet und daß das heiße Wasser im Tunnel in entgegengesetzter Richtung durch die Pumpe 106a fließt, bevor es aus dem mit einem Absperrorgan versehenen Abflußrohr 124a herausfließt. Wie in der ersten Ausführungsform wird der Druck im Behälter auf etwa 1,4 kp/cm überdruck gehalten, bis die Kühlphase begonnen ist und die Temperatur des Produktes in den Behältern unter 100⁰C reduziert ist.

Eine vertikal ausgerichtete Druckbehältereinheit 20b nach der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt und bildet eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die Druckbehältereinheit 20b enthält einen Druckbehälter 130, der eine vertikale zylindrische Gehäusewand 132 enthält, eine untere konkave Stirnwand 134 und eine Türe 136, die drehbar an der oberen Stirnwand der zylindrischen Wand 132 angelenkt und zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Ein Handrand 138 ist vorgesehen, um die Türe in druckdichte Verbindung mit der zylindrischen Wand 132 in bekannter Weise zu verschließen.

Ein zylindrischer Tunnel 140 mit offenen Stirnseiten ist vor-

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zugsweise starr darin befestigt und gegen die konkave untere Wand 134 mittels eines Rings 142, der eine Rinne und eine Gummidichtung zur Aufnahme der unteren Stirnseite des Tunnels 140 aufweist, abgedichtet.

Eine Anzahl Paletten 144 zur Aufnahme flacher Behälter wie Beutel P oder Paletten 146 zur Aufnahme zylindrischer Behälter wie zylindrischer Büchsen oder Einmachgläser J, sind im Tunnel 140 entweder von Hand oder mit Hilfe eines Krans, je nach Größe und Gewicht der Paletten gestapelt. Der äußere Rand der untersten Palette 144 oder 146 wird von einem Ring 148 , der beispielsweise durch Verschweißen am unteren Teil des Tunnels 140 befestigt ist, gehalten. Eine Anzahl vertikaler Winkeleisen 150 sind an inneren Wänden des Tunnels befestigt und dienen zum Halten der mehreren Paletten in gewünschter gegenseitiger Winkelbeziehung.

Obwohl der Tunnel 140 vorzugsweise starr im Behälter 130 befestigt ist, ist es zu verstehen, daß der Tunnel am Ring 142 abgedichtet, aber nicht befestigt ist, so daß der Tunnel und die eingeladenen Paletten als eine Einheit in den Behälter 130 abgesenkt oder daraus herausgehoben werden können. Dies erlaubt zum schnellen Durchführen der Beschickungs- und Entladearbeiten die Vorbeschickung anderer Tunnels mit gefüllten Paletten. Mit Hilfe von am Tunnel 140 befestigten I-Bolzen 152 kann mit dieser möglichen Ausführungsform der Erfindung ein Kran benutzt werden.

Jede für Beutel vorgesehene Palette 144 enthält mit Abstand voneinander angeordnete Paare von mit Abstand voneinander angeordneten vertikalen Platten 154, 156, zwischen denen die Beutel P mit den Längsachsen vertikal gehalten sind, wie es in Figur 5 dargestellt ist. Die unteren Kanten der Platten sind auf einen mit Löchern versehenen Boden 158 geschweißt, der in den Figuren als mit Abstand voneinander angeordnete Stangen 160 dargestellt ist. Ein im wesentlichen zylindrisches Gitter 162 ist um einen Hauptteil des im allgemeinen kreisförmigen Randes der Palette befestigt und ist an den Boden 158 sowie an die Stirnkanten der zum Halten der Beutel dienenden Platten 154, 156 geschweißt. Jede Palette 146 für runde Einmachgläser oder Büchsen enthält eine Anzahl senkrechter Platten 164, 166, die im rechten Winkel

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zueinander angeordnet sind, um Fächer 168 zur Aufnahme einzelner Behälter zu bilden. Die Platten 164, 166 sind zusammengeschweißt und an einem mit Löchern versehenen Boden 170 und ein Randgitter 172 geschweißt. Ein Gitter 174 ist über der obersten Palette für Behälter angeordnet, um ein nach oben Schwimmen der Behälter zu verhindern.

Die Arbeitsweise der vertikalen Druckbehälter 20b wird in Verbindung mit einer Steuervorrichtung 180 (Figur 5) zum Steuern des Durchflusses und der Umwälzung der Behandlungsflüssigkeit erläutert.

Der Tunnel 140 wird zuerst mit Paletten 144 oder 146, die mit Behältern gefüllt sind, beschickt und dann die Türe 136 geschlossen und in druckdichter Verbindung verriegelt. Ein hochgespanntes Gas, wie Luft oder ein Dampf-Luftgemisch, wird dann durch eine mit einem Absperrorgan versehene Gasleitung 142 in

2 den Druckbehälter 130 geleitet, bis der Druck auf etwa 1,4 kp/cm überdruck angestiegen ist. Eine Wärmebehandlungsflüssigkeit, wie Wasser, wird dann durch eine mit einem Absperrorgan versehene Wasserleitung 184 in den Tunnel geleitet, bis dieser mit Wasser gefüllt ist und überläuft, um einen flachen Sumpf aus Wasser am Boden des Druckbehälters zu bilden. Dann wird durch eine mit einem Ventil versehene Dampfleitung 188 und eine durchlöcherte ringförmige DampfVerteilungsleitung 190 Dampf in den Sumpf 186 eingeleitet,um das Wasser auf etwa 120°C aufzuheizen. Dann wird eine Pumpe 192 in Gang gebracht, die das heiße Wasser vom Sumpf 186 durch eine mit einem Absperrorgan versehene Saugleitung 194, eine mit einem Absperrorgan versehene Einlaßleitung 196 und den Tunnel 140 umwälzt. Das Wasser, das an der Oberseite des Tunnels überläuft, wird wieder aufgeheizt und wieder umgewälzt, bis die Produkte innerhalb der Behälter sterilisiert und zum gewünschten Grad gekocht sind, wodurch die Kochphase abgeschlossen ist.

Unter Beibehaltung des 1,4 kp/cm Überdrucks im Behälter wird der Hauptteil des heißen Wassers aus dem Tunnel 140 abgepumpt und in die ringförmige Kammer 200 zwischen dem Tunnel und der

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zylindrischen Gehäusewand 132 zur Aufbewahrung gebracht. Um das heiße Wasser zu speichern, werden die Saugleitung 194 und die Einlaßleitung 196 abgesperrt, während eine mit einem Absperrorgan versehene Speicher-Saugleitung 202 und eine mit einem Absperrorgan versehene Speicher-Einlaßleitung 204 geöffnet werden. Die Pumpe saugt das heiße Wasser aus dem Tunnel 140 und speichert es in der ringförmigen Kammer 200 zum Gebrauch während der nächsten Kochphase für die nächste Behälterladung. Die absperrbaren Leitungen 202 und 204 werden dann abgesperrt und kaltes Wasser wird durch die absperrbare Wasserleitung 134 in den Tunnel 140 geleitet, bis das Wasser eine Höhe erreicht, die über den obersten Behältern im Tunnel 140 liegt. Nachdem der Tunnel mit Kühlwasser gefüllt ist, wird ein mit einem Absperrorgan versehenes Abflußrohr 206 teilweise geöffnet, um den Umlauf kalten Wassers solange aufrechtzuerhalten, bis die Behälter und ihre Inhalte auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur von Wasser bei Atmosphärendruck abgekühlt sind. Die absperrbare Einlaßleitung 184 wird dann abgesperrt, das ganze Kühlwasser fließt vom Tunnel 140 durch das Abflußrohr 206 ab und der Druck wird auf Atmosphärendruck reduziert. Die Tür 136 wird dann geöffnet und die Paletten 144 oder 146 und die darin befindlichen behandelten Behälter werden dann aus dem Tunnel 140 und dem Druckbehälter durch die offene Tür herausgenommen.

Die nächsten Paletten mit zu behandelnden Behältern werden dann in den Tunnel 140 geladen, die Tür 136 wird geschlossen, und der Behälter wird durch Luft aus der Gasleitung 182 auf 1,4 kp/cm Überdruck gebracht. Während des Kühlens ist das zuvor in der ringförmigen Kammer 200 gespeicherte Wasser auf eine unter ihrem Siedepunkt bei Atmosphärendruck liegende Temperatur gebracht worden. Der mit einem Absperrorgan versehen Leitungsabschnitt 194 und die Einlaßleitung 196 werden dann geöffnet und die Pumpe 192 gestartet, um das oben beschriebene Verfahren zu wiederholen.

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Ein alternatives Verfahren zum Betrieb der vertikal ausgerichteten Druckbehältereinheit 20b besteht darin, das heiße Wasser durch die Leitung 206 abzulassen anstatt das heiße Wasser aufzubewahren, wie es oben beschrieben ist. Ein anderes mögliches Verfahren besteht darin, das heiße Wasser in einen gesonderten äußeren Vorratsbehälter (nicht dargestellt) ähnlich wie der in Figur 1 dargestellte, zu pumpen. Wenn bei der vertikalen Druckbehältereinheit 20b ein gesonderter Vorratsbehälter benutzt wird, ist es einleuchtend, daß die absperrbare Speicher-Einlaßleitung 204 mit dem Vorratsbehälter zu verbinden ist, anstatt mit der ringförmigen Kammer 200. Es ist auch einleuchtend, daß in der modifizierten Druckbehältereinrichtung, bei der der Tunnel zum Beschicken und Entladen herausgenommen wird, entweder ein gesonderter Vorratsbehälter für Wasser benutzt werden muß oder das heiße Wasser muß aus dem System abgelassen .werden.

In der Figur 7 ist eine modifizierte Heizvorrichtung 210 für Wasser dargestellt, die für den Einbau in die Retorteneinrichtung 20b anstatt der absperrbaren Dampfleitung 188 und der durchlöcherten ringförmigen Verteilerleitung 190 vorgesehen ist. In der AusfUhrungsform nach Figur 7 leitet ein Dampfinjektor 212 Dampf direkt in die mittels eines Absperrorgans absperrbare Saugleitung 194* für den Umlauf durch die Einheit mittels der Pumpe 192·, wie es oben beschrieben ist.

Obwohl ein einziger Dampfinjektor als an der Saugleitung 194* befindlich in der Figur 7 dargestellt worden ist, ist es zu verstehen, daß einer oder mehrere DampfInjektoren an anderen Stellen der Steuervorrichtung 180 zum Steuern des Durchflusses und der Umwälzung der Flüssigkeit angeordnet werden können. Zum Beispiel können Dampfinjektoren in die Leitungen 108 und 110 (Figur 1) oder in die Leitung 196 (Figur 5) eingeschaltet werden. Obwohl eine Kochtemperatur von etwa 120 C und ein Überdruck von etwa 1,4 kp/cm als Arbeitsbedingungen angegeben wurden, ist es zu verstehen, daß es innerhalb des Rahmens der Er-

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findung liegt, andere Temperaturen und andere Drücke zu benutzen, da unterschiedliche Produkte unterschiedliche Arbeitsbedingungen erfordern.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist es einleuchtend, daß die horizontal und vertikal angeordneten Typen von Druckbehältereinheiten, abgesehen von der für das Füllen des Tunnels benötigten Wärmebehandlungsflüssigkeit, für den Gebrauch einer minimalen Menge einer solchen Flüssigkeit ausgelegt ist. Die Behälter werden durch ihr vollständiges Untertauchen in ;eine Flüssigkeit innerhalb eines Tunnels und dann Umwälzung heißer Flüssigkeit bei überdruck und hoher Temperatur durch den Tunnel und das Produkt wärmebehandelt. Danach wird kaltes Wasser durch den Tunnel und an den Behältern vorbei umgewälzt, um letztere und ihre Inhalte unter den Siedepunkt der Flüssigkeit bei Atmosphärendruck zu kühlen. Jeder Typ einer Druckbehältereinheit kann die aufgeheizte Kochflüssigkeit speichern und für die nächste Behälterladung wiederverwenden, wodurch die Kosten für das Aufheizen der Flüssigkeit reduziert werden. Als andere Möglichkeit kann Jeder Typ einer Druckbehältereinheit ohne einen Versorgungsbehälter für heißes Wasser betrieben werden, wodurch die Anschaffungskosten für die Apparatur verringert werden.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

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1.)Druckbehältereinheit mit einem durch einen Verschluß wahl-

Weise verschließbaren, mit Behältern beschickbaren und entladbaren Druckbehälter, in dem eine mit einer Eintritts- und iner Austrittsseite versehener Tunnel, in dem während einer Wärmebehandlung Behälter enthalten sind und eine für den Umlauf einer Wärmebehandlungsflüssigkeit von der Eintrittsseite und durch die Austrittsseite der Durchlaufstrecke folgende Vorrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung (102, 182) zum Einleiten eines gasförmigen Mediums in den Druckbehälter zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks in seinem Inneren vorhanden ist, daß an der Austrittsseite des Tunnels eine überlaufvorrichtung (35) vorgesehen ist, die ein über den im Tunnel enthaltenen Behältern angeordnete Überlauföffnung (94) aufweist, durch welche die im Tunnel befindliche Flüssigkeit abfließt und daß eine außerhalb des Tunnels angeordnete Auffangvorrichtung (130) zum Auffangen der überlaufenden Flüssigkeit in einem flachen Sumpf (112) am Boden des Behälters zum WLederumwälzen durch den Tunnel vorgesehen ist.
2. Druckbehältereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel waagerecht und der flache Sumpf unterhalb des Tunnels angeordnet sind.
3. Druckbehältereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im flachen Sumpf befindliche Flüssigkeit während eines Sterilisationsvorgangs und bevor sie wieder durch den Tunnel in Umlauf gesetzt wird, aufgeheizt wird.
4. Druckbehältereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der für den Umlauf von Wärmebehandlungsflüssigkeit folgenden Vorrichtung eine Vorrichtung (114) zum Einleiten von Dampf zum Aufheizen der wieder in Umlauf zu setzenden Flüssigkeit auf die Arbeitstemperatur vor Wiedereintritt in den Tunnel vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. DruckbehältoreinhoLt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel aus zumindest einem mit aufeinander passenden, die Behälter enthaltenden Paletten gefüllten Wagen (34) besteht, daß der Druckkessel einen Wassereinlaß (26) mit einer Austrittsöffnung (27) aufweist, daß zwischen dem Rand der Austrittsöffnung und der Einlaßsseite des Wagens eine elastische Dichtung (56) angeordnet ist, daß in der Druckkammer Befestigungsmittel (83, 84, 85) zum Zusammenpressen der Dichtung und zum festen Andrücken der Außenseite des Wagens gegen den Einlaß in flüssigkeitsdichter Verbindung.
6. Druckbehältereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel mehrere Wagen (34, 34') aufweist, wobei jeder Wagen Stirnrahmen (44, 46) mit Durchflußöffnungen besitzt und an jeden Stirnrahmen eine elastische Dichtung (56) angeordnet ist, um die Wagen unter Verwendung der Befestigungsmittel in einer flüssigkeitsdichten Verbindung gegeneinander nach außen hin abzudichten.
7. DruckbehältereLnheLt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung zum derartigen Steuern des DurchfLunses und der Umwälzung von FUlsüLgkoLb, daß zuerst eLne auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizte Heizflüssigkeit durch den Tunnel während einer Heizphase und danach eine Kühlflüssigkeit während einer KUhlphase durch den Tunnel umgewälzt wird, und ein Vorratsbehälter (96) für heiße Flüssigkeit vorhanden sind, und daß die Steuervorrichtung Mittel zum Hinleiten bzw. zum Aufbewahren der heißen Flüssigkeit zum bzw. im Vorratsbehälter, nachdem der Heizzyklus beendet ist bzw. während des Kühlzyklus vorhanden ist.
8. Druckbehältereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Steuervorrichtung zum Steuern des Durchflusses und der Umwälzung von Flüssigkeit vorgesehen ist, mittels der zuerst eine auf einer vorbestimmten Temperatur liegende Heizflüssigkeit während einer Heizphase durch df>n Tunnel un-1 imuh fiinn Kühl f lihsuigktM t: während einer

Kühlphase durch den Tunnel umgewälzt werden, und daß ein Auslaß (124) zum Ablassen der heißen Flüssigkeit vor Beginn der Kühlphase aus dem Tunnel und dem flachen Sumpf vorhanden sind.
9. Druckbehältereinheit mit einem durch einen Verschluß wahlweise verschließbaren, mit Behältern beschickbaren und entladbaren Druckbehälter, in dem ein mit einer Eintritts- und einer Austrittsseite versehener Tunnel, in dem während einer Wärmebehandlung Behälter enthalten sind, und eine für den Umlauf einer Wärmebehandlungsflüssigkeit von der Eintrittsseite und durch die Austrittsseite der Durchlaufstrecke folgende Vorrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (182) zum Einleiten eines gasförmigen Mediums in den Druckbehälter zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks in seinem Inneren vorhanden ist, daß an der Austrittsseite (bei 174) des Tunnels eine Überlaufvorrichtung vorgesehen ist, die eine Überlauföffnung aufweist, durch welche die im Tunnel befindliche Flüssigkeit abfließt, daß der Tunnel vertikal ausgerichtet ist, daß Verbindungsmittel (142) zum flUssigkeitsdichten Verbinden der offenen Einlaßseite des Tunnels mit der unteren Stirnseite des Druckbehälters währt ,ad des Flüssigkeitsumlaufs vorhanden sind, daß der Tunnel senkrechte Wände aufweist, die einen ringförmigen Speicherraum (200) zwischen dem Tunnel und dem Druckgefäß bestimmen und von diesem einen Abstand haben, daß die Überlauföffnung höher als die höchsten Behälter im Tunnel angeordnet ist und daß die überlaufende Flüssigkeit im unteren Bereich des ringförmigen Speicherraumes (200) auffangbar ist.
10. Druckbehältereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel in flUssigkeitsdichter fester Verbindung mit der unteren Stirnseite des Druckbehälters steht.
11. Druckbehältereinheit nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß zum Erleichtern der Beschickung und Entnahme der Behälter aus dem Tunnel und dem Druckbehälter der Tunnel bei geöffnetem Verschluß aus dem Behälter entfernbar ist.

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12. Druckbehältereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung zum derartigen Steuern des Durchflusses und der Umwälzung von Flüssigkeit, daß zuerst eine auf einer vorbestimmten Temperatur liegende Flüssigkeit durch den Tunnel während einer Heizperiode umgewälzt und danach eine Kühlflüssigkeit in den Tunnel während einer Kühlphase geleitet wird, und ein Vorratsbehälter für heiße Flüssigkeit vorhanden sind, daß die Steuervorrichtung Mittel zum Entfernen heißer Flüssigkeit aus dem Tunnel und zum Hinleiten und Speichern dieser heißen Flüssigkeit zum bzw. im Vorratsbehälter nachdem der Heizzyklus abgeschlossen ist bzw. während der Kühlphase, aufweist.
13· Druckbehältereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter durch den ringförmigen Raum gebildet ist.
14. Druckbehältereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter ein außerhalb des Druckbehälters angeordnetes Druckgefäß ist.
15. Verfahren zum Kochen und Kühlen von Behältern in einem Druckbehälter der im Inneren einen Tunnel aufweist, der so angeordnet ist, daß er mit den Behältern beschickbar ist und der eine Einlaßseite und eine Überlauföffnung an seiner Auslaßseite, die höher als die Behälter im Tunnel angeordnet ist, aufweist, insbesondere im Druckgefäß-Einheiten nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ein Minimum an Wärmebehandlungsflüssigkeit benötigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel mit den Behältern beschickt wird, daß das Druckgefäß verschlossen wird, daß in das Druckgefäß ein gasförmiges Medium geleitet wird, um einen überdruck zu erzeugen, daß während einer Heizphase eine auf Kochtemperatur gebrachte Flüssigkeit in die Einlaßseite des Tunnels geleitet wird, um durch den Tunnel zu fließen und aus der Überlauföffnung auszutreten, daß die aus der Überlauföffnung überfließende

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heiße Flüssigkeit in einem flachen Sumpf außerhalb des Tunnels und in der Nähe des unteren Teiles des Tunnels aufgefangen wird, daß während der Kochphase die Flüssigkeit ständig wieder erhitzt und wieder durch den Tunnel umgewälzt wird, um die Menge heißer Flüssigkeit im Sumpf bis zum Abschluß der Kochphase auf einem Minimum zu halten, daß die heiße Flüssigkeit aus dem flachen Sumpf und aus dem Tunnel bei Abschluß der Kochphase abgelassen wird, daß während einer Kühlphase Kühlflüssigkeit in den Tunnel geleitet wird, um die Behälter auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur der Flüssigkeit bei Atmosphärendruck herabzukühlen, und daß danach die behandelten Behälter aus dem Druckgefäß entfernt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die abgelassene heiße Flüssigkeit zur weiteren Verwendung gespeichert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß

die gespeicherte heiße Flüssigkeit in den Druckbehälter gelassen wird, um eine neue Behälterladung zu behandeln, nachdem der Tunnel mit dieser Ladung beschickt und der Druckbehälter erneut unter überdruck gesetzt wurde.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Flüssigkeit, bevor sie nach oben und aus der Überlauföffnung fließt, in waagerechter Richtung durch den Tunnel geleitet wird und daß während der Kochphase der flache Sumpf auf einem Niveau gehalten wird, das tiefer als der Tunnel liegt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit während der Kühlphase wiederholt durch den Tunnel und den flachen Sumpf umgewälzt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Tunnel vertikal im Druckgefäß ausgerichtet und an seiner unte-

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ren Stirnseite zum Behälter hin abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Flüssigkeit während der Kochphase aufwärts durch den Tunnel geleitet wird, um in einem flachen Sumpf an der unteren Stirnseite und außerhalb des Tunnels überzufließen, um bis zum Abschluß der Kochphase wiederholt erhitzt und umgewälzt zu werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Flüssigkeit während der Kühlphase aus dem Tunnel in einen Speicherraum (200) innerhalb des Druckbehälters und außerhalb des Tunnels gepumpt wird.

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