DE69307186T2 - Hochwirksames Dampfkochgerät - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET:
• Diese Erfindung betrifft das Dampfgaren von Nahrungsmittelprodukten, insbesondere von Garnelen, und genauer betrifft sie durch industrielle, hochvolumige Kochgeräte zu fördernde Produkte, so wie Rohgarnelen durch eine Dampfkochkammer auf Förderbändern zum Garen.
HINTERGRUNDTECHNIK:
• Dampfkochgeräte, durch die Förderbänder Nahrungsmittelprodukte tragen, sind wohlbekannt. Zum Beispiel werden Häute von Tomaten abgelöst, die auf einem Förderband der US-A 1,992,398 gehalten werden, indem eine Kochzone mit überhitzem Dampf oberhalb atmosphärischen Druckes gehalten wird. Es gibt keinen Versuch, in effizienter Weise das gesamte Produkt zu kochen noch ein effizientes Kochgerät zu erzeugen. Somit wird der heiße Dampf bei hohem Druck verwendet, um Luft aus der Kochzone zu treiben, und somit wird die Dampfenergie ineffizient zum Kochen des Nahrungsmittels ausgenutzt.
• Gemüse werden durch verdampfes Wasser über einem Volumen kochenden Wassers in der US-A-4,937,090 dampfgekocht. Die niedrigen Kochtemperaturen, die kritischen Umstände bei Temperatur und Produktsteuerung und Ineffizienz des Wärmeaustausches zwischen dem Produkt und dem Heizmedium zieht eine lange Kochzeit nach sich und verhindert Gleichförmigkeit und Effizienz des Kochens durch die Energiequelle, die den Wasserbehälter beheizt.
• Die US-A-5,072,663 lehrt besonders ein Kochgerät für Garnelen mit Dampf, der mit einem Druck, der höher ist als der atmosphärische, durch eine Kochzone strömt, welche ein Förderband enthält. Eingegebener Kochdampf wird mit Luft vermischt, die durch das Band in die Abteilung getragen wird, mit Dämpfen, die von den kochenden Garnelen freigegeben werden, bevor der Garnelenkochbereich erreicht wird, so daß die eingegebene Dampfenergie nicht konzentriert ist und lediglich auf den zu kochenden Garnelen verbraucht wird. Weiterhin sind gleichförmige Kochbedingungen schwierig zu erhalten, wegen der Abhängigkeit beispielsweise von sich ändernder Lufttemperatur und Feuchtigkeit. Auch wird heißerer Dampf, der zum oberen Bereich der Abteilung wandert, aus dem oberen Teil des Kochgerätes ausgelassen, was weiterhin den Kochwirkungsgrad herabsetzt. Der Druck des einlaufenden Dampfes hält die Abteilung oberhalb des atmosphärischen Druckes, so daß weiterhin der heiße Dampf hinaus in die Atmosphäre getrieben wird. Da ein Versuch gemacht wurde, geringe Energieverluste durch Kabinenwände mit speziell geformter Isolation eines Gehäuses aus rostfreiem Stahl zu halten, ist es klar, daß ein effizienteres System nicht erkannt worden ist.
• Eine vorangehende Entwicklung ist ein Kochgerät mit gesättigtem Dampf in der US-A-4,862,794 für eine VORRICHTUNG ZUM STEUERN DES VORGARENS UND DES MASCHINENSCHÄLENS VON GARNELEN. Dieses Kochgerät trägt Garnelen über einen Förderer in ein flaches, umgedrehtes Gehäuse mit offenem Boden, in das kontinuierlich gesättigter Dampf nahe der geschlossenen Deckenplatte eingespeist wird, wo er bleibt, bis Kondensat in die Atmosphäre durch den offenen Boden abfällt, wenn er beim Kochen der Garnelen auf dem Förderband abkühlt, das durch den gesättigten Dampf bei einer konstanten Temperatur von 100ºC (212ºF) läuft. Somit bleibt, solange der gesättigte Dampf wieder je nach Erfordernis aufgefüllt wird, um Kochenergie für die Garnelenmenge zu ersetzen, die bei seinem Vorliegen gekocht werden, die Kochtemperatur konstant. Es liegt ein beträchtlicher Vorteil darin, Luft und Dünste aus dem gesättigten Dampf durch den Strom frischen gesättigten Dampfes in den Kochbereich fernzuhalten.
• Die GB-A-2 005 524 benutzt Dampf, der durch elektrische Heizgeräte auf eine Temperatur, die so hoch wie 635ºC liegt, überhitzt wird. Der Dampf wird unterhalb des Bandes eingeleitet, um Kondensat und Produktrest nach oben durch das Band in das Kochprodukt zu tragen. Der Betrieb läuft oberhalb des atmosphärischen Druckes.
• Dieses Kochgerät des Standes der Technik arbeitet gut, es ist jedoch gefunden worden, daß es Betriebsmängel hat, die durch das vorliegende verbesserte Kochgerät gelöst werden. Zum Beispiel erlaubt die Struktur des flachen Gehäuses mit offenem Boden das Entweichen von genug heißem Dampf, um den Kochwirkungsgrad zu verringern. Auch erlaubt ein flacher Behälter mit offenem Boden zum Eingrenzen des gesättigten Dampfes das Eintreten von Verunreinigungen, sowie Luft oder internen Dämpfen in Antwort auf externe und interne Luftströmungswege. Zum Beispiel, wenn in der Nähe von Querwinden von einem offenen Fenster oder einer Heizerleitung in einer Anlage gearbeitet wird, ist das Beibehalten nicht verunreinigten gesättigten Dampfes in dem Kochbereich, das für den Kochwirkungsgrad und wiederholbare Kochqualitätssteuerung notwendig ist, nicht machbar.
• Weiterhin legt das Kochen verschiedener Größen von Garnelen bei unterschiedlichen Eingangstemperaturen und Feuchtigkeitsgehalt usw., wenn verschiedene Ladedichten roher Garnelen in industriellen Mengen auf einem bewegbaren Förderband durch das Kochgerät getragen werden, einen weiten Bereich von Kochbedingungen auf. Die Kochgeräte des Standes der Technik könnten solche weiten Bereiche von Bedingungen, denen man sich in der Praxis gegenübersteht, mit effizienten Kochverfahren bei hochvolumiger industrieller Kapazität, bei denen Kochgeschwindigkeiten hoch sein müssen, ohne daß die konsistente Produktqualität zerstört wird, unter einfachen und effektiven automatischen Steuerbedingungen nicht behandeln. Zum Beispiel macht es die geringe Höhe der Kochkammer in dem Kochgerät der US-A-4,862,794 schwierig, die Steuerung unter sich ändernden thermischen Produktlasten zu halten.
• Somit hat diese Erfindung die Aufgabe, den Stand der Technik zu verbessern, indem eine verbesserte, automatisch gesteuerte Kochkammer zur Verfügung gestellt wird, mit einem Innendruck, der im wesentlichen atmosphärisch ist, was das Verdünnen oder Ändern der Kochenergie von 100ºC (212ºF) aus gesättigtem Dampf verhindert, der das Produkt, das gekocht wird, umgibt.
• Weiterhin ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, effizientere und gleichförmigere Kochverfahren und Geräte, die auf höhervolumige, mit höherer Geschwindigkeit arbeitender industrieller Verwendung angepaßt sind, zur Verfügung zu stellen.
• Bei vielen Kochanwendungen ist es wichtig, daß leichter Zugang zu der Kochkammer gegeben ist, so daß Arbeitsgänge, so wie Überprüfung und Reinigung, durchgeführt werden können. Keines der zuvor genannten Kochgeräte zeigt Zugangstüren. Die US-A- 4,887,524 zeigt ein Kochgerät mit Zugangstüren zu der Kochkammer, jedoch keine Maßnahmen für das Abdichten der Türen. Der herkömmliche Weg, Türen abzudichten, geschieht durch die Verwendung einer Gummi- oder Schaumgummidichtung, die um die Öffnung, welche von der Tür abgedeckt wird, geklebt wird. Wenn die Tür geschlossen wird, drückt sie die Dichtung zusammen, was ein Abdichten herstellt, das das Entweichen von Dampf und Wasserdampf verhindert. Mit der Zeit jedoch werden Dichtungen austrocknen und ihre Elastizität verlieren. Der typische Ansatz, der bei einer verschleißenden Dichtung verwendet wird, ist es, die Tür gegen die Dichtung noch mehr anzupressen, jedoch beschleunigt dies das Versagen des Dichtungsmaterials. Wenn dies geschieht, ist die Abdichtung durchbrochen, und nützlicher Dampf kann entweichen, was den Kochwirkungsgrad verringert. Häufiger Ersatz der Dichtungen ist notwendig.
• Weiterhin kann der Klebstoff seinen Halt verlieren, was schwer zu reinigende Spalte oder Lücken zwischen der Unterseite der Dichtung und der Tür bildet. Hohldichtungen, die von einer äußeren Druckluftquelle aufgeblasen werden können, werden verwendet, um die Nachteile zu überwinden, die Schaumgummidichtungen innewohnen. Diese aktiv aufgeblasenen Dichtungen jedoch erfordern oftmals unhandliche Hilfsgeräte, so wie Ventile, Rohre und Pumpen. Folglich ist es eine weitere Aufgabe, einen einfachen, nicht kostenträchtigen Weg zur Verfügung zu stellen, um die Einstellung und den Ersatz von Dichtungen zu minimieren, welche Zugangstüren zu Kochgeräten abdichten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG:
• Verbesserungen bei der Steuerung und dem Wirkungsgrad des Kochens in industriellen Kochgeräten, welche Produkte durch eine Dampfkochkammer auf einem Förderband tragen, werden von dieser Erfindung geleistet. Um einen beträchtlich verbesserten Wirkungsgrad aus einer Energiequelle für gesättigten Dampf zum Kochen von Garnelen und anderen Nahrungsmittelprodukten, so wie Hühnchenstreifen, Gemüse und anderen Meeresfrüchten, zu erhalten, benutzt eine im wesentlichen geschlossene Kochkammer mit einem Innendruck, der im wesentlichen atmosphärisch ist, gesättigten Dampf bei im wesentlichen 100ºC (212ºF), in den die Produkte, die gekocht werden sollen, eingetaucht werden. Maßnahmen werden für das Kochen mit konstanter Temperatur mit gutem Wirkungsgrad bei der Übertragung der Kochenergie aus reinem gesättigem Dampf und für einfache, effektive Steuerungen, um frischen gesättigten Dampf mit einer Rate, die proportional zu der Kochenergie, welche in dem Produkt verbraucht wird, eingefüllt wird, getroffen. (Hiernach implizieren alle Bezugnahmen auf Kochtemperaturen von 100ºC (212ºF) eine Umgebungsbedingung mit standardmäßigem atmosphärischem Druck. Für andere Umgebungsdrücke ist die Kochtemperatur die entsprechende Siedetemperatur des Wassers.)
• Ein Kochbereich ist vorgesehen, um durch Schwerkraft gesättigten Dampf einzugrenzen, der in die obere Zone eines geschlossenen Abteiles steigt und dort verbleibt. Der gesättigte Dampf wird in den Kochbereich mit einer vorbestimmten Rate eingeführt, um kondensierten Dampf zu ersetzen und zu erlauben, daß Kondensat aus dem Kochbereich austropft. Die Strömungsrate des gesättigten Dampfes wird gesteuert, um eine konstante Temperatur von weniger als 100ºC (212ºF) an einer Position in einer unteren Zone des Kochbereiches einzuhalten, die typischerweise zwischen ungefähr 88 - 93ºC (190 - 200ºF) liegt, um somit einfach den Kochprozeß für hohen Kochwirkungsgrad aus dem eingehenden Dampf zu automatisieren, was somit effizienter ist als bei den herkömmlichen Systemen des Standes der Technik, die es ermöglichen, daß eintretender Dampf mit Luft und Dünsten überall in dem Kochbereich vermischt werden.
• Die Nahrungsmittelprodukte werden gekocht, indem sie über eine vorbestimmte Zeit in den Kochbereich mit konstanten 100ºC (212ºF) eingeführt werden, eingestellt durch die Geschwindigkeit des Förderbandes durch den Kochbereich. Ein Kunststoff- Förderband begrenzt den Verlust an Dampfenergie, die üblicherweise zum Erhitzen eines Metallbandes gebraucht wird. Die konstante Kochtemperatur hält die automatisierte Steuerung einfach und effektiv, indem Kochbedingungen für gleichförmige Qualitätssteuerung reproduziert werden. Indem der Strom von Dampf, Dünsten und Luft innerhalb der Kochkammer gesteuert werde, um Verdünnen des gesättigten Dampfes in dem Kochbereich zu vermeiden, werden Variationen der Temperatur, der Qualität der gekochten Nahrungsmittel und deren Gleichförmigkeit und uneffizientes Kochen ausgeschaltet, ebenso wie die Gefahr der Oxidation aus Luftverunreinigungen. Energieverluste durch Auslassen des heißeren Dampfes werden ausgeschaltet, und Wirkungsgrade werden durch die effiziente Wärmeübertragungsschnittstelle zwischen gesättigtem Dampf und dem Produkt verbessert, bis zum Ausschluß isolierender Luft oder Dünste, die Heizenergie absorbieren und verschwenden.
• Insbesondere wird erkannt, daß ein Kochbereich beträchtlicher Höhe erforderlich ist, um in dem Kochbereich im wesentlichen statische Strömungsbedingungen einzuhalten, die auf die Bewegung nach unten durch Schwerkraft, Kondensat, das durch die Übertragung von Wärmeenergie in das Produkt gebildet wird, und entsprechendes Ersetzen kondensierten Dampfes durch frischen gesättigten Dampf beschränkt ist. Somit müssen jegliche Strömungswege von äußerer Luft oder Dünsten ausgeschaltet werden, um die Qualität und den Wirkungsgrad beizubehalten. Schützende Seitenwände an dem Kochbereich definieren eine tiefe Kammer, die eine größere thermische Kapazität gesättigten Dampfes in der oberen Zone der Kammer bietet, so daß die thermische Steuerung vereinfacht wird. Im wesentlichen geschlossene äußere Kammerwände sichern das Ausschalten im wesentlichen der gesamten verunreinigenden Luft und der Dünste aus der oberen Zone
• Der Zugang zu der Kochkammer geschieht durch eine Vielzahl von Zugangsöffnungen in den Seitenwänden der Kochkammer. Gelenkig angebrachte Türen decken die Zugangsöffnungen während des Kochens ab. Eine geschlossene, elastische schlauchförmige Dichtung wird leicht gegen die Außenseite der Kochkammer um die Zugangsöffnung durch die geschlossene Tür gedrückt. Die Temperatur der Kammer bewirkt, daß die Luft sich innerhalb der schlauchförmigen Dichtung ausdehnt, was eine Abdichtung zwischen der Innenseite der geschlossenen Tür und der Außenseite der Kochkammer bildet, die dicht genug ist, um das Entweichen nutzbaren Dampfes durch die Zugangsöffnung zu verhindern.
• Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der gesamten Beschreibung, den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen gefunden werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
• In den beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf ähnliche Merkmale bei den verschiedenen Ansichten beziehen, um den Vergleich zu erleichtern, ist
• Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Dampfkochgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Förderband zum Transportieren eines Produktes, das gekocht werden soll, so wie Garnelen, durch das Kochgerät bei einer gesteuerten Bandgeschwindigkeit;
• Figur 2 eine weggeschnittene Ansicht, ohne das Förderband an seiner Stelle, wobei man in das Innere des Kochbereiches des Kochgerätes in Richtung auf die Eingangsöffnung der Förderbandes sieht, wobei ein Satz von Dampf-Einlaßrohren und Öffnungen und eine untere Tafel mit Kondensations-Auslaßöffnung gezeigt ist;
• Figur 3 eine perspektivische Fragmentansicht, die den inneren Kochbereich und das Tragrahmenwerk für das Förderband mit offenen Seiten-Zugangstüren zeigt;
• Figur 4 eine graphische Darstellung, die das Verhalten des gesättigten Dampfes in dem Kochbereich veranschaulicht, das zu dem effizienten Kochen und der einfachen Regulierung der Kochbedingungen für wiederholbare Qualitätssteuerung bei verschiedenen Produktcharakteristiken und Ladezuständen beiträgt;
• Figur 5 eine Seitenschemaansicht einer Ausführungsform des Förderers des Kochgeräts der Erfindung, die den modularen Aufbau und Steuersystemmerkmale zeigt;
• Figur 6 eine Seitenschemaansicht einer weiteren modularartigen Ausführungsform eines Förderers eines industriellen Kochgerätes mit hoher Kapazität für ein größeres Volumen und höhere Kochgeschwindigkeitskapazität;
• Figur 7 ein System-Blockschaubild, das Kochgeräte- und Steuersystemmerkmale veranschaulicht, welche durch diese Erfindung bereitgestellt werden;
• Figur 8 eine Draufsicht auf die Innenseite der selbstdichtenden Tür und die Dichtung der Erfindung, mit der Tür in einem offenen, abhängenden Zustand;
• Figur 9 eine fragmentarische Teildraufsicht auf die Außenseite der Tür der Erfindung in einem geschlossenen Zustand;
• Figur 10 eine fragmentarische Seitenansicht eines Teiles des Kochgerätes der Erfindung, wobei die Zugangstür teilweise offen ist, und eine Vergrößerung der Dichtung in einem kollabierten Zustand gezeigt wird; und
• Figur 11 eine fragmentarische Seitenansicht wie in Figur 10, mit der Ausnahme, daß die Tür geschlossen und die Dichtung aufgeblasen ist und eine Abdichtung bildet, die das Entweichen von Dampf durch die Zugangsöffnung verhindert.
DIE BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
• Nun mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung werden die Merkmale und Arbeitscharakteristiken der Erfindung in weiteren Einzelheiten beschrieben. Wie es aus Figur 1 zu sehen ist, wird ein Produkt, das gekocht werden soll, beispielsweise Garnelen, auf das Förderband 15 an der Eingangsöffnung 16 zur Förderung durch das Kochgerätegehäuse 17 in Richtung auf die Auslaßöffnung 18 geladen. Bevorzugt ist das endlose Förderband 15 aus Kunststoff, um die Wärmeverluste aus dem Kochgerät durch Strahlung von einem erhitzten Metallband zu verringern. Ein Bandantriebsmotor 19 und ein Bandgeschwindigkeits-Steuersystem 20 sind vorgesehen, um die Verweilzeit des Produktes auf dem Band in dem Kochgerät als ein Kochsteuermerkmal zu ändern. Somit kann nach Anforderungen zum Kochen unterschiedlicher Produkte oder zum Handhaben unterschiedlicher Produktladedichten auf dem Band eine gewünschte Kochzeit eingerichtet werden. Tragbeine 26 sind mit Höheneinstellungen versehen. Türen 27 bis 30 werden nach unten gegen Stützen 31 bewegt, für den Zugang in den inneren Kochbereich für den einfachen Zugang zur Innenseite des Kochgerätes.
• Einen unteren Teil des inneren Kochbereiches sieht man in Figur 2, wobei man in Richtung auf die Band-Einlaßöffnung 16 schaut, ohne daß das Förderband an seiner Stelle wäre. Angeordnet in der oberen Kochzone ist eine Vielzahl oder ein Satz von miteinander in Verbindung stehenden Dampfeinlaßrohren 35, die entlang der Heizkammer verteilt sind, um gesättigten Dampf bei 100ºC (212ºF) einzuführen. Die mehreren Auslaßlöcher oder Schlitze 36 in den Dampfrohren 35 sind seitlich im wesentlichen in eine Ebene parallel zu dem Band (nicht gezeigt) gerichtet, das direkt oberhalb der Dampfeinlaß-Verzweigungsrohre 36 laufen würde. Somit würden Produktreste nicht in die Löcher 36 fallen und diese verstopfen können. Es ist wichtig, sich im Zusammenhang mit dieser Erfindung klar zu machen, daß der gesättigte Dampf ungefähr die Hälfte der Dichte der Luft hat und daß der Kochbereich bei nahezu atmosphärischem Druck gehalten wird, so daß der gesättigte Dampf in der Kochkammer bis zu ihrer oberen Grenze ansteigt, die durch die Deckplattenstruktur des Kochgerätes 17 definiert ist, wobei somit die Produkte, die gekocht werden sollen, auf dem Band eingeschlossen werden.
• Wie es später in weiteren Einzelheiten ausgeführt wird, wird der gesättigte Dampf mit einer Rate eingeführt, die eine gesättigte Dampfatmosphäre sicherstellt, welche das Band in der oberen Zone des Kochbereiches umgibt. Wenn die Dampfkochenergie mit den Produkten, die gekocht werden, ausgetauscht wird, ändert der Dampf seine Phase in Flüssigkondensat (Nebel und Tröpfchen) und tropft durch Schwerkraft auf den Boden der Kochkammer. Der Bandrückführweg verläuft durch die Kochkammer, um sicherzustellen, daß Wärmeverluste aus Strahlung in eine kühlere Umgebung verringert werden, was somit zu einem größeren Kochwirkungsgrad beiträgt, der durch das Kochgerätesystem dieser Erfindung geboten wird.
• Vorsorge wird getroffen, daß der äußere Strom von Luft oder Dunst aus dem Kochbereich gehalten wird, durch die Seitenwände 37 und die Bodenverschlußplatte 38, um somit eine im wesentlichen statische Schicht gesättigten Dampfes in dem Kochbereich zu halten. Die Schicht gesättigten Dampfes erstreckt sich nach unten von der Oberseite der Kammer bis wenigstens dem Pegel des Produktes auf dem Band. Unterhalb der Dampfschicht befindet sich eine Schicht, welche Kondensat aufweist, das kühler ist als der gesättigte Dampf. Kondensat, das von dem Produkt abtropft, wird durch die trichterähnliche Kontur der Bodenplatte 38 gesammelt und in die Kondensatauslaßleitung 39 geschleust. Die Dampfeinlaßleitung 40 wird durch eine Öffnungsplatte 41 in der Bodenplatte 38 eingeführt. Die kritische Tiefe der Seitenwände 37 minimiert den Verlust an gesättigtem Dampf durch die Bandauslaßöffnung 16 und die Auslaßöffnung 16'. Die Rate eingelassenen Dampfes wird somit in der Weise gesteuert, die diskutiert worden ist, um im wesentlichen in gleichem Maße den kondensierten gesättigten Dampf zu ersetzen.
• In Figur 3 sind die Zugangstüren 29, 30 nach unten bewegt, um die innere Kochkammer mit entferntem Band zu zeigen. Die oberen Platten 35 schließen den Kochbereich ein, um den gesättigten Dampf einzugrenzen und seinen Strom nach oben in die Kammer zu begrenzen, wie es an der Oberseite 35' der graphischen Darstellung der Figur 4 angedeutet ist. Diese graphische Darstellung definiert einen Produktpegel 45, einen Übergangsbereich 46, welcher eine Mischung aus kühlerer und schwererer Luft und kondensiertem Wasserdampf aufweist, wie es aus der Temperaturgraphiklinie 47 zu sehen ist, und einen Thermostatsensor-Pegel 48, ebenso wie den Bodenverschlußpegel 38'. Oberhalb des Übergangsbereichs in der oberen Zone des Kochbereiches ist der gesättigte Dampf auf seiner Temperatur von 100ºC (212ºF), und das Produkt ist im wesentlichen in den gesättigten Dampf eingetaucht, um auf dem Produktpegel 45 zu kochen, so daß es vollständig durch gesättigten Dampf umgeben ist, frei von isolierender Luft, so daß der effiziente Übertrag der Dampfenergie auf das Produkt für schnelles, effizientes Kochen sichergestellt wird.
• Da die Kochtemperatur immer auf konstanten 100º C (212º F) ist, sichert ein einfaches Regulieren der Kochzeit in dem Kochbereich eine konsistente Qualität des ausgegebenen gekochten Produktes. Somit wird das einfache Steuern der Bandgeschwindigkeit die Produktverweilzeit und den Grad des Kochens des Produktes steuern, ohne daß man eine weitere Variable beachten müßte.
• Auch die Dampfeinlaßsteuerung des Systems ist sehr einfach, wegen der Beziehung der kritischen Tiefe des Abteils zwischen den geschützten oberen und unteren Zonen des Kochbereiches, die die Schichtbildung des reinen gesättigten Dampfes in der oberen Zone und des Kondensates mit niedriger Temperatur in der unteren Zone halten. Somit arbeitet ein Thermostatsensor 50, der an einer vorbestimmten Höhe in einem stabilen Bereich der unteren Temperaturzone angeordnet ist, mit einer proportionalen Freigabe von nur genug frischem gesättigten Dampf, um die Temperatur an den Sensor konstant zu halten, typischerweise bei 88-93º C (190-200º F). Dies sichert das Einhalten der Kochtemperatur von 100º C (212º F) in dem Bereich und eine schnelle zuverlässige variable Einstellung des Dampfeinlasses, um an die Notwendigkeiten und Bedingungen für die Arbeit anzupassen. Wenn es zum Beispiel eine Lücke in dem Produkt auf dem Förderband gibt, läuft das System effektiv mit sehr wenig neuem Dampf, bereit, unmittelbar mit Vollast zu arbeiten, wenn das Produkt erscheint und den gesättigten Dampf in der oberen Zone kondensiert, was die Temperatur an dem Sensor erniedrigen wird, indem der untere Pegel der reinen gesättigten Dampfschicht ansteigt. Einstellungen werden daher in beiden Richtungen automatisch mit sehr einfachen Steuerungen durchgeführt, um das System bei maximalem Wirkungsgrad laufen zu lassen. Zum Beispiel ist ein kommerziell verfügbares selbstarbeitendes variables Proportionaldampfventil mit Sensor von H.O. Trerice Co. in Detroit, Michigan, für verschiedene Rohrgrößen als Temperaturregulatoren unter dem Markenzeichen "Trerice Series No. 91000" erhältlich.
• Die vorangehende Beziehung ist auch in Figur 5 dargestellt, wobei der Förderkocher 17 und das Haltesystem für das Förderband 15 in Seitenphantomansicht mit offenen Zugangstüren gezeigt ist. Man bemerke, daß ein Kochgerätemodul 55 zwischen den Eingangsöffnungsabschnitt 16 und den Ausgangsöffnungsabschnitt 18 der Transportanordnung des Förderers 15 eingesetzt ist, wie es hinter den beiden offenen Türen zu sehen ist, angeordnet entlang einer ebenen Länge der Förderer-Halteverstrebung. Somit führt die geschlossene Bodenpfanne 38 in die Kondensatablaßleitung 57 und verläuft über die Dampfleitung 40, die Dampf aus einer Hochdruckdampfleitung 80 erhält, welche durch die Bodenpfanne 38 einer nicht gezeigten Quelle bei der Leitung 58 geführt ist und Dampf zu dem Steuerventil 50A durch die Bodenpfanne 38 liefert. Das Einschließen der Hochdruckdampfleitung innerhalb der Kochkammer erhöht den Wirkungsgrad des Kochgerätes und schaltet die Notwendigkeit zum Isolieren der Leitung innerhalb der Kammer aus. Ein Thermostatsensor 50 ist im wesentlichen in der Mitte 59 der unteren Zone des Moduls 55 angeordnet. Das thermostatische Regulator- und Steuerventil 50A ist so eingestellt, daß es an dem Sensor 50 eine konstante Temperatur hält, typischerweise 88º C (190º F).
• Das Produkt reitet auf dem Band 15 durch den oberen Bereich 60 in der Atmosphäre gesättigten Dampfes, die durch die Verzweigungs-Auslaßdüsen 36 geliefert wird. Man bemerke den Pegel 65 der Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Förderband, offen zu der Atmosphäre, um den Druck innerhalb der Kochkammern im wesentlichen auf dem gewünschten und entscheidenden atmosphärischen Druckpegel zu halten. Auch ist es entscheidend, daß Luft schwerer ist als der heiße Dampf und somit nicht für die Förderung in die höherliegende Kochkammer ansteigen wird, ausgenommen der triviale Betrag, der durch Reibung mit dem Förderband und Produkt nach oben in die sehr viel leichtere Atmosphäre gesättigten Dampfes getragen wird, um schnell durch Schwerkraft abzusinken und den im wesentlichen reinen gesättigten Dampf im Kochbereich zu halten. Systeme des Standes der Technik haben im allgemeinen nicht in so effektiver Weise unerwünschte Luft, Dünste und Strömungspfade von Verunreinigungen innerhalb eines Dampfkochgerätes gesteuert und ausgeschaltet und konnten somit nicht den Kochwirkungsgrad und Qualitätskontrolle mit vereinfachten Steuersystemen zur Verfügung stellen, die dieses System symbiotisch erzeugt.
• Wie es aus Figur 6 zu sehen ist, sind zwei Reihen modularer Kochabschnitte 66, 67 entlang dem Förderband vorgesehen, jedes mit ähnlichen Temperatursteuerungen versehen, wie es in Figur 5 gezeigt ist. Somit ist das Produkt in Abschnitt 66 kühler als in Abschnitt 67, und der gesättigte Dampf, der in jedes Abteilung eingegeben wird, ist im wesentlichen nur der, der notwendig die Kochenergie ersetzen muß, die aus dem gesättigten Dampf benötigt wird. Bei den beiden Kochabschnitten 66, 67 wird der Bereich von Durchgangsquantität gekochter Garnele pro Einheitszeit zum Beispiel für industrielle Kochzwecke erhöht. Somit ist eine längere Verweilzeit bei längerer Bandbewegungsentfernung durch gesättigten Dampf verfügbar, was mehr Kochenergie liefert, so daß die Bandgeschwindigkeit für mehr Produktdurchgang erhöht werden kann. Eines der Module kann durch ein Wasch- oder Bräunungsmodul ersetzt oder ergänzt werden, falls gewünscht.
• In Figur 7 ist die Beziehung zwischen dem Dampfeingabesteuersystem zu der Kochbereichsstruktur, die durch diese Erfindung geleistet wird, in Blockschaubildformat ausgeführt. Einlaufender Dampf aus der Quelle 58 wird durch das Ventil 50A proportional gesteuert, so daß er mehr oder weniger wird und die Temperatur am Thermostatsensor 50 in der Zone des unteren Kochbereiches stabil bei 88º-93º C (190-200º F) gehalten wird, mittels eines automatischen Steuersystems 50B, das das Ventil 50A in Antwort auf die am Sensor 50 abgefühlte Temperatur einstellt. Dies hält die Atmosphäre gesättigten Dampfes in der oberen Zone 60 des Kochbereiches und um das Produkt auf dem Förderband 15 herum und erlaubt, daß das Kondensat in Richtung auf den Auslaßkanal 57 im wesentlichen ausschließlich durch Schwerkraft tropft, da nur im wesentlichen der Dampf ersetzt wird, der beim Kochen des Produktes kondensiert wird. Somit korrigiert dieses System den bedeutsamen Nachteil der Vorrichtungen des Standes der Technik, die heißen Dampf in eine Kochkammer und daraus hinaus zwingen und Energie verlieren, die beim Kochen des Produktes eingehen sollte.
• Wie es in Figur 3 gezeigt ist, wird Zugang zu der Kochkammer durch Zugangsöffnungen 98, 99 in den Seitenwänden 37 des Kochgerätes geboten. Unten angelenkte Türen 29, 30 decken die Zugangsöffnungen 98, 99 während des Kochens ab. Wie es in Figur 8 und in Figur 9 gezeigt ist, umfassen die Türen 29 einen Griff 10 mit einem Verriegelungsmechanismus 114 und Gelenkteile 102, welche ein Türscharnier innerhalb des Kochgerätes bilden. Metallische Führungen 104, die sich von der inneren Seite 106 der Tür 29 erstrecken, sind angeschweißt. Eine Dichtung 108, die einen endlosen Hohlschlauch aufweist, ist leicht um die Führungen 104 gestreckt. Die Dichtung besteht aus einem elastischen, im wesentlichen nicht porösen Schlauch aus synthetischem Gummi, so wie Polyurethan oder Neopren, wobei die Enden des Schlauches erhitzt und verschmolzen oder aneinander vulkanisiert sind, um eine endlose, dichte Zwinge 108 zu bilden, mit einer Naht 110, wo zusammengeschweißt wurde. Eine gasförmige Mischung, typischerweise Luft, ist im Inneren der Dichtung 108 eingefangen, wenn sie gebildet wird. Die Luft enthält üblicherweise verdampftes oder kondensiertes Wasser. Haltestreifen 112, die um die Dichtung 108 und durch Löcher in den Führungen 104 in einer Schleife geführt sind, halten die Dichtung locker an Ort und Stelle an der inneren Seite 106 der Tür 29. Die lose gehaltene Dichtung 108 ist leicht zu reinigen und zu ersetzen. Es gibt keine schwer zu erreichenden Spalte, die Verunreinigungen zurückhalten könnten, die bei Anwendungen in der Nahrungsbearbeitung unerwünscht sind.
• Wie es in Figur 10 gezeigt ist, bricht die hohle Dichtung 108, die um die Führungen 104 gestreckt ist, effektiv zusammen, wann immer die Temperatur der Dichtung sich auf einer Temperatur befindet, die beträchtlich unterhalb der Kochtemperatur 100º C (212º F) liegt, wie es der Fall ist, wann immer die Tür offen ist oder wenn das Kochgerät nicht arbeitet. Tatsächlich beträgt bei Zimmertemperatur der Druck der Luft innerhalb der Dichtung 108 ungefähr 1 Atmosphäre, was nicht hoch genug ist, um zu verhindern, daß die Dichtung auf sich selbst zusammenfällt. Da die Dichtung 108 zusammengefallen ist, ist die Tür leicht zu schließen, wobei es keine zusätzliche Verschlußkraft gibt, die notwendig wäre, um die Dichtung zusammenzudrücken, wie es der Fall für eine Schaumgummidichtung sein würde.
• Wie in Figur 11 gezeigt, wo die Tür 29 geschlossen und durch den Eingriff des Verriegelungsmechanismus des Griffes 100 und den Verriegelungsflansch 114, der sich von der Seitenwand 37 des Kochgerätes erstreckt, an Ort und Stelle gehalten wird, paßt die Dichtung 108 zwischen die Innenseite 106 der Tür und die Seitenwand 37 des Kochgerätes. Die Führungen 104 der Dichtung sind an die Form der Zugangsöffnung 98 angepaßt und passen gerade in ihren Umfangsrand, wenn die Tür geschlossen wird. Die Führungen 104 verhindern, daß die Dichtung 108 in die Zugangsöffnung 98 rutscht. Wenn das Kochgerät auf die Kochtemperatur 100º C (212º F) gebracht wird, wird Wärme zu der Dichtung 108 übertragen, was ihre Temperatur anhebt und somit den Druck der Luft erhöht, welche in dem Dichtungsschlauch gefangen ist. Wenn der Druck innerhalb des Schlauches zunimmt, dehnt sich die Dichtung 108 in dem Raum zwischen der Seitenwand 37 und der Innenseite 106 der Tür 29 aus, um so eine Abdichtung zu bilden, die verhindert, daß nutzbarer Dampf 106 aus der Kochkammer entweicht. Bei Kochtemperaturen liegt der Luftdruck innerhalb der Dichtung bei ungefähr 1.5 bis 2.0 Atmosphären. Somit bildet die sich selbst ausdehnende Dichtung 108 eine selbstdichtende Kochgerätetür ohne das Drum und Dran, das durch aktiv aufblasbare Dichtungen erforderlich ist, und viel einfacher zu reinigen und zu ersetzen als Schaumgummidichtungen. Die selbstdichtende Tür bietet leichten Zugang zu der Kochkammer, um Standardwartung und Inspektion durchzuführen, ohne Kochwirkungsgrad durch schlechte Dichtungen zu opfern.
• Es sollte somit offensichtlich sein, daß diese Erfindung den Stand der Technik verbessert hat und in nicht offensichtlicher Weise die Kochbedingungen in einer langbekannten Technik geändert hat, um ein effizienteres Kochverfahren zur Verfügung zu stellen, das bezüglich der Qualität konsistent gesteuert werden kann, mit einfacher Ausstattung als es bisher machbar gewesen ist. Demgemäß sind die einzigartigen Merkmale und Kombinationswirkungen, die die Natur und den Gedanken dieser Erfindung bedeuten, in Einzelheiten in den folgenden Ansprüchen definiert.

Claims (13)

1. Kontinuierliches Kochsystem zum Befördern eines Produktes, das im Dampf gekocht werden soll, während es durch eine den Dampf eingrenzende Kochkammer auf einem Förderband (15) läuft, das in die Kochkammer von einer Eingangsöffnung (16) eintritt, die zu der Atmosphäre offen ist, und zu einer Ausgangsöffnung (16') austritt, die zu der Atmosphäre offen ist, wobei das Band (15) zwischen dem Eingangs- und Ausgangstor (16, 16') sich nach oben verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Kochbereichsbehälter (17) zwischen der Eingangs- Ausgangsöffnung zum Durchlassen des Förderbandes (15), welcher Abschirm-Seitenwände für den oberen Bereich mit vorbestimmter Höhe definiert, in einen oberen Produkt-Kochbereich (45), der oberhalb des Förderbandes (15) liegt, um eine obere Schicht gesättigten Dampfes bei im wesentlichen atmosphärischem Druck aufzunehmen, einzufangen und zurückzuhalten, unter Ausschluß seitlicher Luftströme, Kondensation und Produktresten, und einen unteren Bereich (38') für die Dampfkondensation, der unterhalb des Förderbandes liegt, um Produktreste und Kondensat zu sammeln, aufgeteilt ist, wobei die Eingangsöffnung und Ausgangsöffnung unterhalb der Schicht gesättigten Dampfes angeordnet sind; und

daß Druck- und Fluidsteuereinrichtungen für den Behälter die Eingangs- und Ausgangsöffnung (16, 16') und ein Dampfsteuersystem (50A, 50B) zum Zuführen von Dampf mit einer gesteuerten Rate aufweisen, um Kochenergie zu ersetzen, die beim Kochen des Produktes verbraucht worden ist, und zum Halten einer oberen Schicht gesättigten Dampfes bei 100ºC (212ºF) und im wesentlichen atmosphärischem Druck, frei von Luft, Produktrest und Kondens, in dem oberen Produktkochbereich (45), und zum Einhalten eines Strömungsmusters verbrauchten Dampfes, der Kondensation und Produktreste enthält, die nach unten durch die Schwerkraft aus dem oberen Produktkochbereich (45), zum Auslaß in den unteren Bereich für die Dampfkondensation (38') abtreiben, und einen Förderband- Rückführweg innerhalb der Kochkammer, um somit Energieverluste aufgrund von Strahlung von dem Förderband zu verkleinern, aufweisen.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Dampfrohren (35) mit einer Vielzahl von Öffnungen (36), die in dem oberen Kochbereich (45) verteilt sind und in einer Ebene im wesentlichen parallel zu dem Weg des Förderbandes (15) durch den oberen Kochbereich ausgerichtet sind.

3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei modulare Einheiten (66, 67), die entlang dem Weg des Förderbandes (15) durch den oberen Produktkochbereich (45) verkoppelt sind, um somit zu ermöglichen, daß mehr Produkte pro Zeiteinheit von dem Band durch den gesättigten Dampf getragen werden, der sich in dem oberen Produktkochbereich (45) befindet.

4. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine nichtisolierte Hochtemperatur-Dampfleitung (80), die durch die Kochkammer zu einem Dampfeinlaß-Steuerventil (50A) läuft.

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Dampfraten-Steuersensor, der eine Temperaturfühleinrichtung (50), welche in dem unteren Bereich (38') für die Dampfkondensation angeordnet ist und eine Temperatur x zeigt, die geringer ist als 100ºC (212ºF), und eine automatische Steuereinrichtung (50B) zum variablen Regulieren einer Dampfströmungsrate, die die Temperatur x an der Fühleinrichtung (50) im wesentlichen konstant hält, aufweist.

6. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch variable Steuereinrichtungen (19, 20) zum Steuern der Bandgeschwindigkeit, um somit genau die Kochgröße zu steuern.

7. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Proportional-Dampfströmungs-Ventileinrichtung (50A) und eine Einrichtung zum automatischen Ändern der Dampfströmung durch die Proportional-Ventileinrichtung (50A) als eine Funktion von Änderungen der Temperatur, die an einer vorbestimmten Temperaturposition in dem Bereich (38') für die Dampfkondensation abgefühlt wird.

8. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei aufeinanderfolgende Kochkammerabschnitte entlang dem Weg des Bandes, die jeweils getrennte Kochbereiche (66, 67) und entsprechende automatische Steuereinrichtungen (50, 50A, 50B) zum Einführen von Dampf in jeden Kammerabschnitt mit einer Zufuhrrate, die die Kochenergie, welche in den jeweiligen Kochkammerabschnitten verloren gegangen ist, zurückbringt, aufweisen.

9. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei aufeinander folgende Kochabschnitte (66, 67) entlang dem Weg des Bandes zum Verarbeiten des Produktes, wobei wenigstens einer davon die Kochkammer aufweist.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (17) wenigstens eine Zugangsöffnung in einer Wand (37) hat, die den Behälter definiert, und eine Öffnungsverschlußtür (29) hat, welche durch eine ausdehnbare, als Endlosschlauch ausgebildete, gasgefüllte Dichtung (108) abgedichtet ist, welche zwischen der Wand (37) und der Tür (29) angeordnet ist, wobei der Schlauch so aufgebaut ist, daß er sich aufgrund von Wärme aus dem Kochgerät ausdehnt, um eine unter Druck stehende Abdichtvorrichtung zum Verhindern des Entweichens von Dampf zu bilden.

11. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Gas in der Dichtung (108) mit einer Luft-Wasser-Mischung.

12. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein unter Druck stehendes Gas in der Dichtung (108) mit einem Druck zwischen 1.5 bis 2 Atmosphären in der Dichtung wenn sie kühl ist.

13. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Dichtung (108) mit einem Endlosschlauch, der eine Schleife aus nachgiebigem, synthetischen Gummi bildet.