DE2801669A1 - Verfahren und vorrichtung zum waschen unterschiedlicher fester gegenstaende, insbesondere von obst und gemuese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Waschen unterschiedlicher fester Gegenstände, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Waschen von Obst und Gemüse.

Bekanntlich haben die spezialisierten Wascheinrichtungen große Fortschritte gemacht und eine weite Verbreiterung gefunden. Dies kann aber nicht im Zusammenhang mit dem Waschen von Gartenbauprodukten gesagt werden.

Es genügt, die große Auswahl von bei den Familien in Gebrauch befindlichen Wasch- und Geschirrspülmaschinen in Betracht zu ziehen und mit der bescheidenen Anzahl der Gemüsewaschmaschine zu vergleichen, obgleich die Notwendigkeit, Gemüse und dergleichen zu waschen, nicht weniger notwendig und aufwendig ist als die anderen, bereits umfassend gelösten Waschprobleme.

Die Erklärung dieser Sachlage ist in der nicht befriedigenden Arbeitsweise der angebotenen Geräte zu suchen. Die Ursache dieses fehlenden technischen Erfolgs ist jedoch nicht auf einen mangelnden Einsatz der Forscher zurückzuführen, wie die Auswahl der nachgesuchten und erteilten diesbezüglichen Patente und die Verschiedenartigkeit der erdachten Vorrichtungen zeigen, sondern vielmehr auf die tatsächlich vorhandene Schwierigkeit des Problems in Anbetracht zu den praktischen Anforderungen, die von den Benutzern gestellt werden. Die ersten rein technischen Schwierigkeiten sind auf die unterschiedliche Beschaffenheit der zu waschenden Gegenstände zurückzuführen, und zwar von den empfindlichen Erdbeeren bis zum runzligen Salat, zu Erdäpfeln und Mohrrüben, die, wenn sie direkt vom Garten kommen, voll von nicht leicht zu entfernender Erde sind. Dies wird sodann noch durch die Ansprüche der potentiellen Benützer, d.h. aller Hausfrauen kompliziert, die es gewöhnt sind, das Obst in mit Wasser gefüllten, auf den Tisch servierten Schüsseln zu waschen und den Salat in der Weise zu reinigen, dass sie ihn unter die Wasserleitungen halten, die also nicht dazu bereit sind, für eine Gemüsewaschmaschine einen Preis zu bezahlen, der mit dem einer Geschirrspülmaschine vergleichbar ist. Weiter dürfen keine Waschmittel verwendet und darf das Wasser nicht erhitzt werden, und obgleich oftmals ein heftiges Umrühren der Gegenstände vorteilhaft wäre, wie es z.B. in einer Wäschewaschmaschine der Fall ist, würden dadurch die empfindlichen Produkte beschädigt werden. Daher basieren alle Waschmaschinen oder

-einrichtungen, wie verschieden auch ihre äußere und innere Form und die konstruktive angewendeten Maßnahmen sein mögen, darauf, dass die zu waschenden Artikel in einen mit Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, gefüllten Behälter eintauchen und Strahlen oder Ströme derselben Flüssigkeit gegen die zu waschenden Artikel gerichtet werden. Gewöhnlich wird der Strahl nicht direkt, wie es beim Autowaschen der Fall ist, gegen das Gemüse gerichtet, weil einige Arten beschädigt werden könnten.

Es wurde nun festgestellt, dass ein Wasserstrahl, der auf eine in Wasser eingetauchte, zu waschende Oberfläche aufprallt, relativ wenig wirksam ist und jedenfalls eine gewisse Reinigungswirkung nur dort besitzt, wo er direkt auf die zu reinigende Fläche auftrifft, während die Wirbel und Sekundärströme, die der Strahl verursacht, praktisch keinen Beitrag zur Reinigung leisten. Die Forschungen und Verbesserungen haben sich daher fast ausschließlich auf die Verteilung der Strahlen und die Beschickung mit den zu waschenden Waren gerichtet mit dem Ziel, das möglichst die gesamte zu waschende Oberfläche wenigstens eine gewisse Zeit den Strahlen direkt ausgesetzt wird, wobei auch eine Bewegung des zu waschenden Materials angewendet wurde. Trotz vieler Anstrengungen und origineller Einfälle konnte man in dieser Richtung über gewisse enge Grenzen nicht hinausgelangen, da die inneren Teile beispielsweise des Salates, niemals von einem Flüssigkeitsstrahl getroffen werden können.

Diese eingehende Analyse der auf diesem Gebiet herrschenden Situation und der Ursache hierfür führt zu der Schlussfolgerung, dass, wenn man den Gebrauch von Haushalts- oder Industriemaschinen zum Waschen von Obst, Gemüse und anderer Gegenstände einführen will, es notwendig ist, neue Waschprinzipien zu finden und zu entwickeln.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Hindernisse und Einschränkungen, welche einer allgemeinen Annahme von Maschinen auf diesem Gebiet im Wege stehen, zu beseitigen und ein neues oder jedenfalls auf diesem Gebiet noch nicht angewendetes Waschverfahren zu schaffen, welches zum Waschen insbesondere von Obst und Gemüse angewendet werden kann und wirksamer und zweckentsprechender ist als die bisher angewendeten Verfahren.

Im Rahmen dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Überwindung der technischen Schwierigkeiten und die Schaffung einer Maschine zum Waschen von Obst usw., welche zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignet ist, vor.

In diesem Rahmen sieht die Erfindung ferner die Schaffung einer Maschine der oben angegebenen Art vor, die wesentlich wirksamer und gleichzeitig zweckentsprechender arbeitet und weniger verbraucht als analoge Maschinen bekannter Bauart.

Die erwähnte Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Waschen, insbesondere von Obst und Gemüse gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es darin besteht, dass man die zu reinigenden Materialien in eine Tauchflüssigkeit eintaucht und gegen die zu reinigenden Materialien einen Strahl eines Entfernungsmediums mit anderem spezifischen Gewicht als die Tauchflüssigkeit, in welcher es unlöslich ist, richtet, wobei ein Verrühren und Vermischen der Flüssigkeit und des Mediums auf den zu reinigenden Oberflächen bewirkt.

Durch dieses Einführen eines Entfernungsmediums in die Eintauchflüssigkeit wird eine Verrühr- und Mischungswirkung bis zur Erzeugung einer im wesentlichen gleichmäßigen Suspension des Entfernungsmediums in der Eintauchflüssigkeit hervorgerufen. Durch diese Verrühr- und Vermischungswirkung wird ein hochwirksamer Reinigungseffekt an dem in die Eintauchflüssigkeit untergetauchten Gut hervorgerufen. Dieser Reinigungseffekt ist unabhängig von Art und Formgebung der zu reinigenden festen Gegenstände. Andererseits ist dieser Einigungseffekt auch schonend, so dass auch empfindliches Gut, insbesondere Obst und Gemüse ohne Schaden wirksam gereinigt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie der ihr zugrundeliegende Grundgedanke werden aus der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen deutlicher. In den schematischen Darstellungen der Zeichnung sind:

Fig. 1 ein Versuchsapparat zur Beobachtung der Reinigungswirkung eines

Flüssigkeitsstrahles auf eine in eine Flüssigkeit eingetauchte Wand;

Fig. 2 und 3 die Ergebnisse, die bei zwei Versuchen mit dem um 90

Grad gedrehten Apparat gemäß Figur 1 erzielt wurden;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung im Aufriss einer erfindungsgemäßen

Gemüsewaschmaschine;

Fig. 5 und 6 in derselben Darstellung zwei Varianten der Maschine gemäß

Figur 4.

Der Versuchsapparat gemäß Fig. 1 besteht aus einem zylindrischen Behälter mit vertikaler Achse, der mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, bis zur Niveaulinie 2 gefüllt ist und aus einer Einspritzdüse 3, die mit vertikaler Achse an einem unteren Rand des Behälters 1 befestigt ist, um einen Strahl nach oben abzugeben, der die Innenwand bestreicht. Die Düse 3 wird mit einem Misch- oder Entfernungsmedium über ein Rohr 4 gepresst, welches an eine symbolisch mit dem Pfeil 5 bezeichnete Quelle dieses Mediums angeschlossen ist.

Um die Reinigungs- oder Ablösungswirkung verschiedener Kombinationen von Tauchflüssigkeit und Entfernungsflüssigkeit beobachten und bewerten zu können, ist ein weiter Wandbereich mit einem fingierten Schmutzstandard bedeckt worden, welcher aus einem anhaftenden Film von weißem Mehl bestand.

Nach einer kurzen Wirkungszeit eines Strahles im Eintauchbereich wird beobachtet und ermittelt, wie der fingierte Schmutzfilm durch den Strahl erfasst wurde. Ohne weiter auf die Versuchseinzelheiten und ermittelten Daten einzugehen, werden qualitativ die Ergebnisse wieder gegeben, die unter den industriell interessantesten Bedingungen erhalten worden, wobei man als Bezugsausdruck einen normalen Wasserstrahl in Wasser einsetzt.

Figur 2 zeigt das typische Aussehen einer unter den Bezugsbedingungen behandelten Wand. Dabei ist mit 6 der Überzug mit dem fingierten Schmutz bezeichnet und mit 7 ein Abschnitt oder Streifenteil eines die Wand bestreichenden Wasserstrahles.

Die Fig. 3 hingegen zeigt einen mit 7´ bezeichneten entfernten Bereich, der erhalten wurde, wenn als Entfernungsmedium nicht mehr Wasser sondern ein Druckluftstrom verwendet wurde, der entlang der in Wasser eingetauchten Wand eingeblasen wurde. Wie man sieht, ist die Fläche viel größer, auch bis zu drei bis vier Mal größer, obgleich der Energieverbrauch, den das Einblasen der Luft mit sich bringt, geringer ist.

Während der Wasserstrahl eine ziemlich begrenzte Wirkungsdistanz hat, die mit der Erhöhung des Druckes nur wenig ansteigt (es erhöht sich dabei fast nur die Turbulenz, die, wie bereits gesagt wurde, für das Waschen bedeutungslos ist), verringert sich die Wirkung der Luft nicht mit der Höhe, weil die Auftriebskraft der Luft genügt, um einen Ablöseeffekt aufrecht zu erhalten.

Vor Anwendung der beobachteten Erscheinungen, um die daraus resultierenden Vorteile besser zu bewerten und an optimale Bedingungen heranzukommen, wurde nach einer theoretischen Erklärung derselben gesucht, die in der Folge angegeben wird. Bei der Haftung der Schmutzteilchen sind Oberflächenkräfte, auch Van der Waals´sche Kräfte genannt, beteiligt, die nicht leicht zu überwinden sind, wenn man nicht zwischen den in Berührung stehenden Körpern einwirkt. Tatsächlich basiert das chemisch-physikalische Waschen mit Seifen und Tetergentien darauf, von einer zu waschenden Oberfläche die Molekularschichten absorbierter Luft freizusetzen, deren Entwicklung das Wasser gewöhnlich nicht zulässt, sondern die es vielmehr bestrebt ist, mit der Kraft seiner Oberflächenspannung zusammenzudrücken.

Die Tenside bewirken eine Herabsetzung der Oberflächenspannung, wodurch sich die Luftbläschen aufblähen und die darüber befindlichen Schmutzteilchen abstoßen; weiters dringt dort, wo Luft entfernt worden war, Wasser zwischen Schmutz und Wand ein, wodurch die Anziehungskräfte herabgesetzt werden und was etwa die Wirkung eines Keiles hat. Nun wirken die Luftblasen im Wasser physikalisch wie Detergentien, das sie die filmartige Wassergrenzschicht, welche die Luftbläschen zusammendrückt, unterbrechen und daher die Entlüftung und folglich die nachfolgende Benetzung der Oberfläche begünstigen, wodurch die anhaftenden Teilchen abgelöst werden. Makroskopisch erzeugen die auf den Oberflächen strömenden Luftblasen eine Aufeinanderfolgen von flüssigen Wellen, welche die Teilchen direkt mit kinetischer Energie treffen, wobei von den Blasen die Grenzschicht aufgebrochen wird, die hingegen bei Anwendung von in Wasser eingeblasenen Wasserstrahlen die Schmutzteilchen schützen, in dem sie sie einhüllen, Dieser Wascheffekt der Luftblasen ist überdies aus der Kavitationsabrasion bekannt. Es ist offensichtlich, dass derselbe Mechanismus auch dann zur Wirkung gelangt, wenn anstelle von Luft besondere in Wasser nicht lösliche und die zu waschende Oberfläche nicht benetzende Flüssigkeit eingebracht werden, weil unter einem Tropfen einer solchen Flüssigkeit der anhaftende Wasserfilm in Mikrotröpfen aufgebrochen wird, was die bereits erwähnte Wegführung der Luft begünstigt.

Ein weiterer Vorteil des Luftstrahlers ist der, dass die von der Turbulenz mitgerissenen Luftbläschen auch tiefe Lücken und Totzonen, beispielsweise zwischen den Salatblättern, die für einen Wasserstrahl jedenfalls unerreichbar sind, erreichen können. Es wurde gefunden, dass die Abmessung der im Wasser erzeugten Luftbläschen nicht kritisch ist, weshalb bei der Bildung des Strahles in weiten Bereichen variiert werden kann. Durch vorliegende Erfindung wird daher ein neues und vollkommen.

Von dem der bekannten Gemüsewaschmaschinen und auch von dem an ihrer Waschmaschinen unterschiedliches Verfahren zur Entfernung von Schmutz geschaffen.

Die Fig.4, 5 und 6 zeigen, wie die Prinzipien des neuen Waschverfahrens für eine Maschine zum Waschen von Gegenständen, wie Gemüse, angepasst sind.

Mit 11 ist ein Behälter bezeichnet, 12 ist das Wasserniveau, 13 die Lufteinblasdüsen und 15 eine Luftquelle, die von einer Luftpumpe 16 und einem Verteilersammler 16´ unterstützt sein kann. Konzentrisch zum Behälter 11 ist ein vorzugsweise aus Metallgitter bestehender Korb 20, dessen Wände in geringem Abstand zum Behälter liegen, eingesetzt, welcher die zu waschenden Gegenstände in einem entsprechenden Abstand von den Düsen enthält, um eine gewisse Durchmischung oder Homogenisierung zwischen Luft und Wasser vor dem Auftreffen auf die Gegenstände zu ermöglichen. In typischer Weise sind bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform die Düsen auf dem ganzen unteren Teil des Behälters sowohl auf dem Boden als auch auf dem Mantel verteilt, wobei sie gewünschtenfalls auch einzeln eingestellt werden können, um eine optimale Verteilung der eingeblasenen Luft zu erzielen. Weiters wird jede Düse 13 von einem eigenen

Zuführungsrohr 14 gespeist. Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der vorhergehenden durch die Art, auf welche die Düsen verteilt sind. Zwischen dem Boden des Behälters 11 und des Korbes 20 ist eine Schneidewand oder Abschirmung 18 aus Blech vorgesehen, auf welcher die Düsen 13 eingesetzt sind. Auf diese Weise wird ein doppelter Boden 19 erhalten, der als Luftverteiler fungiert.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 löst das Problem der Luftverteilung dadurch, dass in das Innere des Behälters ein einziges Zuführungsrohr 17 eingesetzt ist, das zugleich Sammler und Düsenhalter ist, da die Düsen 13 direkt parallel auf ihm angeordnet sind. Gemäß der Zeichnungsfigur ragt das Rohr 17 axial in die Einbuchtung 20´ des Korbes 20 hinein, es könnte aber ebensogut oder stattdessen spiralförmig auf dem Boden und im seitlichen Zwischenraum zwischen Korb und Behälter verlaufen. Weiters könnte das Rohr 17 durch einen drehbaren Verteiler von der Art eines durch den Ausstoß angetriebenen drehbaren Laufkranzes, der axial oder auf dem Boden oder im seitlichen Zwischenraum angeordnet ist, zur besseren Luftverteilung gebildet sein. Alternativ kann der Korb drehbar ausgebildet sein oder aber können die zu reinigenden Gegenstände durch Luftströme oder an- deren Einrichtungen bewegt werden. Zweckmäßigerweise wird eine Möglichkeit zum Wasserwechsel vorgesehen, die an benannt und daher nicht beschrieben ist und an sich durch die vorliegende Erfindung nicht
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verhindert wird.

Claims (10)

1) Verfahren zum Waschen unterschiedlicher fester Gegenstande, insbesondere von Obst und Gemüse, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, dass man die zu reinigenden Materialien in eine Tauchflüssigkeit eintaucht und gegen die zu reinigenden Materialien einen Strahl eines Entfernungsmediums mit anderem spezifischen Gewicht als die Tauchflüssigkeit, in welcher es unlöslich ist, richtet, wobei ein Verrühren und Vermischen der Flüssigkeit und des Mediums auf den zu reinigenden Oberflächen bewirkt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigenden Materialien in die aus Wasser bestehende Eintauchflüssigkeit eingetaucht werden und das Entfernungsmedium aus von unten in den Behälter eingeblasener Luft besteht.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernungsmedium in Strahlen eingeblasen wird, die befähigt sind, eine Bewegung der zu reinigenden Materialien hervorzurufen.

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen der Flüssigkeit mit dem Medium bis zu einer gewissen Homogenisierung gebraucht wird, bevor das Medium auf die zu reinigenden Materialien auftrifft.

5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem Behälter, der eine Eintauchflüssigkeit und die zu reinigenden Materialien in dieser Flüssigkeit eingetaucht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen (12 bis 19) aufweist, die befähigt sind, in die genannte Flüssigkeit ein Entfernungsmedium einzuführen, welches ein anderes spezifisches Gewicht besitzt als das der Flüssigkeit.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung der zu reinigenden Materialien in den Behälter (11) ein Korb (20) vorzugsweise aus Gittermaterial eingesetzt ist, der mit dem Behälter einen Zwischenraum bildet, in den Einrichtungen (12 bis 19) zur Einführung des genannten Entfernungsmediums einmünden.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einrichtungen (12 bis 19) zur Einführung des Mediums aus wenigstens einer Düse (13) bestehen, die an eine Luftpumpe (16) oder Luftquelle (15) angeschlossen ist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trenn- oder Scheidewand (18) vorgesehen ist, die im genannten Behälter einen doppelten Boden bildet, in welchen Luft eingeführt wird, und die mit Löchern oder Düsen (13) zur Verteilung von Luftströmen unterhalb der zu reinigenden Materialien versehen ist.

9) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Einführung des Entfernungsmediums aus einem einzigen Verteilerrohr (17) bestehen, an dem Düsen (13) angebracht sind und welches sich entlang der ganzen Zone erstreckt, von welcher aus das Medium in den Behälter eingeführt werden soll.

10) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einrichtungen zur Einführung des Entfernungsmediums aus einer Vielzahl von Leitungen (14) bestehen, von denen jede in einer Düse (13) mündet, welche in der Nähe der Basis des genannten Behälters angeordnet ist.