DE69010831T2 - Entfernung von oberflächenflüssigkeit von gegenständen. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Oberflächenflüssigkeit von Behältern, und mehr im besonderen die Entfernung von Wasserpartikeln von zylindrischen Dosen.
• In der Nahrungsmitteleindosungsindustrie ist es üblich, gefüllte Dosen durch Sterilisiereinheiten laufen zu lassen, beispielsweise hydrostatische Sterilisiereinheiten, um den Inhalt der Dose zu sterilisieren. Wenn die Dosen das Sterilisierverfahren durchlaufen haben, verbleibt eine beträchtliche Menge von Wassertropfen auf den Oberflächen der Dosen zurück. Weiterhin können Nähte in den Dosen nach ihrer Sterilisierung zeitweise zu einem Auslecken neigen. Die Anwesenheit von Wasser ist daher unerwünscht, da sich Mikroorganismen in dem Wasser entwickeln können, wodurch sich die Gefahr einer Verunreinigung der Dosen infolge Durchtritts der Mikroorganismen durch die undichten Nähte ergibt.
• Es wurde vorgeschlagen, eine derartige Oberflächenflüssigkeit von den zylindrischen Flächen der Dosen dadurch zu entfernen, daß die Dosen an einem Luftmesser vorbeigerollt werden, welches einen Luftstrahl auf die Dosenoberflächen bläst. Dies hat sich jedoch nicht allgemein als akzeptabel erwiesen, da es schwierig ist, die gesamte zylindrische Fläche von Wassertropfen zu reinigen, ohne eine Mehrzahl solcher Luftmesser zu verwenden. Wenn weiterhin die Luftmesser zur Rollachse der Dosen geneigt sind, werden die Wassertropfen immer noch nicht ausreichend entfernt, da sie die Tendenz haben, sich in Richtung des Endes der Dose unter dem Rand oder der Naht anzusammeln, welcher an die zylindrische Fläche angrenzt.
• Ein zweites Verfahren zum Entfernen solcher Oberflächenflüssigkeit wurde vorgeschlagen, welches die Anwendung eines Heizbetttrockners umfaßt. Dosen werden um ihre Längsachse quer über eine mit Dampf beheizte Fläche gerollt, im allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von 127 bis 130ºC. Die Oberfläche ist mit einem absorbierenden Tuch bedeckt, auf welchem sich Feuchtigkeit ansammelt. Die Temperatur des Tuches wird für hoch genug erachtet, um Feuchtigkeit rasch zu verdampfen, so daß ein Wachstum von Mikroorganismen verhindert ist. Druckluft kann vor dem Aufheizen über die beiden Stirnseiten der Dose geblasen werden, um Wasser in Vertiefungen der Dose zu entfernen.
• Eine dritte Methode zum Entfernen von Oberflächenwasser wurde vorgeschlagen, welche darin besteht, innere Trocknungssysteme anzuwenden. Dosen, die auf Trägerstangen des Sterilisierers angeordnet sind, können vor dem Abladen getrocknet werden. Nach einer Kühlung werden die Dosen mit einer Mischung aus oberflächenaktivem Mittel/Dampf besprüht und anschließend wandern sie einen Trocknungsabschnitt hinab, durch den ein Gegenstrom von Luft hindurchgezogen wird. Diese Methode leidet unter einer Anzahl von Nachteilen. Zuerst führt die Methode zu einer Verzögerung bei der Behandlung der Dosen, da wenigstens zehn Minuten für die Trocknung der Dosen auf diese Weise benötigt werden. Zweitens ist dieses Verfahren sehr aufwendig. Es wird gewöhnlich in einem Trocknungsturm durchgeführt, der auf einer hohen Temperatur gehalten werden muß, was zu einem beträchtlichen Energieaufwand führt.
• Alle diese Verfahren nach dem Stande der Technik sind beschrieben in "Hygienic Design of Post Process Can Handling Equipment" (Technical Manual No 8, veröffentlicht von The Campden Food Preservation Research Association, Chipping Campden, Gloucestershire, GL55 6LD, England).
• US-A-4477287 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung von Flüssigkeit von sich bewegenden Oberflächen, beispielsweise solchen in Prozeßlinien, auf denen kontinuierliche flachgewalzte Produkte oder Streifen gefertigt oder behandelt werden. Luft, die von einer Luftmessereinheit erzeugt wird, wird mit sehr hoher Geschwindigkeit im allgemeinen senkrecht auf die flachgewalzten Produkte aufgebracht. Angesammelte Flüssigkeit wird von dem Produkt durch einen Vakuumschlitz abgesaugt.
• US-A-2948968 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeit von Flachmaterial mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche, beispielsweise Glasplatten. Vorschubwalzen führen die Glasplatten zu, und eine oder mehrere Düsen blasen Gas oder Luft direkt gegen die Platten. Dort, wo eine Düse vorgesehen ist, ist die Düse in einer unmittelbaren Senkrechten zur Ebene der Bahn des Glases angeordnet. Dort, wo mehrere Düsen vorgesehen sind, wird das Gas oder die Luft in einem schrägen Winkel relativ zur senkrecht zur Bahnebene des Materials verlaufenden Ebene geblasen.
• Die vorliegende Erfindung vermittelt eine Vorrichtung zur Entfernung von Oberflächenflüssigkeit von einer Dose, wobei die Vorrichtung umfaßt: ein Luftmesser mit einem die Oberfläche der Dose umschließenden, ringförmigen Schlitz zum Aufbringen eines ersten Gasstrahls unter Druck in einem spitzen Winkel hierzu, Mittel zur Veranlassung einer Relativbewegung zwischen der Dose und dem Strahl und in Richtung des ersten Strahles betrachtet stromabwärts vorgesehene Saugmittel mit einer Saughaube, die eine ringförmige Saugöffnung einschließt, welche zur Oberfläche der Dose in einem spitzen Winkel geneigt ist, zum Abziehen eines zweiten Gasstrahls unter Absaugung aus einem Oberflächenbereich der Dose, so daß Oberflächenflüssigkeit hiervon entfernt wird.
• Diese Vorrichtung vermeidet die Notwendigkeit der Anwendung einer Mehrzahl von Luftmessern und ist bei Anwendung auf Dosen in der Lage, unerwünschte Flüssigkeit von der gesamten Oberfläche der Dosen in einem Grad zu entfernen, welcher für den Zweck einer Reduzierung der Verunreinigungsgefahr akzeptabel ist.
• Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung zur Entfernung von Oberflächenflüssigkeit von den Umfangsflächen einer Folge zylindrischer Dosen, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Gegenstände nacheinander durch die Vorrichtung hindurchzuschieben. Ferner wird auch ein Verfahren zum Entfernen von Oberflächenflüssigkeit vermittelt.
• Vorzugsweise liegt der spitze Winkel, mit dem der Gasstrahl auf die Oberfläche des Behälters aufgebracht wird, im Bereich von 65 bis 70º, mehr vorzugsweise bei etwa 70º. Vorzugsweise wird das Luftmesser auf die Oberfläche des Behälters geblasen. Die Saugmittel können von dem Strahl einen Abstand von etwa 5 mm haben und umfassen eine Saughaube, die eine ringförmige Saugöffnung einschließt. Diese Öffnung ist in typischer Weise in einem Winkel von 80º zur Oberfläche des Behälters geneigt.
• Im Betrieb kann, falls der Behälter eine Dose ist, das Gas über einen Speicherraum zugeführt werden, vorzugsweise mit einem Druck nicht höher als 50 psi. Obwohl höhere Drücke (z.B. 70-85 psi) angewandt werden können, gestattet die Kombination des Gasstrahles und der Saugmittel die Anwendung niederer Drücke, wodurch die Betriebskosten der Vorrichtung weiterhin reduziert werden. Dosen laufen unter Verwendung irgendwelcher konventioneller Mittel durch die Vorrichtung hindurch, beispielsweise in Form von "Säulen" bis zu etwa 17 Dosen, welche mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch eine kontinuierliche Nockenkette hindurchgedrückt werden können. Oberflächenflüssigkeit wird durch den Gasstrahl von den Dosen weggeblasen und kann eine stehende Welle aus Flüssigkeit bilden, welche durch die Saugmittel von der Dosenoberfläche entfernt werden kann. In den Ausdruck "Oberflächenflüssigkeit" sollen nicht nur Wasser- oder andere Flüssigkeitstropfen eingeschlossen werden, sondern auch alle Feststoffteilchen, welche in der Flüssigkeit eingeschlossen sein können.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr, lediglich in Form eines Beispieles, mit Bezug auf die beiliegende einzige Figur der Zeichnung beschrieben, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
• Die auf der Figur dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Elemente, nämlich eine Luftmessereinrichtung 10 und eine Saugeinrichtung 12.
• Die Luftmessereinrichtung weist einen zylindrischen Körper 14 mit einem rechts gelegenen Flansch 16 auf. Am Flansch 16 ist ein Messergehäuse 18 befestigt, welches über einen O-Ring 20 gegen den zylindrischen Körper 14 abdichtet.
• Links vom Körper 14 und dem Gehäuse 18 bilden diese Teile einen schmalen, ringförmigen Spalt 19, dem Luft unter Druck über eine Öffnung 24 an der Oberseite des Gehäuses zugeführt werden kann.
• Der Innendurchmesser des zylindrischen Körpers 14 liegt in der Größenordnung von 80 mm und kann eine Folge von Dosen C aufnehmen, wobei der Freiraum an jeder Dose rund um deren Umfang herum etwa 2 mm betragen kann.
• Die Dosen C werden in das Luftmesser von der linken Seite her eingeführt, so daß eine Komponente des Luftstrahles gegen die Bewegungsrichtung der Dosen gerichtet ist.
• Die Saugeinrichtung 12 ist weitgehend ähnlich dem Luftmesser und gewissermaßen ein Spiegelbild von ihm. Die Einrichtung besteht aus einem zylindrischen Körper 26, der mit einem Flansch 28 ausgebildet ist, wobei ein Sauggehäuse 30 am Flansch befestigt ist. Die rechts gelegene Seite des Gehäuses bildet mit dem zylindrischen Körper 26 einen ringförmigen Raum 31, durch welchen hindurch Luft unter Saugwirkung über eine Öffnung 32 zum Boden des Gehäuses 30 hin abgezogen wird. Der ringförmige Raum 31 ist in einem Winkel von 80º zur Oberfläche des Gegenstandes geneigt.
• Die Breite des Luftstrahlspaltes 19 beträgt vorzugsweise 0,25 mm und der Luftdruck reicht vorzugsweise von 3 bis 15 psi. Als maximale Luftströmungsgeschwindigkeit werden 27 l/s vorgezogen.
• Im Betrieb wird eine Folge oder "Säule" von Dosen mit Geschwindigkeiten bis zu etwa 2 m/sec durch die Vorrichtung hindurchgeführt. Die maximale Dosendurchsatzgeschwindigkeit ist in typischer Weise 450 Dosen pro Minute. Die Wassertropfen sammeln sich somit links vom Luftstrahl und bilden um die Dose herum eine stehende Welle 34. Die Geometrie des Luftmessers und der Saughaube ist so getroffen, daß die stehende Welle in der Nähe des Saugraumes 31 auftritt, so daß Wasser kontinuierlich von der stehenden Welle abgesaugt wird.
• Dadurch, daß die Neigung des Luftstrahles gegenüber der Oberfläche oder Achse der Dosen in einem Winkel von 70º liegt, wird der auf die Dosen ausgeübte Luftwiderstand reduziert, wodurch die Energieanforderungen an die Vorrichtung verringert werden. Da weiterhin eine Reihe von kreisförmigen, in den Dosen ausgebildeter Sicken, wie beispielsweise bei 36 gezeigt, vorliegen können, ist der Luftstrahl in der Lage, auch in diese Sicken einzudringen, um das Wasser aus ihnen zu entfernen.
• An der Unterseite des Luftmessers und der Saugeinrichtung ist ein Paar Gleitkufen ausgebildet, auf denen die Dosen aufruhen, so daß sie zentral innerhalb des Luftmessers gehalten sind.
• Im Normalbetrieb können Gruppen oder Säulen von Dosen, etwa 17 an der Zahl, durch das Luftmesser hindurchgeführt werden. Um die anfängliche hohe Kraft zu vermeiden, welche von dem Luftmesser auf die erste, in das Luftmesser eintretende Dose verursacht wird, kann dafür Vorsorge getroffen werden, daß die letzte Dose jeder Säule jeweils im Luftmesser belassen wird, bis sie durch die erste Dose der nächsten Säule hindurchgedrückt wird.
• Es ist offensichtlich, daß die beschriebene Vorrichtung befähigt ist, im wesentlichen das gesamte Oberflächenwasser von den zylindrischen Flächen der Dosen zu entfernen, und zwar selbst um Ränder oder Nähte der Dosen herum.
• Als Beispiel zeigt Tabelle 1 den Einfluß verschiedener Luftmesserwinkel und der Absaugungsanwendung auf den Feuchtigkeitsgrad, wie er auf dem Körper der Dosen verbleibt. Die Ergebnisse wurden unter Verwendung von Dosen von 16 oz erhalten. Typische Feuchtigkeitswerte auf Dosen, die aus dem Sterilisierer austreten, sind etwa 750 mg. Obwohl eine anwachsende Dosengeschwindigkeit den Trocknungswirkungsgrad reduziert, gibt eine Anwendung eines Messers und einer Saughaube mit 70º einen guten Wirkungsgrad, der typischerweise einen Feuchtigkeitsgrad von weniger als 30 mg bei Dosengeschwindigkeiten von 1,8 m/s umfaßt. TABELLE 1 Luftmesserwinkel Saughaube Dosengeschwindigkeit Körperfeuchtigkeitsgrad

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Entfernen von Oberflächenflüssigkeit von einer Dose, wobei die Vorrichtung umfaßt: ein Luftmesser (10) mit einem die Oberfläche der Dose umschließenden, ringförmigen Schlitz (19) zum Aufbringen eines ersten Gasstrahls unter Druck in einem spitzen Winkel hierzu, Mittel zur Veranlassung einer Relativbewegung zwischen der Dose und dem Strahl und in Richtung des ersten Strahls betrachtet stromabwärts vorgesehene Saugmittel (12) mit einer Saughaube, die eine ringförmige Saugöffnung (31) einschließt, welche zur Oberfläche der Dose in einem spitzen Winkel geneigt ist, zum Abziehen eines zweiten Gasstrahls unter Absaugung aus einem Oberflächenbereich der Dose, so daß Oberflächenflüssigkeit hiervon entfernt wird.

2. Vorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der der spitze Winkel im Bereich von 65 bis 75º ist.

3. Vorrichtung wie in Anspruch 2 beansprucht, bei der der spitze Winkel etwa 70º ist.

4. Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, bei der der ringförmige Schlitz bis zu etwa 2 mm weit ist.

5. Vorrichtung wie in einem der voranstehenden Ansprüche beansprucht, bei der die Saugmittel etwa 5 mm von dem ersten Strahl entfernt sind.

6. Ein Verfahren zum Entfernen von Oberflächenflüssigkeit von einer Dose, welches umfaßt: Aufbringen eines Gasstrahles unter Druck als ein Ring zur Umgrenzung der Dosenoberfläche in einem spitzen Winkel hierzu, Veranlassen einer Relativbewegung zwischen der Dose und dem Strahl und in Richtung des ersten Strahls betrachtet stromabwärts Abziehen eines zweiten Gasstrahles unter Absaugung als ein Ring der die Dosenoberfläche in einem spitzen Winkel hierzu umgrenzt, und zwar aus einem Oberflächenbereich der Dose, so daß Oberflächenflüssigkeit hiervon entfernt wird.

7. Ein Verfahren wie in Anspruch 6 beansprucht, bei dem der spitze Winkel im Bereich von 65 bis 75º ist.

8. Ein Verfahren wie in Anspruch 7 beansprucht, bei dem der spitze Winkel etwa 70º ist.

9. Ein Verfahren wie in einem der Ansprüche 6 bis 8 beansprucht, bei dem der zweite Strahl 5 mm stromabwärts des ersten Strahls abgezogen wird.

10. Ein Verfahren wie in einem der Ansprüche 6 bis 9 beansprucht, bei dem der Gasdruck 3,45 bar (50 psi) nicht überschreitet.