EA001954B1 - Устройства и способы для пастеризации яиц в скорлупе - Google Patents

Abstract

Устройство, способ и поддон (например, 2а) для пастеризации множества слоев яиц в скорлупе без существенного ухудшения функциональности яиц в скорлупе. Устройство включает ванну с текучей средой (120), теплообменники (52, 53, 54, 55а и 55), средства вертикального перемешивания жидкости вдоль всей поверхности яиц в скорлупе, свободно удерживаемых на нескольких поддонах (21b и 29а), образующих, по меньшей мере, одну стопу (10, 20).

Description

Настоящее изобретение касается устройства и способов одновременной пастеризации большого количества яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности. Кроме того, настоящее изобретение относится к поддону для использования в этих способах и в устройстве.

По многим причинам желательно пастеризовать жизнеспособные и нежизнеспособные яйца в скорлупе. Наиболее важной является задача обеспечения яиц в скорлупе, безопасных для массового потребления. Пастеризация может понизить уровень загрязнения различными микроорганизмами, которые, как правило, присутствуют и на скорлупе, и внутри скорлупы целого яйца, в том числе в яичном белке и в яичном желтке.

В отношении патогенов, присутствующих на яйце и/или внутри яйца в скорлупе, особенно в курином яйце, обычным патогеном является сальмонелла. На поверхности и/или внутри куриных яиц в скорлупе также могут присутствовать множество других организмов. См. Е.М. Рипк. Ра81еипхаОоп оГ 8йе11 Еддз. Ишуегейу оГ М188оип, Со11еде οί АдпсиНиге. Адг1си11ига1 ЕхрептегИ 81а0оп. Везеагсй Ви11е1ш 364. рр. 1-28 (Мау 1943). включенную сюда в качестве ссылки во всей ее полноте.

Хотя последующие замечания касаются куриных яиц, эти замечания также применимы и к другим видам яиц в скорлупе. В начале 1900-х годов было замечено, что куриные яйца загрязняются патогенами на наружной поверхности скорлупы. Такое загрязнение, как предполагается, может вызываться контактом поверхности, например, с фекалиями, загрязненным кормом для птицы, с другим загрязненным материалом, и т. п. Кроме того, полагают, что яйца в скорлупе загрязняются внутри скорлупы путем проникновения патогенов через ее поры. Только недавно обнаружено, что бактерии, такие как 8а1топе11а и, в частности, 8а1топе11а еп1егй1й18. проникают в яичный желток яйца в скорлупе путем транс-овариальной передачи (т.е. от курицы (несушки) к яйцу, еще до того, как эта курица снесет яйцо). См. М.Е. 81.Рош8 е1 а1.. Тйе Етегдепсе οί Сгайе А Еддз аз а Мащг 8оигсе οί 8а1топе11а егИепОФз 1пГес0оп8. 1АМА. Уо1ите 259. N 14. рр. 2103-2107 (Арп1 8. 1988). включенную сюда путем ссылки во всей ее полноте. Пока транс-овариальная передача не была обнаружена в 1980-х годах, необходимость пастеризации для борьбы с таким транс-овариальным загрязнением оставалась незамеченной.

Для получения куриных яиц в скорлупе, безопасных для потребления человеком без какой-либо кухонной обработки, Министерство продовольствия и медикаментов (Роой & Эгид АйпйшЦгаОоп (ΡΌΑ)) США предложило требование, по меньшей мере, 3-5 1од уменьшения подсчитываемых патогенных микроорганизмов, присутствующих в яйцах в скорлупе и/или на них. Специалисты в области пастеризации яиц в скорлупе поймут, что 5 1од снижение соответствует уменьшению в 100000 раз от исходного значения. Пока не будет достигнуто примерно 3-5 1од снижение уровня, например, сальмонелл или других патогенов на курином яйце в скорлупе и/или внутри него, в частности, в яичном желтке, такое яйцо не будет удовлетворять предлагаемым требованиям ΡΌΑ. относящимся к куриным яйцам.

Хотя 3-5 1од снижение, как правило, может быть обеспечено путем нагрева яйца в скорлупе, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не ухудшить существенно его функциональность. Функциональность яиц в скорлупе влияет на их рыночную стоимость. Например, если функциональность яиц в скорлупе ухудшена, яичный белок не будет давать пены (что желательно или необходимо) при взбивании, или желток не будет твердым, и тому подобное. Яйцо с ухудшенными потребительскими свойствами рассматривается как бракованное яйцо при его кулинарном использовании, включая выпечку, и тому подобное.

Функциональные свойства пастеризованного яйца в скорлупе могут измеряться с помощью ряда способов. Например, одним из измерений является способность яичного белка соответствующим образом увеличивать объем или давать пену при взбивании. Яйцо с ухудшенной функциональностью может проявлять необычно уменьшенный объем при взбивании, существенно увеличенное время взбивания, и/или тому подобное. Другой мерой функциональности является высота яичного желтка и/или белка после того, как разбитое яйцо выльют на плоскую, по существу горизонтальную поверхность с комнатной температурой (например, 20-25°С). Как правило, функциональность может измеряться в единицах Хо (Наидй). См. Е.М. Рипк. 81аЬП|хшд Оиа1Ну ш 8йе11 Еддз. Ишуегзйу оГ М188оиг1. Со11еде оГ АдпсиНиге. Адг1си11ига1 ЕхрептеЫ 81аОоп. Кезеагсй Ви11ейп 362. рр. 1-38 (Аргй 1943). включенную сюда в качестве ссылки во всей ее полноте.

Яйцо в скорлупе, имеющее индекс Хо менее чем около 60 единиц Хо, будет считаться имеющим существенно ухудшенную функциональность. Однако, например, если в партии из 100 яиц 90% яиц имеют индекс Хо не менее чем около 60 единиц, тогда считается, что функциональность партии существенно не ухудшилась. Предпочтительно является желательным, чтобы 90-95%. более предпочтительно 95-98% и наиболее предпочтительно 99-100% пастеризованных куриных яиц в скорлупе в конкретной партии имели индекс Хо не менее чем около 60 единиц.

Как правило, яйца в скорлупе собирают в курятнике, моют, маркируют по размеру и разделяют в соответствии с их маркировкой (например, 8. М. Ь. ХЬ. 1итЬо. и тому подобное).

После этого яйца могут быть пастеризованы для достижения, по меньшей мере, примерно 3-5 1од снижения уровня патогена. Для достижения необходимого уровня пастеризации яйца могут нагреваться в течение периода времени, заданного для конкретного размера (т.е. сорта) яиц в скорлупе. Данные, относящиеся к длительности и температуре пастеризации, известны. Такая информация может использоваться для достижения, по меньшей мере, примерно 3-5 1од снижения уровня патогена. См. одновременно рассматриваемую заявку (Όανίάδοη) РСТ/υδ 96/13006 (заявка на патент США сер. № 08/519184), озаглавленную «Пастеризованные яйца в скорлупе и способ их получения», поданную 9.08.1996, включенную сюда путем ссылки полностью. См. также заявку РСТ/ϋδ 95/00254 (^О 95/18538), и патент США № 2423233, каждый из которых полностью включен сюда путем ссылки. Ни один из этих патентов, заявок или публикаций не описывает одновременную пастеризацию большого количества яиц в скорлупе. Кроме того, ни одна из этих ссылок не указывает решения проблем, встречающихся в случае, когда пытаются пастеризовать большие коммерческие партии яиц в скорлупе без ухудшения их функциональности.

Хотя пастеризация может быть достигнута путем нагрева яиц до желаемого уровня пастеризации, сталкиваются с затруднениями, когда пытаются пастеризовать коммерческие партии яиц в скорлупе эффективно, быстро и с низкими затратами. Как правило, промышленные операции большого масштаба включают транспортировку одной или нескольких партий, например, содержащих от нескольких сотен до тысяч дюжин яиц (например, от 1000 до 6000 дюжин яиц) одновременно. Однако такие большие коммерческие партии яиц в скорлупе не могут быть пастеризованы в одной партии без существенного ухудшения функциональности яиц (например, по меньшей мере, около 60 единиц Хо на партию) с использованием известных процедур.

При пастеризации коммерческих количеств яиц в скорлупе до безопасного уровня сохранение их рыночного качества является критически важной. Рыночное качество пастеризованных яиц должно быть достаточным, чтобы предлагать их потребителям. Однако поддержание рыночного качества зависит от успешной пастеризации больших партий яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности. Таким образом, пастеризация, также как и стабилизация качества яиц (например, со значением индекса Хо не меньше чем около 60 единиц, предпочтительно не меньше чем около 70 единиц и более предпочтительно не меньше чем около 80 единиц Хо) экономически эффективным способом является первоочередной задачей, особенно для коммерческих операций в промышленном масштабе, чтобы оставаться успешной.

Однако пастеризация, например, одновременно тысячи или более дюжин яиц в скорлупе в течение одного или двух часов является крайне трудной или невозможной для осуществления, если функциональность по существу всех яиц в скорлупе в партии не должна существенно ухудшаться. Это особенно трудно, когда пытаются достичь, по меньшей мере, примерно 3-5 1од уровня пастеризации.

Патент США № 2,423,233 раскрывает обычный способ хранения яиц для потребления. Этот способ, однако, не способен решить различные проблемы, связанные с пастеризацией коммерческих партий куриных яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности. Существует, следовательно, потребность в создании устройств и способов для быстрой и эффективной пастеризации яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности.

Краткое описание изобретения

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения способ для пастеризации, по меньшей мере, одной стопы из множества слоев яиц в скорлупе предусматривает покрывание со всех сторон, по меньшей мере, одной стопы из множества слоев яиц в скорлупе, по меньшей мере, одной нагретой текучей средой, пока яйца не пастеризуются путем поглощения тепла из текучей среды или переноса тепла от указанной среды к яйцам в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности.

Рассмотренный выше способ может осуществляться, например, в устройстве для пастеризации яиц в скорлупе, содержащем

- средства для покрывания со всех сторон, по меньшей мере, одной стопы из множества слоев яиц в скорлупе нагретой текучей средой, пока яйца не будут по существу одинаково предварительно нагреты во всей стопе (во всех стопах); и

- средства для поддерживания погруженной стопы (погруженных стоп) в нагретой среде, пока яйца не будут достаточно нагреты, чтобы пастеризоваться, путем поглощения тепла из среды или переноса тепла от среды к яйцам в скорлупе, все без существенного ухудшения их функциональности.

Яйца в скорлупе могут свободно удерживаться, по меньшей мере, на одном поддоне. Такой поддон для удерживания слоя яиц в скорлупе может содержать

- множество возвышающихся контуров, выступающих вверх от горизонтальной плоскости, причем выступающие вверх контуры являются прерывистыми для образования отверстий; и

- множество пониженных контуров, выступающих вниз от горизонтальной плоскости и разнесенных для приема множества выступающих вверх контуров вертикально смежного поддона, причем смежные выступающие вверх и вниз контуры смежных поддонов образуют, по меньшей мере, одну полость для свободного удерживания, по меньшей мере, одного яйца, при этом полость является достаточно открытой, чтобы позволить пертурбацию нагретой жидкости через эту полость и вдоль всей поверхности по существу всех яиц, удерживаемых по существу во всех полостях, когда, по меньшей мере, один слой яиц со всех сторон покрыт текучей средой.

Краткое описание чертежей

Чертежи, относящиеся к настоящему изобретению, необязательно изображены в масштабе и их не следует истолковывать таким образом.

Фиг. 1 - схематический вид одного из вариантов выполнения настоящего способа;

фиг. 1А - схематический вид другого варианта способа;

фиг. 1В - схематический вид в перспективе одного из вариантов носителя для использования в настоящем изобретении;

фиг. 1С - вид в сечении одного из вариантов нагревателя или предварительного нагревателя для использования в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 1Ό - вид сверху нагревателя/предварительного нагревателя на фиг. 1С;

фиг. 1Е - вид стопы из множества слоев яиц в скорлупе;

фиг. 2 - вид сбоку в сечении одного из вариантов выполнения поддона по изобретению;

фиг. 3 - вид сбоку в сечении другого варианта поддона по изобретению;

фиг. 4 - вид сбоку в сечении другого варианта поддона по изобретению;

фиг. 5 - вид сверху поддона по фиг. 3;

фиг. 6 - вид сверху кончика 21а, выступающего вверх участка 21, показанного на фиг. 3 и 5;

фиг. 7 - вид снизу поддона по фиг. 3;

фиг. 8 - вид снизу кончика выступа, показанного на фиг. 7;

фиг. 9 - вид снизу нижнего выступа 29, показанного на фиг. 7;

фиг. 10 - частичный вид в сечении, показывающий вложенную укладку поддонов по изобретению, когда внутри поддонов нет яиц;

фиг. 11 - частичный вид в сечении, показывающий ориентированную укладку поддонов для удерживания слоев яиц в скорлупе;

фиг. 12 - вид снизу в перспективе поддона по изобретению;

фиг. 13 - другой вид снизу в перспективе поддона по изобретению;

фиг. 14 - вид сбоку другого варианта выполнения поддона по изобретению;

фиг. 15 - вид сверху в перспективе поддона на фиг. 14;

фиг. 16 - вид снизу в перспективе поддона по фиг. 14;

фиг. 17 - вид сверху в перспективе другого варианта выполнения поддона по изобретению.

При производственных операциях неэффективно или экономически невыгодно пастеризовать отдельное яйцо, отдельный ряд или даже отдельный слой яиц в скорлупе в один прием. Наоборот, в условиях конкуренции крайне желательно пастеризовать сразу, по меньшей мере, одну партию из нескольких десятков, сотен или тысяч дюжин яиц.

Для обработки больших партий яиц в скорлупе при транспортировке или т.п., как известно, яйца в скорлупе располагают во множестве слоев, образующих стопы. Наиболее стандартные стопы, используемые в промышленности, содержат приблизительно по 6 слоев яиц на стопку (или кратные этому количеству, например 12, 18, 24, 30, 36 и т.п.). Кроме того, каждый слой содержит около 30 яиц в скорлупе (или кратные этому количеству, например 60, 90, 120, 150, 180 и т.п.). Когда множество этих слоев уложены в одну или несколько стоп, стопы содержат яйца в скорлупе, расположенные по их периферии и занимающие все пространство до их центра. Обычно каждый слой из яиц размещается в поддоне типа 6 яиц на 5 яиц. Иногда такие поддоны могут полностью не заполняться 30 яйцами; однако неполное заполнение поддонов отрицательно сказывается на стоимости и эффективности процесса.

Проблема, препятствующая тепловой пастеризации, по меньшей мере, одной стопы из множества слоев яиц при сохранении их рыночного качества (т.е. при сохранении желаемой функциональности), заключается в том, что яйца в скорлупе, расположенные внутри стопы ближе всего к источнику тепла, будут пастеризоваться быстрее, чем яйца, расположенные дальше от него. По этой причине, например, в результате либо (1) яйца, располагающиеся ближе всего к источнику тепла, будут пастеризованы соответствующим образом без существенного ухудшения их функциональности, тогда как яйца, расположенные дальше от источника тепла, будут пастеризованы недостаточно; либо (2) яйца, расположенные ближе всего к источнику тепла, и те, которые расположены дальше, пастеризуются в достаточной степени, но яйца, расположенные ближе всего к источнику тепла, будут иметь значительно ухудшенную функциональность. Встречаются также и другие нежелательные сочетания несоответствующей пастеризации и/или ухудшения функциональности.

Не связывая себя теорией, предполагается, что этот проблемный дисбаланс между яйцами в скорлупе, расположенными ближе всего к тепловому источнику, и теми, которые расположены дальше, вызывается рядом факторов. Например, яйца, расположенные ближе всего к источнику тепла, поглощают гораздо больше тепла и/или поглощают тепло с гораздо боль шей скоростью, чем яйца, расположенные дальше во время тепловой пастеризации. Отчасти это вызывается тем, что яйца, расположенные ближе всего к источнику тепла, являются первыми в очереди на поглощение доступного тепла по сравнению с яйцами, расположенными дальше. Кроме того, куриные яйца легко поглощают тепло с более высокой скоростью, пока температура именно внутри скорлупы не достигает, например, от около 110 до около 120°Р во время тепловой пастеризации 943-49°С). Это приводит к тому, что содержание тепла в жидкости, окружающей яйца, расположенные ближе всего к источнику тепла, быстро уменьшается с количеством яиц. Тепло, подводимое к стопе снаружи, также быстро поглощается ближайшими яйцами. Таким образом, периферийные яйца в стопке поглощают гораздо больше тепла, чем яйца, расположенные ближе к центру стопки. В результате, проблемный дисбаланс температуры яиц в стопе становится все более и более выраженным. Этот дисбаланс становится еще более резким тогда, когда увеличиваются размер яиц, размер слоев (т.е. количество яиц в слое), количество слоев в стопе и/или количество стоп, пастеризуемых вместе в одной или нескольких партиях из множества стоп.

Далее, является предпочтительным, чтобы цикл пастеризации для отдельной партии (например, из одной или нескольких стоп, содержащих от 5 до 6000 или более дюжин яиц в партии) составлял от около нескольких минут до нескольких часов, предпочтительно от около нескольких минут до около 2 ч, и, более предпочтительно от около нескольких минут до около 1-2 ч или менее.

Согласно изобретению было неожиданно обнаружено, что, по меньшей мере, одна стопа из множества слоев из яиц в скорлупе может быть быстро, эффективно и экономически выгодно пастеризована как на периферии (или в положениях, расположенных ближе всего к тепловому источнику, и в положениях, расположенных дальше всего от теплового источника), так и по внутреннему пространству (по любому пути к центру) стопы без существенного ухудшения функциональности яиц в скорлупе.

Предлагается устройство и способ для эффективной, экономически выгодной и быстрой пастеризации, по меньшей мере, одной стопы, т.е. двух или более уложенных друг на друга слоев яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности. Также предлагается поддон для свободного удерживания, по меньшей мере, одного слоя из яиц в скорлупе. Является желательным, чтобы несколько таких поддонов могло образовать, по меньшей мере, одну стопу яиц в скорлупе с возможностью пастеризации всей стопы (сформированной таким образом) яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности.

На фиг. 1 и 1А представлены стопы 10 и 20 из шести слоев (1а, 1Ь, 1с, 16, 1е и И, см. фиг. 1Е) из яиц в скорлупе 5 на множестве поддонов (2а, 2Ь, 2с, 26, 2е, 2И и 2д; см. фиг. 1Е). Вместо верхнего поддона 2а может использоваться крышка из проволочной сетки или т. п. Кроме того, показано несколько стоп 10 и 20. На различных стадиях процесса пастеризации эти стопы погружают в текучую среду 40, которая может содержаться в ванне (ваннах) 30, 30а, 30Ь и/или 30с. Более конкретно, стопы (10 и 20) опускаются в приемную зону 60 ванны 30 или ванны 30а. Затем в соответствии с вариантами по фиг. 1 и/или 1А стопы 10 и 20 могут транспортироваться в зону предварительного нагревания 50 ванны 30 или 30а. Далее в соответствии с различными стадиями процесса пастеризации, как показано на фиг. 1 и 1 А, стопы покрывают со всех сторон нагретой текучей средой 40, содержащейся в ваннах 30, 30а, 30Ь и/или 30с. Хотя предпочтительно использовать одинаковую среду в каждой из этих ванн, могут использоваться и разные текучие среды.

В соответствии с одним из вариантов изобретения, управление температуры в ванне (ваннах) и/или стопах яиц в них может осуществляться с помощью интегрированной управляющей системы, описанной в одновременно рассматриваемой заявке США сер. № 09/001667, которая включается сюда полностью путем ссылки.

Желаемая точность, с которой яйца предварительно нагреваются или нагреваются, может обеспечиваться комбинацией нескольких элементов. Эти элементы могут включать, хотя и не ограничиваются этим, по меньшей мере, один предварительный нагреватель, по меньшей мере, один нагреватель, по меньшей мере, один датчик температуры, по меньшей мере, одни средства пертурбации жидкости в ванне (в ваннах), достаточные для по существу однородного нагревания каждого яйца в стопе, предпочтительно - путем вертикальной пертурбации и один или несколько поддонов для удерживания яиц, позволяющих пертурбацию жидкости вокруг всей поверхности каждого яйца, удерживаемого в нем. Патент США 4,503,320 (Рок1ег), включенный сюда полностью путем ссылки, описывает в качестве примера датчик температуры и систему управления температурой, пригодную для использования в сочетании с настоящим изобретением. См. также заявку № РСТ/ϋδ 94/12790 (№О 95/12320), включенную сюда полностью путем ссылки. Кроме того, см. заявки на патент США сер. №№ 08/640746 (подана 6 мая 1996) и 08/148915 (подана 5 ноября 1993; в настоящее время - патент США 5,494,687), каждая из которых включена сюда полностью путем ссылки.

Согласно вариантам на фиг. 1 и 1А, множество датчиков температуры может быть размещено в ваннах 30, 30а, 30Ь и/или 30с. Пред почтительно предусмотрено, по меньшей мере, два датчика на каждую зону (например, 50, 60, 70, 80, 90а и/или 90). Эти датчики предпочтительно разнесены по существу вертикально на расстояние, достаточное для точного отслеживания температуры текучей среды 40. Эти датчики также соединены с управляющей системой. Таким образом, датчики температуры и управляющая система могут использоваться для поддержания температуры нагрева, достаточной для пастеризации стопы (стоп) яиц в скорлупе без существенного ухудшения их функциональности.

Предпочтительно средства для пертурбации текучей среды располагают рядом, между и вокруг стоп яиц (например, стоп 10 и 20) между ними и вокруг них. Пертурбацию предпочтительно обеспечивают в вертикальном направлении так, чтобы она происходила снизу или смежно с источником (источников) тепла и была направлена вверх к и через стопы и слои яиц. Пертурбация среды должна быть достаточной для того, чтобы по существу перемешать среду вокруг всей поверхности каждого яйца, удерживаемого в стопе (стопах). Предпочтительные средства вертикальной пертурбации жидкой среды, окружающей яйца в одной или нескольких стопах поддонов, содержит всплывающие пузырьки, по меньшей мере, одного газа, такого как СО₂, Аг, воздуха или т.п., через среду 40. Воздух является, конечно, недорогим, доступным и безопасным в обращении газом.

Предпочтительно газ подают через трубопровод для подачи газа. Предпочтительно выводы газового трубопровода расположены на дне 110 ванны (ванн) 30, 30а, 30Ь и/или 30с или возле него. Например, вывод (выводы) газового трубопровода может располагаться на уровне дна 110. Кроме того, вывод (выводы) газового трубопровода предпочтительно расположены между и/или ниже нагревателей 51, 52, 53, 54, 55а, 55 и/или 61, показанных на фиг. 1 и 1А. Когда газ выходит, пузырьки газа поднимаются через среду 40, через носитель 300, сквозь стопы 10 и 20, сквозь поддоны 2а-2д и вокруг всей поверхности каждого яйца, а затем к поверхности 120 среды 40. Пузырьки на своем пути к поверхности 120 помогают выровнять температуру среды 40 и, таким образом, температуру яиц в стопах, погруженных в среду 40.

В вариантах подача пузырьков для пертурбации среды вокруг всей поверхности каждого яйца в одной или нескольких стопах может обеспечиваться с помощью регенерирующей воздуходувки. Предпочтительно, регенерирующая воздуходувка должна иметь производительность (например, измеряемую в кубических футах в минуту (СРМ), по меньшей мере, примерно равную площади поверхности (например, измеряемой в квадратных футах) жидкости, перемешиваемой в ванне (ваннах). Например, для площади поверхности 120 среды около 100 квадратных футов (9,3 м²), воздуходувка должна быть способна генерировать, по меньшей мере, около 100 СРМ (2,83 м³/мин) газа.

Обращаясь теперь к фиг. 1С и 1Ό, нагревательные змеевики или трубы 52а и 52Ь могут образовывать один или несколько контуров, содержащих теплообменную среду 40а, протекающую в них.

Кроме того, на фиг. 1 С показаны в сечении комплекты газовых труб 4а и 4Ь. Эти газовые трубы 4а и 4Ь обеспечивают источник пузырьков газа 25, протекающего в них и выпускаемого в ванну. Предпочтительно газовые трубы расположены ниже нагревательных труб 52а и/или 52Ь или вблизи них. Однако могут также быть использованы другие конфигурации, чем показанные на фиг. 1С и 1Ό. Такие другие конфигурации должны быть достаточными для пертурбации среды 40 и тем самым для однородного распределения тепла в среде 40. Они также должны быть достаточными для пертурбации среды вдоль всей поверхности каждого яйца и тем самым, чтобы позволить однородное нагревание яиц в стопах.

Когда используют несколько ванн, как на фиг. 1А, предусматривают соответствующие конвейерные средства для транспортировки одной или более стоп яиц между различными зонами, имеющимися в ваннах. Альтернативно, однако, может использоваться одна ванна. В соответствии с вариантами по фиг. 1 и 1А, яйца предпочтительно поступают в виде партии из стоп по 15 дюжин яиц в стопе или около того. Предпочтительно каждая стопа содержит около 2, 3, 4, 5, 6 или более перфорированных поддонов (например, перфорированных лотков, описанных ниже более подробно для размещения, по меньшей мере, одного слоя яиц в поддоне) с 6, 12, 24 до 30 или более яиц или что-то около того на поддон. В вариантах восемнадцать стоп яиц могут быть размещены, например, в два ряда по девять стоп в ряду в носителе 300. См. фиг. 1В. Этот носитель предпочтительно совместим со стандартным оборудованием для перемещения куриных яиц, используемым в птицеводческой промышленности.

Носитель 300 предпочтительно имеет, например, подвеску, представленную комбинацией колес 700 и колесных стоек 800, представленных на фиг. 1А. Другие типы и конфигурации подвесных или других средств для транспортировки, загрузки и выгрузки могут быть пригодны для использования вместе с настоящим изобретением, что легко понятно любому специалисту в данной области. Следовательно, хотя их слишком много, чтобы перечислять, такие подвесные и другие средства для загрузки, выгрузки и/или транспортировки, и системы транспортировки могут использоваться в настоящем изобретении. Приведенная в качестве примера подвесная система (содержащая колеса 700 и колесные стойки 800 на фиг. 1А), позво ляет оператору загрузки/выгрузки загружать и выгружать стопы в среду 40 и из нее, а также транспортировать, стопы в продольном направлении из одной зоны в другую по желанию. Подвесная система, если она используется, должна предпочтительно обеспечивать возможность непрерывного и/или периодического (например, перемежающегося) продольного перемещения стоп, погруженных в текучую среду 40, а также движения стоп в среду 40 и из нее.

Как показано на фиг. 1А носитель 300 может быть прямоугольной или квадратной формы; однако может использоваться любая форма, достаточная для удерживания одной или нескольких стоп. Кроме того, носитель 300 может быть снабжен одной или несколькими промежуточными полками, такими как полка 232, для поддержания одного или нескольких рядов таких стоп, как 10 и 20. Кроме того, некоторые или все поверхности носителя 300 должны быть достаточно перфорированными (т.е. открытыми или проницаемыми), чтобы позволить текучей среде 40 легко проникать в носитель 300 и проходить через все стопы и слои и покрывать со всех сторон яйца, размещенные в них. Также носитель 300 должен быть достаточно открытым, чтобы позволить адекватную пертурбацию, предпочтительно вертикальную пертурбацию, текучей среды по всей поверхности всех яиц, чтобы предоставить возможность однородного нагревания всех яиц. Например, стенки 210 и 230 и полка 232 могут быть сформированы из проволочной сетки или какой-либо другой открытой структуры, достаточно открытой, чтобы дать возможность текучей среде 40 покрыть все яйца, и еще достаточно прочной, чтобы выдержать вес стоп внутри или снаружи среды 40. Кроме того, носитель 300 должен быть выполнен из материала, который может использоваться многократно и который не оказывает отрицательного воздействия на способ, устройство и поддоны по изобретению.

Может быть использован один или несколько носителей 300. Например, по одному носителю для каждой ванны А, В, С и Ό может быть предусмотрено в варианте по фиг. 1. Кроме того, хотя каждый носитель изображен как содержащий два ряда стоп, любое количество из одного или нескольких рядов, одной или нескольких стоп и одной или нескольких партий может пастеризоваться вместе в одном цикле пастеризации.

Предпочтительно носитель 300 для яиц является достаточно прочным, чтобы выдержать, по меньшей мере, около 270 дюжин яиц, когда они загружаются, выгружаются или другим образом перемещаются с помощью системы для перемещения материала. Кроме того, является предпочтительным, чтобы носитель 300 был совместим со стандартным оборудованием для загрузки, выгрузки и перемещения, используемым в птицеводческой промышленности. Явля ется предпочтительным, чтобы носитель 300 имел такую форму и размер, чтобы он находился в устойчивом положении, при его размещении по существу на горизонтальной поверхности, т.е. носитель 300 не должен легко опрокидываться, ни когда он является пустым, ни когда заполнен стопками яиц.

Является, кроме того, предпочтительным, чтобы контейнер 300 был достаточно открытым, чтобы позволить прохождение пузырьков жидкости и газа через него, и через стопы яиц, находящиеся в нем, по существу без помех. Является предпочтительным, чтобы носитель 300 был достаточно тяжелым для того, чтобы преодолеть плавучесть перфорированных поддонов и содержащихся в нем яиц, образующих стопы. Предпочтительно вес носителя 300 должен быть достаточным для того, чтобы он не всплывал со своей колеи, при перемещении через ванну (ванны) 30, 30а, 30Ь и/или 30с. Носитель 300 также должен предпочтительно удерживать стопы, содержащиеся в нем, относительно надежным образом так, чтобы столы можно было легко загружать в носитель 300 и выгружать из него и чтобы носитель 300 мог легко двигаться вертикально и/или вдоль ванны (ванн) без опрокидывания, разбивания или другого повреждения яиц в скорлупе.

Текучая среда 40 может содержать, но не ограничивается ими, по меньшей мере, один газ, по меньшей мере, одну жидкость, смесь, по меньшей мере, одного газа и, по меньшей мере, одной жидкости, ожиженные твердые частицы, или т. п. Примеры соответствующего газа включают двуокись углерода, воздух, любой инертный газ и т. п. Примеры подходящей жидкости включают воду, включая соленую воду, и масло, такое как кулинарное масло. Ожиженные твердые частицы могут включать, например, ожиженную ванну оксида металла, такого как окись алюминия, оксид магния и т.д. и т.п. Кроме того, например, среда 40 может быть эмульсией, суспензией, дисперсией или т.п., например воском в воде. Согласно одному из вариантов, эмульсия, суспензия, дисперсия или т. п. нагревается до температуры, достаточной для плавления или размягчения воска. Текучая среда может включать один или несколько консервантов или других добавок, если это является совместимым для использования при тепловой пастеризации яиц в скорлупе для пищевых целей.

Обращаясь к фиг. 1 и 1А, текучая среда 40, хотя и показана как жидкость на фиг. 1, может быть одним или несколькими газами. Предпочтительно, однако, среда 40 представляет собой, по меньшей мере, одну жидкость. Среда 40 может быть комбинацией двух или более жидкостей. Является предпочтительным, чтобы текучая среда была по существу нелетучей при температуре ванны, температуре пастеризации и при температуре и давлении окружающей среды.

Обращаясь к фиг. 1А, три ванны 30а, 30Ь и 30с, могут, например, содержать нагретую текучую среду 40, такую как вода. В каждой из этих примерных ванн может быть обеспечено несколько, например, шесть или более зон на каждую ванну (например, 50, 60, 70, 80, 90а и/или 90, как показано на фиг. 1 и 1А). Кроме того, может быть полезным создание дополнительного пространства в продольном направлении в каждой ванне. Разумеется, является понятным, что минимальная ширина каждой зоны будет определяться размерами носителя 300, который будет использован. Далее, минимальная высота каждой ванны будет также определяться высотой носителя 300 и необходимым расстоянием между верхним и нижним рядами поддонов с яйцами, находящихся в нем. Может быть также предусмотрено дополнительное пространство поверх высоты носителя 300, погруженного в среду 40. Эта дополнительная высота может облегчить дополнительное добавление среды 40 в ванну (ванны) или изменения уровня среды, вызванные, например, движением носителя внутрь ванны (ванн) и из нее, и изменением скорости потока газа.

Является предпочтительным, чтобы ванна (ванны) со средой были размера, достаточного для того, чтобы обеспечить полное погружение в нее одного или нескольких носителей 300 (полностью загруженных одной или несколькими стопами яиц) без выливания среды 40 из ванны (ванн). Предпочтительно каждая ванна имеет слив и систему откачки, чтобы обеспечить удаление среды 40 из ванны (ванн) при необходимости. Является также предпочтительным, чтобы было предусмотрено расстояние (например, по меньшей мере, около 6 дюймов (около 15 см)) между дном каждого носителя и теплообменниками или нагревателями и/или предварительными нагревателями, предусмотренными в зонах нагрева и предварительного нагрева, расположенных в ванне (ваннах).

Ванна (ванны) на фиг. 1 и 1А содержат текучую среду 40, которая нагревается с помощью возможных предварительных нагревателей (например, 51 и 61) и нагревателей (например, 52, 53, 54, 55а, и 55). Эти нагреватели и/или предварительные нагреватели могут, например, содержать металлический или другой теплопроводный материал в форме трубы, предпочтительно выполненный так, чтобы усилить теплопередачу от среды 40а, протекающей в них, к среде 40 ванны (ванн). Предварительные нагреватели и нагреватели 51-55 могут предпочтительно быть размещены вблизи ванн с текучей средой. Один из примеров труб, образующих нагреватели и/или предварительные нагреватели, представлен на фиг. 1С и 1Ό. Альтернативно, например, предварительные нагреватели (например, 51 и/или 61) могут быть маломощными электрическими нагревателями.

Обращаясь теперь к фиг. 1 и 1А, после того, как яйца в поддонах 10 и 20 опускают в приемную зону 60, стопы предпочтительно транспортируют в зону предварительного нагревания 50 для предварительного нагрева. Оттуда они затем транспортируются в другие зоны согласно настоящему описанию. Средствами транспортировки могут быть конвейер 600 (см. фиг. 1А) или т. п. Другие средства транспортировки, хорошо известные специалистам в данной области, также могут быть использованы. В вариантах по фиг. 1 и 1А предусмотрены один или несколько предварительных нагревателей 51, как правило, расположенных ниже самой нижней стопы 20 и, возможно, один или несколько дополнительных предварительных нагревателей 61, как правило, расположенных между верхней (стопа 10) и нижней (стопа 20) стопами. Хотя показаны только два предварительных нагревателя 51 и 61 (т.е. один предварительный нагреватель на стопу), может быть предусмотрено большее количество предварительных нагревателей, например, один предварительный нагреватель на шесть или менее слоев указанных яиц. Например, для стоп из 6 слоев яиц в стопе и 30 яиц в слое, предпочтительно предусмотрен, по меньшей мере, один предварительный нагреватель, расположенный рядом и ниже каждой такой стопы. Является также предпочтительным, чтобы было предусмотрено пространство (например, по меньшей мере, около 6 дюймов (15, 2 см) между дном каждой стопы и ближайшим предварительным нагревателем.

Поскольку нагретая жидкость стремится к подъему сквозь стопу (стопы), ориентация предварительных нагревателей ниже каждой стопы является предпочтительной. Однако любая другая ориентация, которая адекватно и однородно нагревает среду 40 в зоне предварительного нагревания 50 в степени, достаточной для однородного предварительного нагрева яиц, также может быть использована. Хотя это не показано, например, два или несколько предварительных нагревателей могут быть вставлены в единственную стопу. Альтернативно, как уже отмечалось, единственный предварительный нагреватель может быть расположен ниже и смежно каждой стопе из 6 или менее слоев.

Предпочтительно предварительные нагреватели разнесены по существу на одинаковые расстояния в вертикальном направлении, достаточном для однородного по существу предварительного нагрева всех яиц в стопах 10 и 20 (или яиц во множестве стоп, занимающих собой секцию предварительного нагрева 50, если там имеется более чем две стопы 10 и 20) при скорости нагрева, достаточной для поддержания однородной желаемой температуры предварительного нагревания всех яиц примерно за одно и то же время. Однако предварительные нагре ватели могут быть с успехом разнесены на любое расстояние в любой желаемой ориентации и конфигурации, достаточной для достижения однородной и желаемой температуры предварительного нагрева по существу всех яиц в скорлупе. Например, две стопы или составные части стоп могут предварительно нагреваться, находясь бок о бок в зоне предварительного нагревания, а затем располагаться одна над другой в следующей зоне нагревания.

После предварительного нагревания в течение достаточного времени, температура предварительного нагрева яиц в стопе (стопах) предпочтительно находится в желаемом диапазоне температур предварительного нагрева. Как правило, время предварительного нагрева составляет от около 1 до около 15 мин, например от около 2 до около 12 мин или от около 3 до около 12 мин, для предварительного нагрева около 270 дюжин яиц, содержащихся, по меньшей мере, в одной партии примерно из 18 стоп по 6 слоев в стопке, где каждый слой содержит около 30 яиц в скорлупе.

Как правило, начальная температура стопы (стоп) яиц, когда ее опускают в приемную зону 60, составляет от около 35 до около 80°Р (от 1,7 до 26,7°С), например от около 65°Р (18°С) до около 75°Р (24°С) или около 70°Р (21°С). Однако яйца в скорлупе могут быть теплее или холоднее. Таким образом, время предварительного нагрева может варьироваться. Во время предварительного нагревания эти яйца предпочтительно поглощают количество энергии от текучей среды, достаточное для повышения температуры желтка по существу всех яиц, по меньшей мере, до около 85°Р (29,4°С), например, до диапазона от около 89°Р (31,7°С) до около 137,5°Р (58,6°С), предпочтительно от около 95°Р (35°С) до около 120°Р (49°С) и более предпочтительно от около 99°Р (37,5°С) до около 106°Р (41°С). Кроме того, является предпочтительным, чтобы ко времени, когда достигается указанный выше предварительный нагрев одной или нескольких стоп яиц, температура зоны предварительного нагрева в ванне была по существу восстановлена.

Время предварительного нагрева может варьироваться, например на ±25%, в зависимости от таких факторов, как количество яиц в слое, размер яиц в каждом слое, количество слоев, количество стопок, предварительно нагреваемых, по меньшей мере, в одной загрузке, и начальной температуре яиц.

Для ванны с флюидом, содержащей воду, примерные температуры ванны (для предварительного нагрева, нагрева и/или пастеризации без существенного ухудшения потребительских свойств яиц) составляют от около 120±2°Р (49±1°С) до около 140±2°Р (60±1°С). Еще более предпочтительно желаемая температура ванны, до которой все яйца, занимающие зону предварительного нагрева и другие зоны, нагреваются, составляет от около 130±2°Р (54,4±1°С) до около 140±2°Р (60±1°С). Еще более предпочтительно желаемая температура ванны составляет от около 133,5±1°Р (56,4±1°С) до около 137,5±1°Р (58,6±1°С). Предпочтительно точность, с которой управляется температура ванны составляет около ±2°Р (±1°С), более предпочтительно около ±1°Р (±0,56°С), еще более предпочтительно около ±0,1°Р (±0,056°С) и даже еще более предпочтительно около ±0,03°Р (±0,017°С).

В среде 40 может быть предусмотрено множество нагревателей (таких как 52, 53, 54, 55а и/или 55) в каждой зоне (например, 50, 60, 70, 80, 90а и/или 90). Предпочтительно в каждой зоне предусмотрено множество нагревателей, и при этом нагреватели разнесены по существу на равные расстояния друг от друга. Однако нагреватели должны быть расположены так, чтобы с выгодой поддерживать желаемую температуру текучей среды по существу однородной во всей ванне. В дополнение к нагревателям и предварительным нагревателям, по меньшей мере, один датчик температуры соединен с ваннами 30, 30а, 30Ь и/или 30с, содержащими текучую среду 40. Датчик температуры также может быть соединен с интегрированной системой, которая управляет нагревателями, чтобы поддерживать температуру среды 40 по существу однородной в пределах желаемого диапазона температур предварительного нагрева и желательного диапазона температур пастеризации. Каждый диапазон температур предпочтительно поддерживается с точностью по существу равной или меньшей чем около ±2°Р (±1°С), предпочтительно ±1°Р (±0,56°С), более предпочтительно ±0,1°Р (±0,056°С) и еще более предпочтительно ±0,03°Р (±0,017°С).

Как правило, первая зона 70, промежуточная зона (зоны) 80, 90а и/или выходная зона 90 снабжаются, по меньшей мере, одним нагревателем. Возможно, приемная зона 60 также снабжается, по меньшей мере, одним нагревателем (например, нагревателем 52). Нагреватель (нагреватели) предпочтительно расположен(ы) ниже и смежно самой нижней стопе (например, стопа 20 на фиг. 1 и 1А) и отделен расстоянием 3. Расстояние 3 зависит, например, от мощности нагревателей, таких как 51, 52, 53, 54, 55а и 55. Расстояние 3 должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить тепловую пастеризацию всех яиц, расположенных внутри всех стоп, по меньшей мере, в одной партии (например, партия А из стоп 10 и 20, изображенная на фиг. 1 и 1А) без существенного ухудшения их потребительских свойств в одном цикле тепловой пастеризации. Например, расстояние 3 может быть установлено таким образом, чтобы вертикальное расстояние от предварительного нагревателя (нагревателей) и/или нагревателей до нижнего слоя яиц составляло от около 6 дюймов (15,2 см) до около 12 дюймов (30,5 см).

Хотя приемная зона 60, зона предварительного нагрева 50, первая зона 70, необязательная промежуточная зона 80 и выходная зона 90 показаны в виде компонентов одной ванны со средой 40 на фиг. 1, некоторые или все из этих различных зон могут, каждая, включать отдельную ванну. См., например, фиг. 1А. Кроме того, в то время как эти зоны представлены по отдельности на фиг. 1 и 1А, границы зон (не показаны) могут быть сокращены или расширены, чтобы соответствовать размеру яиц, размеру партии, типу яиц (например, куриное яйцо по сравнению с другими типами яиц), желаемому уровню пастеризации, желаемому уровню функциональности, температурам ванны со средой и т.п. Таким образом, например, зона 60 и все другие зоны могут быть более узкими или более широкими, завися, по меньшей мере, от указанных выше факторов, чем показано на фиг. 1 и 1А, и могут быть объединены в одной области ванны.

На фиг. 1 и 1А каждая из зон 60, 70, 80, 90а и 90 показана с одним нагревателем 52, 53, 54, 55а и 55 в каждой зоне соответственно. Зона предварительного нагревания 50 изображена с двумя предварительными нагревателями 51 и 61. Хотя фиг. 1 и 1А изображают варианты изобретения, количество и расположение зон, предварительных нагревателей, нагревателей (например, теплообменников) и датчиков температуры, средств для пертурбации среды 40 и т.п. можно изменять так, чтобы предварительный нагрев и пастеризация одной или нескольких стоп из множества слоев яиц в скорлупе достигались без существенного ухудшения функциональности яиц.

Так, например, для пастеризации от около 270 до около 350 стоп яиц в скорлупе, содержащих по 6 слоев в стопе из 30 яиц в каждом слое, общее время цикла предварительного нагревания и пастеризации в вариантах может быть от около 30 мин до около 3 ч, предпочтительно менее примерно 2 ч, а более предпочтительно менее примерно 1 ч.

Предпочтительно, когда вся среда 40 в зонах нагревания (например, 60, 70, 80, 90а и/или 90) и в зоне (зонах) предварительного нагревания (например, 50) является соответствующим образом нагретой, система готова для приема партии из одной или нескольких стопок яиц. Таким образом, загрузочное устройство или система для перемещения материала (СПМ) захватывает загруженный носитель 300 для транспортировки. См. фиг. 1В, показывающую возможный носитель 300, заполненный множеством стоп яиц.

Затем загрузочное устройство опускает носитель 300 в приемную зону 60. Система манипуляции материалом использует, например, конвейер 600 для перемещения загруженными яйцами носителя 300 из зоны 60 в зону предварительного нагревания 50.

Затем, обращаясь к фиг. 1 и 1А, партия, например, А, предварительно нагревается до желаемой температуры. Если ссылаться на показанные варианты, как только партия А предварительно нагреется до желаемой температуры, конвейер 600 может затем переместить яйца из зоны 50 обратно в зону 60, например в ванну 30а на фиг. 1А. Подобным же образом, конвейер 600 перемещает яйца из зоны 60 в зону 70, например в ванну 30 на фиг. 1. В соответствии с вариантом на фиг. 1А погрузчик/разгрузчик затем убирает носитель 300 из ванны 30а и опускает его в ванну 30Ь, зона 70. Перед этой рабочей операцией партия, например, В, в ванне 30Ь, зона 70, удаляется в зону 80, в то время как партия С удаляется в зону 90а и партия Ό удаляется из ванны 30с. Кроме того, как правило, конвейер 600 или т. п. может использоваться для перемещения яиц из одной зоны в любую из других зон в одной партии или множества партий.

На фиг. 1А штриховые линии, обозначающие носитель 300, загруженный партией Ό, указывают возможное положение партии Ό непосредственно перед ее удалением из ванны 30с. В целом, стрелки 900 и 900Ь (фиг. 1А) указывают общее направление движения отдельной партии через устройство на фиг. 1А. Заметим, что движение в направлении стрелок 900а и 900Ь может быть непрерывным или периодическим (т.е. прерывистым) или некоторой их комбинацией.

Согласно вариантам на фиг. 1 и 1А, после того как яйца в стопе (в стопах), занимающих зону предварительного нагревания 50, нагреются до желаемой температуры, эти предварительно нагретые яйца транспортируют в первую зону 70 в ванне 30 или ванне 30Ь. Любые стопы яиц, ранее занимавшие первую зону 70, транспортируют в необязательную, одну или несколько промежуточных зон 80 (показана только одна необязательная промежуточная зона; однако, в ваннах 30, 30а, 30Ь и/или 30с может присутствовать множество промежуточных зон). Любые стопы яиц, ранее занимавшие выходную зону 90 (или последнюю зону в каждой из ванн 30а, 30Ь и/или 30с, изображенных на фиг. 1А), предпочтительно удаляют из ванны 30 (или ванн 30а, 30Ь и/или 30с на фиг. 1А) с помощью разгрузчика/загрузчика. Разгрузчик/загрузчик может быть выполнен так, чтобы помещать партию А в среду 40 и выгружать партию Ό из среды 40. Хотя такой разгрузчик/загрузчик или его движение в среду 40 и из него не показано, это здесь предполагается и легко может быть понято средним специалистом в области перемещения яиц в скорлупе, особенно куриных яиц и т. п.

Как правило, перемещение стоп яиц из одной зоны в другую осуществляют последовательно и/или одновременно. Если их транспортируют последовательно, любая из стоп яиц в выходной зоне 90 сначала удаляется, а затем яйца из зоны, ближайшей к выходной зоне (на19 пример, зона 90а или зона 80), транспортируют в выходную зону 90, и так до тех пор, пока яйца из зоны предварительного нагревания 50 не будут перенесены в первую зону 70. Однако другие сочетания движений, которые хорошо известны специалистам в данной области, могут быть использованы для перемещения яиц.

Ко времени, когда яйца, наконец, удаляют из выходной зоны 90, эта партия яиц достаточно нагревается по существу однородным образом, до степени, достаточной, чтобы обеспечить примерно 3 1од, предпочтительно примерно 5 1од или более, снижение уровня патогенов, например сальмонелл, внутри и/или на поверхности по существу всех яиц в партии без существенного ухудшения функциональности яиц.

Цикл тепловой пастеризации представляет собой время от момента, когда стопы погружают в одну или несколько нагретых сред, до момента, пока яйца не будут окончательно удалены из нагретой среды (сред) в последний раз. Даже после того, как яйца окончательно удалят из среды 40, тепловая пастеризация яиц в скорлупе будет продолжаться до тех пор, пока температура яиц не опустится ниже температуры тепловой пастеризации, например, ниже температур от 116°Р (46,7°С) до около 120°Р (49°С). Поэтому после того, как пастеризация завершается, может быть желательной стадия охлаждения. См. одновременно рассматриваемую заявку на патент США сер. № 09/001673, которая включена сюда полностью путем ссылки.

Во время одного полного цикла тепловой пастеризации, по меньшей мере, одной партии из стоп со слоями яиц в скорлупе, температура яичного белка, яичного желтка и целой скорлупы должна быть соответственным образом повышена в течение некоторого времени для обеспечения, по меньшей мере, примерно 3 1од, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 5 1од снижения уровня, например, сальмонелл или других патогенных микробов без существенного ухудшения функциональности яиц (например, с функциональностью не хуже чем около 60 единиц Хо).

Предпочтительно полный цикл тепловой пастеризации производится с яйцами в поддонах, таких как те, которые показаны на фиг. 2-16 и описываются далее.

Обращаясь к фиг. 2, здесь показан в качестве примера поддон, используемый с устройством и способом по изобретению. На фиг. 2 поддон содержит выступающие вверх контуры 21 с кончиками 21а и отверстиями 21Ь. Поддон на фиг. 2, кроме того, содержит горизонтальную плоскость 26 и пониженные контуры 29, имеющие отверстия 29а.

Фиг. 3 изображает другое возможное выполнение поддона, пригодного для использования вместе с устройством и способом по изобретению. Поддон на фиг. 3 подобен поддону на фиг. 2, однако, выступающие вверх контуры 21 имеют дополнительную особенность в виде фланцев 21с у основания кончиков 21а. Эти фланцы 21с предотвращают избыточное сцепление поддонов друг с другом, когда они собраны в форме стопы, как показано на фиг. 11. Фланцы (1) позволяют более легко разбирать поддоны из конфигурации в виде стопы на фиг. 11; (2) предоставляют возможность текучей среде протекать через стопу и/или (3) предотвращают закупорку и/или слипание соседних поддонов. Слипание представляет особенную проблему, когда воск используется в качестве средств для герметизации яиц во время пастеризации согласно одновременно рассматриваемой заявке на патент США сер. № 09/001674, включенной сюда полностью путем ссылки.

Фиг. 6 представляет вид сверху кончика 21а, изображенного на фиг. 3 и 5.

Фиг. 4 показывает другой вид в поперечном разрезе варианта поддона, пригодного для использования с устройством и способом по изобретению.

Фиг. 5 дает вид сверху поддона на фиг. 3. Фиг. 7 представляет вид снизу поддона на фиг. 3. Фиг. 8 представляет собой вид снизу кончика 21а, выступающего вверх контура 21, изображенного на фиг. 3 и 5, и видимого на общем виде снизу на фиг. 7. Фиг. 9 представляет собой вид сверху нижнего контура 29, видимого на виде сверху на фиг. 5. На фиг. 9 некоторые нижние контуры 20 содержат маленький выступ 400, выполненный для предотвращения избыточного слипания поддонов, при их хранении в форме вложенной пустой укладки, показанной на фиг. 10.

Фиг. 10 изображает вложенную пустую укладку из множества поддонов по изобретению. Такое складывание поддонов представляет возможность использования обычных средств хранения поддонов, когда они не используются.

Фиг. 11 изображает ориентированную укладку в стопку поддонов на фиг. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и/или 10. При такой ориентированной укладке в стопу, выступающие контуры 21 и кончики 21а, все вместе, входят в пониженные контуры 29 с образованием полости 19, достаточной для предпочтительно свободного удерживания яйца 5 (или множества яиц) во множестве слоев. Вложенная укладка пустых поддонов может быть преобразована в ориентированную укладку путем поворота смежных поддонов на 90° в горизонтальной плоскости (т.е. вокруг вертикальной оси) поддона от вложенной конфигурации укладки пустых поддонов, представленной на фиг. 10, и наоборот.

Фиг. 12 дает вид снизу поддона на фиг. 2, 3 и/или 7. Фиг. 13 дает другой вид, подобный виду на фиг. 12. Фиг. 14 дает вид в разрезе другого варианта поддона по изобретению. Фиг. 15 дает вид сверху поддона на фиг. 14. Фиг. 16 дает вид снизу поддона на фиг. 14 и/или 15.

Поддоны образуют ориентированные стопы, как изображено на фиг. 11, чтобы вместе образовывать полости 19 для свободного удерживания в них целых яиц в скорлупе 5. Например, полости предпочтительно являются достаточно большими для предоставления возможности яйцам 5 свободно всплывать в них, когда такие заполненные яйцами поддоны погружаются в среду 40. Кончики 21а предоставляют возможность небольшого вертикального перемещения поддонов, когда они сформированы в ориентированные стопы (например, как на фиг. 11), при этом по существу предотвращая относительное горизонтальное перемещение между смежными поддонами из ориентированной стопы. Другой особенностью поддонов является их открытая структура, например, отверстия 21Ь и 29а. Эти отверстия предоставляют возможность среде 40 и пузырькам газа 25 (из одного или нескольких газов, таких как воздух, СО₂ и тому подобное) свободно протекать вдоль всей поверхности каждого яйца 5, содержащегося в слоях внутри ориентированных стоп (см. фиг. 11).

Свободное протекание среды 40 и пузырьков 25 предпочтительно вдоль всей поверхности каждого яйца позволяет однородный предварительный нагрев, нагрев и/или пастеризацию каждого яйца внутри стопы без существенного ухудшения функциональности яиц. Такие отверстия обеспечивают однородное нагревание всех яиц внутри одного или нескольких их сложенных в стопу слоев независимо от того, близко или далеко они находятся от предварительных нагревателей и/или нагревателей. Предпочтительно, яйца опираются только на четыре точки касания в ориентированных стопах, когда они удаляются из ванны, что предотвращает их чрезмерное прилипание, когда используется воск. См. рассматриваемую одновременно заявку США сер. № 09/001674.

Фиг. 17 дает вид сверху другого варианта поддона по изобретению. По сравнению с поддоном на фиг. 5 у поддона на фиг. 17 изображены усиливающие мостики 98, предназначенные для по существу предотвращения изгиба поддона, когда он заполнен яйцами. Хотя фиг. 17 изображает предпочтительное выполнение, также могут быть использованы и другие способы усиления, такие как использование более жесткого материала для штамповки и/или изменение расположения усиливающих мостиков 98, которые должны достаточно упрочнять поддон без ухудшения его рабочих характеристик при работе по изобретению.

Хотя здесь были описаны варианты, показанные на фиг. 2-17, может использоваться любая другая соответствующим образом открытая структура поддона, достаточная для свободного удерживания яиц во множестве собранных в стопы слоев и в то же время предоставляющая возможность протекания потока нагретой среды и пузырьков вдоль всей поверхности каждого яйца. Такая другая конфигурация поддона находится в объеме формулы настоящего изобретения.

Поддоны предпочтительно изготавливают из любого материала, допускающего повторное использование или другую утилизацию. Однако могут использоваться такие материалы многократного использования, как резина, пластики, стекловолокно, другие полимеры, металлы и тому подобное. Из всех них пластиковые и резиновые поддоны являются предпочтительными из-за низкого веса и устойчивости к горячей воде.

Пример I.

Обзор

Целью работы пастеризационной установки является пастеризация яиц. Носители, заполненные яйцами, предпочтительно перемещают через три горячих ванны и одну холодную ванну с водой. Температура воды точно управляется и время, которое яйца проводят в ваннах, также контролируется. Поле прохождения через установку, стопы яиц выгружают из носителей, яйца разделяют, сушат, проверяют на свет, клеймят и упаковывают.

Яйца принимаются пастеризационной установкой в стопах. Затем стопы загружают в носители для прохождения через процесс пастеризации. Все 18 отделений носителя заняты стопами яиц перед поступлением носителя в установку.

Типичная производительность установки составляет 175 коробок в час (каждая коробка содержит 30 дюжин яиц, что дает производительность 5250 дюжин яиц в час). Скорость может регулироваться.

Основная информация

В следующем далее примере 1 используются следующие обозначения:

дюжина яиц = двенадцать яиц поддон = 2,5 дюжины яиц (30 яиц) поддонов = 1 стопа дюжин яиц = 1 стопа (180 яиц) стопы = 1 коробка дюжин яиц = 1 коробка (360 яиц) носитель = 18 поддонов носитель = 9 коробок носитель = 270 дюжин яиц (3240 яиц) носитель = 2 ряда и 9 колонок поддон яиц среднего размера = от 19,7 фунта (8,94 кг) до 22,5 фунта (10,215 кг) (без поддонов) поддон больших яиц = от 22,5 фунта (10,215 кг) до 25,3 фунта (11,486 кг) (без поддонов) поддон яиц самого большого размера = от 25,3 фунта (11,486 кг) до 28,1 фунта (12,757 кг) (без поддонов) поддон =3,5 фунта (1,589 кг)

Перемещение материала (носители, поддоны и яйца)

Оборудование для перемещения материала перемещает яйца в процессе пастеризации.

Портальная система транспортировки в вертикальном направлении

Вертикальная подвесная система представляет собой первую часть из двух частей портальной подвесной системы транспортировки. Эта система используется для транспортировки контейнеров от входного конвейера в ванную № 1, от ванны до ванны и от ванны № 4 до выходного конвейера. Для зацепления носителей используются крюки. Имеются пять вертикальных подвесов. Их целью является подъем и опускание носителей. Положения подъема и опускания определяются положением элементов горизонтальной подвесной системы и включают подъем с входного конвейера, подъем и опускание в четырех ваннах и опускание на выходной конвейер.

Все пять вертикальных подвесов идентичны. Следовательно, последующее описание применимо к каждому из них. Они приводятся мотором переменного тока мощностью в одну лошадиную силу с электрическим тормозом. Мотор управляется с помощью ЧРП (частотнорегулируемого электропривода) Мадие1ек ΟΡΌ333. Имеются 5 контактных датчиков для определения положения. Эти положения представляют собой достижение самой верхней позиции, подход к верхней позиции, уход из ванны, подход к нижней позиции и достижение самой нижней позиции. ЧРП используют две скорости, быструю и медленную.

Датчики остановки определяют соответствующие точки остановки. Датчики приближения вызывают уменьшение скорости мотора ЧРП до медленной, пока не будет достигнута позиция соответствующего датчика остановки. Датчик ухода из ванны определяет позицию остановки, где крюки портальных подвесов находятся как раз над торцевыми стенками ванн. Имеются два выключателя перебега, по одному с каждого конца, которые непосредственно останавливают движение, имеются также выключатель верхнего перебега и выключатель нижнего перебега, которые непосредственно останавливают движение.

Горизонтальная подвесная система

Горизонтальная подвесная система является второй из двух частей портальной подвесной системы. Горизонтальная система используется для транспортировки носителей от входного конвейера до ванны № 1 , от ванны до ванны, и от ванны № 4 до выходного конвейера. Целью горизонтальной системы является перемещение вертикальной системы между входным и выходным конвейерами, туда и обратно. Все пять подвесок вертикальной системы прикреплены к горизонтальной системе и перемещаются одновременно с ней.

Горизонтальная система приводится мотором переменного тока мощностью две лошадиных силы. Мотор управляется с помощью ЧРП (частотно-регулируемого привода) Мадие1ек ΟΡΌ515. Имеются четыре определенных позиции, в которых будет останавливаться горизонтальная подвесная система. Контроль этих позиций будет осуществляться с помощью СЕ Αχΐδ Ροδίΐίοηίη§ Моби1е (модуля позиционирования по осям), на базе процессора с программируемым логическим контроллером (ПЛК).

Имеются два контактных датчика. Оба они используются только при инициализации системы. Один используется для детектирования исходной позиции, которая представляет собой поднятую, незацепленную позицию. Другой определяет опущенную незацепленную позицию. Они используются, чтобы гарантировать отсутствие зацепленных носителей, если какиелибо вертикальные подвесы портальной системы находятся в нижнем положении в начале инициализации. Имеются два переключателя перебега, по одному с каждого конца, которые должны непосредственно прекратить движение.

Конвейерные ленты ванн

В каждой ванне имеется конвейерная лента, с которой взаимодействуют носители, погруженные в ванну. Она представляет собой конвейер ванны. Эта лента является конвейером синхронизирующего типа с зубцами внутрь и наружу. Выступающие внутрь зубцы зацепляют звездочки, а выступающие наружу зубцы зацепляют носители. Носители имеют скобы, опирающиеся на верх лент, и эти скобы имеют прикрепленную к ним механическую часть, обращенную вниз. Следовательно, когда носители помещаются в ванну с помощью вертикальных подвесов, зубцы на скобе носителя зацепляются с выступающими наружу зубцами ленты в ванне. Носители перемещаются непрерывно, так что исходная позиция у ленты отсутствует.

В каждой ванне имеется два контактных датчика. Они детектируют носитель в положении подъема, которое представляет собой крайнее положение по ходу движения в каждой ванне. Датчики находятся вдоль правой и вдоль левой стенки танков. Положение подъема представляет собой положение «выкатывания», т.е. конвейерная лента в ванне не управляет больше носителем, когда он оказывается в этом положении.

Ленточный конвейер в ванне № 1 имеет двойное направление. То есть он движется как вперед, так и назад. Во всех других ваннах ленты однонаправленные, они движутся только вперед. Причина того, что лента ванны № 1 имеет два направления, заключается в необходимости возвращения носителя из положения № 2, где он опущен, в положение № 1. Носитель будет двигаться туда настолько быстро, насколько возможно, после того, как он опускается, поскольку в положении № 1 имеются элек трические предварительные нагреватели для верхнего ряда стоп яиц в носителе. Все другие движения носителя в ванне № 1 направлены вперед.

Ленточные конвейеры в ваннах 1, 2 и 3 приводятся в действие моторами переменного тока мощностью 3/4 лошадиных силы. Конвейер в ванне 4 имеет мотор мощностью 1/4 лошадиной силы. Мотор, приводящий в движение конвейер в ванне № 1, управляется с помощью ЧРП ΟΡΌ515. Моторы для ванны 2, 3 и 4 управляются с помощью ЧРП ΟΡΌ333. Имеется множество различных инкрементов движения, которые пошагово выполняют конвейеры. Поэтому значение длины пути заносится в модули позиционирования оси, которые управляют движением. Имеется по одному такому модулю на каждый конвейер в ванне. Определяемые инкременты движения описаны в секции 2.2.

Нагревание

Газовые бойлеры для нагревания воды состоят из двух батарей, содержащих до пяти бойлеров каждая. Они обеспечивают теплом процесс пастеризации яиц. Каждая батарея бойлеров для нагрева воды снабжает один из двух контуров горячей воды, которые снабжают теплом все теплообменные резервуары.

Кроме того, каждая батарея бойлеров снабжает один из двух наполнительных контуров горячей воды, которые обеспечивают начальное заполнение для ванн № 1-3, все теплообменные резервуары и заполнение при изменении уровня (контроль уровня) теплообменных резервуаров (но не ванн).

Контуры горячей воды

Бойлеры расположены в четных и нечетных батареях бойлеров до пяти в каждой. Нечетная батарея бойлеров поставляет горячую воду посредством контура горячей воды № 1 для одной стороны пастеризационной установки, в то время как четная батарея бойлеров поставляет горячую воду с помощью контура горячей воды № 2 для другой стороны установки. Каждый из двух контуров горячей воды состоит из батареи бойлеров, трубопроводов, циркуляционного насоса, управляемого с помощью ПЛК, и датчика температуры, за которым следит система контроля температуры. Бойлеры для данного контура включаются и выключаются в порядке поддержания заданного диапазона температур воды в этом контуре. Когда подсистема нагрева включена, циркуляционные насосы работают непрерывно.

Два контура горячей воды доставляют горячую воду во все теплообменные резервуары с помощью предназначенных для этого циркуляционных насосов теплообменных резервуаров. Насосы прокачивают горячую воду из контуров горячей воды через теплообменники в теплообменные резервуары. Они делают это, откачивая воду с входной стороны контура горячей воды, а затем возвращая ее на обратную сторону кон тура горячей воды. Циркуляционные насосы управляются с помощью системы контроля температуры с целью поддержания температуры теплообменных резервуаров. Контрольные клапаны предотвращают протекание воды из контура горячей воды через теплообменники, когда циркуляционные насосы теплообменного резервуара выключены.

Теплообменный резервуар № 1 имеет по три предназначенных для циркуляции насоса по каждой стороне устройства. Один набор из трех насосов будет качать горячую воду от одного контура горячей воды для нагрева одной стороны тепло обменного резервуара. Другой набор из трех насосов будет качать горячую воду от другого контура горячей воды для нагрева другой стороны теплообменного резервуара. Каждая группа из трех насосов приводится в действие с помощью одного выхода от системы контроля температуры.

Теплообменные резервуары № 2 и № 3 работают аналогично теплообменному резервуару № 1 , за исключением того, что они имеют по одному циркуляционному насосу на каждой стороне установки. Кроме того, охлаждающая система может подавать теплую воду из контура теплой воды в теплообменные резервуары № 23 с помощью выделенных для этого циркуляционных насосов теплообменных резервуаров. Контур горячей воды и контур теплой воды никогда не используются в одно и то же время для подачи тепла. ПЛК будет сообщать системе контроля температуры, какой из двух источников тепла (горячий или теплый) необходимо использовать. Решение базируется на температуре ванны в заданных точках в зависимости от тепловой мощности холодильника, который производит теплую воду. Контур теплой воды имеет приоритет.

Промежуточные водяные контуры

Целью работы промежуточных контуров является обеспечение непрерывной подачи воды для циркуляционных насосов, которые контролируют температуры в ваннах. В промежуточном контуре вода откачивается из теплообменного резервуара с помощью насоса, а затем возвращается в тот же самый теплообменный резервуар. Вода в каждом из двух теплообменных резервуаров используется для двух промежуточных контуров с помощью двух насосов для горячей воды, по одному с каждой стороны ванны, которая связана с теплообменным резервуаром.

Имеется по одному (1) промежуточному циркуляционному насосу для каждой стороны каждой ванны, всего шесть насосов для горячей воды. Насосы для горячей воды управляются с помощью ПЛК и работают непрерывно, когда подсистема нагрева включена. Для всех нагреваемых ванн (1, 2 и 3) имеются по одиннадцать (11) циркуляционных насосов в ваннах для каждой стороны каждой ванны, в целом, шестьдесят шесть циркуляционных насосов в ваннах. Все циркуляционные насосы в ваннах индивидуально управляются с помощью системы контроля температуры для регулировки температуры в зонах.

Горячая вода для заполнения

Кроме того, бойлеры питают два источника горячей воды для заполнения, обеспечивающие воду для начального заполнения ванн № 13 и всех теплообменных резервуаров. Нечетная батарея бойлеров нагревает горячую воду для заполнения, предназначенную для заполнения ванн № 1-2 установки. Четная батарея бойлеров нагревает горячую воду для заполнения, предназначенную для заполнения ванны № 3, а также всех теплообменных резервуаров, и для подачи горячей воды для заполнения для поддержания уровня воды в теплообменных резервуарах установки.

Система охлаждения

Гибридная система охлаждения состоит из жидкостного холодильника с водяным охлаждением ΑίΤίπίΙν. градирни АМСОТ, и семи (7) двухпозиционных клапанов для работы охлаждающей системы в режиме охлаждения и нагрева, по мере необходимости, определяемой требованиями для каждой из ванн.

Охлаждающая система снабжает один испаритель и два конденсатора для нагрева и охлаждения установки для пастеризации, конденсатор - холодильник теплой воды, конденсаторную колонну и испаритель холодной воды.

Система охлаждения включает три (3) режима работы:

(1) Режим 1 работы охлаждающей системы использует один конденсатор холодильника для снабжения контура теплой воды холодильника в качестве альтернативного пути для нагрева теплообменного танка (танков) № 2 и/или № 3. Контур холодной воды охлаждает ванну № 4. Контур градирни помогает охлаждать холодильник, если температура воды в контуре теплой воды превосходит заданный диапазон для контура теплой воды.

(2) Режим 2 работы охлаждающей системы использует градирню для охлаждения холодильника с помощью контура конденсаторной колонны. Контур холодной воды охлаждает ванну № 4.

(3) Режим 3 работы охлаждающей системы использует градирню для непосредственного охлаждения ванны № 4, при этом холодильник выключен.

При запуске установки для пастеризации яиц охлаждающая система начинает работу в режиме 2. При запуске в режиме 2 источником воды для охлаждающей колонны должен служить возвратно-дренажный резервуар, пока он не опустеет. Любая дополнительная вода, необходимая градирне, чтобы обеспечить воду для охлаждения конденсатора холодильника, должна подводиться из дополнительного источника.

Когда разница между температурой градирни и температурой ванны № 4 (температура градирни минус температура ванны № 4) становится равной или большей, чем заданная разница, охлаждающая система переключается на режим 3.

Если заданное значение температуры либо в ванне 2, либо в ванне 3, снижается ниже заданного значения температуры в контуре горячей воды на 6,5° или более, тогда охлаждающая система будет работать в режиме 1. Заданное значение температуры в контуре горячей воды (сообщается холодильнику с помощью программного обеспечения ^1иСЫ11) равно максимальной возможной температуре конденсатора холодильника (настройка конфигурации 21). Ванна (ванны), удовлетворяющие критериям для режима 1, будут использовать контур горячей воды из холодильника в качестве источника тепла для своего теплообменного резервуара. Если ванна не удовлетворяет условию разницы температур в 6,5°, тогда она будет использовать контур горячей воды из бойлеров в качестве источника тепла для своего теплообменного резервуара.

Охлаждающая система поставляет холодную воду в контур холодной воды. Контур холодной воды представляет собой непрерывную систему подачу воды для батареи циркуляционных насосов в ваннах, которая непосредственно контролирует температуру охлаждающей ванны № 4. Имеются десять зон, а, следовательно, и десять циркуляционных насосов в ваннах, которые откачивают воду из контура холодной воды, а затем возвращают ее туда. Циркуляционные насосы управляются с помощью системы контроля температуры (№ 8-9).

Температура

Система управления температурой состоит из десяти контроллеров. Каждый контроллер имеет одиннадцать зон и одно главное управляющее реле. Каждая зона имеет связанную с ней заданную температуру, два датчика температуры (данные от них усредняются), выход для управления и переключателя режимов работы. Режимы представляют собой «включено», «выключено», «контроль температуры» и «контроль уровня», который не используется. Система управления температурой должна управлять температурой четырех ванн и трех теплообменных резервуаров, плюс к тому - регистрировать температуру контура горячей воды, контура теплой воды, контура холодной воды и возврата в градирню.

Ванны 1, 2, 3, 4

В ванне № 1 первые четыре зоны нагревания и электрические нагреватели, каждый, имеют двойной или дублированный набор датчиков. Один набор датчиков соединен с контроллером 2, 3 или 10. Другой набор соединен с контроллером 1. Поскольку имеются продублированные датчики и контроллеры, индивидуаль29 ный отказ контроллера не может вызвать потерю управления одной из этих зон. Компьютеры будут отслеживать контроллеры, и если произойдет отказ, переключат контроллер, управляющий этими зонами, на другой контроллер (только один контроллер в конкретный момент времени будет управлять этими зонами). Не имеется продублированных циркуляционных насосов или электрических нагревателей. Управление температурой в остальных зонах нагрева в ванне 1 и во всех ваннах № 2 и № 3 осуществляется двумя контроллерами.

Имеются два датчика температуры в каждой зоне. Один расположен вблизи дна, а другой расположен на некотором расстоянии выше, чем спираль теплообменника. В целом, имеются 132 датчика температуры, которые соединены с входом системы контроля температуры в порядке обеспечения управления циркуляционными насосами в ваннах, выделенными для ванн 1, 2 и

3.

В ванне № 4 имеется также по два датчика температуры в каждой зоне с такой же самой ориентацией, как и в нагреваемых ваннах. Поскольку имеются в ванне 10 зон, то имеются 20 датчиков, которые соединены с входом системы контроля температуры в порядке обеспечения управления циркуляционными насосами в ванне, выделенными для ванны № 4.

Теплообменные резервуары 1, 2, 3

В теплообменном резервуаре № 1 имеются две зоны с двумя датчиками и одним циркуляционным насосом в каждой зоне. Зоны управляются различными контроллерами. Одна зона управляет температурой на одной стороне резервуара, при этом источником тепла является контур горячей воды № 1. Другая зона управляет температурой на другой стороне резервуара, при этом источником тепла является контур горячей воды № 2.

В теплообменном резервуаре № 2 имеются четыре зоны с двумя датчиками и одним циркуляционным насосом в каждой зоне. Две из этих зон (по одной на каждую сторону) используют контур горячей воды в качестве источника тепла. Эти две зоны управляются с помощью различных контроллеров. Другие две зоны (по одной на каждую сторону) используют контур теплой воды в качестве источника тепла. Они управляются с помощью различных контроллеров.

В теплообменном резервуаре № 3 имеются четыре зоны с двумя датчиками и одним циркуляционным насосом в каждой зоне. Две из этих зон (по одной на каждую сторону) используют контур горячей воды в качестве источника тепла. Эти две зоны управляются с помощью различных контроллеров. Другие две зоны (по одной на каждую сторону) используют контур теплой воды в качестве источника тепла. Они управляются с помощью различных контроллеров.

Система продувки

Продувка определяется как введение воздуха в жидкость. Регенеративная воздуходувка пятнадцать лошадиных сил обеспечивает воздух для пузырьков в системе продувки. Связь со второй воздуходувкой осуществляется в системе управления. Система продувки требует тестирования при реальной установке для определения потребности во второй воздуходувке.

Система продувки является необходимой для настоящего способа. Возможная установка второй воздуходувки позволит осуществлять частичное или полное функциональное дублирование. Переключатель давления в системе продувки предоставляет возможность системе для переключения на запасную воздуходувку в случае отказа основной воздуходувки. Это будет эффективным только тогда, когда потребитель установит вторую воздуходувку. Если давление воздуха не сможет поддерживаться, система приостановит обработку новых яиц и определит, были ли все яйца в процессе пастеризованы соответствующим образом.

Система управления

Имеются два компьютера. Компьютер, установленный в шкафу управления, будет называться главным компьютером. Компьютер, установленный в месте загрузки, будет называться загрузочный компьютер. Эти компьютеры служат для обеспечения интерфейса с оператором для его надзора (человеко-машинный интерфейс, ЧМИ). Они будут иметь идентичные рабочие характеристики и служить для дублирования друг друга. Будут предусмотрены определенные уровни безопасности.

Фактическое управление установкой для пастеризации будет осуществляться ПЛК ОЕ Еаиис Мобе1 90/30.

Имеются три шкафа управления - шкаф пастеризационной установки, шкаф устройства загрузки/выгрузки и шкаф бойлера/холодильника. Имеются также два компьютерных шкафа для размещения двух компьютеров, указанных выше.

Описание работы Система охлаждения

Гибридная система охлаждения состоит из жидкостного холодильника с водяным охлаждением Айтийу, градирни АМСОТ, и семи двухпозиционных клапанов для работы охлаждающей системы в режиме охлаждения и нагрева, в зависимости от требований каждой из ванн.

Холодильник имеет один испаритель и два конденсатора для нагрева и охлаждения установки для пастеризации. Три теплообменника включают конденсатор-холодильник теплой воды конденсаторную колонну и испаритель холодной воды.

Система охлаждения включает три (3) режима работы:

(1) Режим 1 работы охлаждающей системы использует один конденсатор холодильника для снабжения контура теплой воды холодильника в качестве альтернативного пути для нагрева теплообменного резервуара(ов) № 2 и/или № 3. Испаритель обеспечивает охлаждение контура холодной воды, который используется для охлаждения ванны № 4. Градирня обеспечивает вспомогательное охлаждение для конденсаторной колонны, если это необходимо. Как ожидается, это будет представлять собой «нормальный» режим работы установки № 1, если снаружи не очень холодно.

(2) Режим 2 работы охлаждающей системы используют градирню для охлаждения холодильника с помощью контура конденсаторной колонны. Контур испарителя холодной воды охлаждает ванну № 4. Как ожидается, это будет нормальным режимом работы для системы с 6позиционной ванной № 4 и очень большими холодильниками.

(3) Режим 3 работы охлаждающей системы использует градирню для непосредственного охлаждения ванны № 4, при этом холодильник выключен. Как ожидается, это будет нормальным режимом работы, когда снаружи холодно, и охлаждающая колонна может непосредственно охлаждать ванну № 4.

При запуске установки для пастеризации яиц в автоматическом режиме работы система охлаждения начинает работу в режиме 2. Этот режим будет работать при любых обстоятельствах, и он дает возможность для системы управления поддерживать температуру, которую достигнет охлаждающая колонна.

Пример II.

Работа

Сначала яйца принимаются в стопах по пятнадцать дюжин яиц. Каждая стопа состоит из шести перфорированных пластиковых поддонов, по две с половиной дюжины в каждом. Восемнадцать стоп яиц размещаются в носителях в два ряда (один над другим) по девять стоп в каждом. Каждая стопа удерживается на месте в носителе, когда он проходит через ванну (ванны) пастеризационной установки.

Когда оператор вводит размер и температуру яиц, предназначенных для пастеризации, компьютерная система будет «просматривать» температуры в каждой ванне, время между каждым перемещением и величину перемещения шаговых конвейеров для каждой ванны. Управляющий компьютер затем будет управлять всеми элементами контроля температуры и элементами контроля движения в системе в целом согласно этим параметрам.

Когда заданные температуры будут достигнуты и система будет готова, первый из пяти подвесов для перемещения вверх/вниз системы для перемещения материала (СПМ) поднимает загруженный яйцами носитель в верхнее положение его движения. Затем горизонтальный привод перемещает систему вертикальных перемещений вверх/вниз вместе с носителем с яйцами синхронно с другой СПМ вверх/вниз, пока контейнер с яйцами не окажется над второй позицией в первой ванне. Система перемещений вверх/вниз опускает носитель с яйцами в ванну. Шаговый конвейер внутри первой ванны перемещает носитель с яйцами (под слоем воска, как описано далее) назад на первую позицию в первой ванне.

Все СПМ вверх/вниз перемещаются назад в исходные позиции. Первый элемент из пятиэлементной СПМ вверх/вниз выгружает носители с яйцами с загрузочного/разгрузочного конвейера для носителей в первую ванну. Каждый из трех последующих механизмов перемещения вверх/вниз переносят носители с яйцами из одной ванны в следующую ванну. Последний механизм перемещения вверх/вниз вынимает пастеризованные и охлажденные яйца (в носителе) из последней (охлаждающей) ванны и загружает их на конвейер выгрузки носителей.

В первой ванне, после прохождения заданного времени, первый носитель перемещается с помощью шагового конвейера на третью позицию или на позицию третью плюс (перемещение в направлении вперед будет обозначаться как перемещение с данной позиции на позицию, определенную ранее, плюс, когда управляющий компьютер сверяется с формулой пастеризации для размера и температуры яиц, которая введена перед началом обработки) в первой ванне, в то время как другой носитель с яйцами изначально загружается с помощью первой системы для перемещения материала вверх/вниз во второй позиции в первой ванне. Этот процесс продолжается до тех пор, пока носитель не достигнет последней позиции в первой ванне.

Движение шагового конвейера в первой ванне после того, как загружен новый контейнер, представляет собой сначала движение назад на одну позицию, а затем вперед на две позиции (плюс). Когда ведущий носитель в первой ванне достигнет позиции разгрузки (последнюю), он удерживается там, так что когда шаговый конвейер передвигается на одну позицию назад, этот носитель продолжает оставаться в позиции, где он должен быть захвачен второй системой перемещения вверх/вниз.

Второй механизм перемещений вверх/вниз поднимает последний носитель в первой ванне вверх (синхронно со всеми системами перемещения вверх/вниз), а затем горизонтальный привод передвигает его синхронно вместе со всеми другими перемещениями вперед. Второй механизм перемещения вверх/вниз опускает носитель с яйцами в первой позиции во второй ванне.

Каждая последующая ванна будет иметь один шаговый конвейер для перемещения носителей с яйцами вдоль ванны. Они будут способны каждый передвигать носители из заданной позиции в позицию заданная плюс один при каждом перемещении.

Когда носители с яйцами достигают последней позиции во второй ванне, третий механизм перемещения вверх/вниз перемещает носитель вверх, а затем синхронно вперед вместе со всеми другими перемещениями, а затем опускает в третью ванну.

Подобным же образом, носители с яйцами передвигаются в третьей ванне и вверх и вниз в охлаждающую ванну. Затем вверх и вниз в систему выгрузки.

Распределенная система управления с управляющим компьютером контролирует температуру во всех ваннах, оборудование для нагрева и охлаждения, оборудование для перемещения материала, приемный и выходной интерфейс с устройствами загрузки и выгрузки. Он сравнивает температуру яиц в носителях с заданными значениями, интегрирует скорость пастеризации для каждого носителя и подтверждает, что настройки, сделанные оператором, являются в целом правильными.

Управляющий компьютер распечатывает через регулярные промежутки времени данные о температурах в ваннах в виде эквивалента ленточной диаграммы с указанием как времени, так и даты с целью архивирования. Отчеты по управлению распечатываются в конце обработки каждой партии яиц, а также каждый день и каждый месяц.

Когда носитель побывал в охлаждающей ванне в течение заданного времени для достижения требуемой температуры (41 или 45°Р (5 или 7,22°С)), последняя система для перемещения материала для перемещения вверх/вниз доставляет его на разгрузочный конвейер.

Если разгрузочные или упаковочные устройства не готовы к приему пастеризованных яиц, управляющий компьютер будет направлять накапливающиеся носители на возвратный конвейер до тех пор, пока проблема не будет решена. Система компьютерного контроля не будет больше загружать никаких носителей с яйцами до тех пор, пока опять не начнется выгрузка яиц.

Разгрузочный конвейер перемещает носитель с яйцами на линию с возвратным конвейером. Затем подъемный механизм поднимает носитель с яйцами с выравниванием по направляющему рельсу возвратного конвейера для носителей. Поперечный механизм возвратного конвейера (который будет также накапливать носители с пастеризованными яйцами, если выгрузка носителей прекратится по какой-либо причине) позиционируется над носителем с пастеризованными яйцами. Захваты захватывающего приспособления носителя и поперечный механизм перемещают носитель к другому концу возвратного конвейера в линию с подъемным механизмом (поднятым для приема носителя) разгрузочного/загрузочного конвейера. Захватывающее устройство высвобождает носитель, и подъемный механизм опускает носитель на разгрузочный/загрузочный конвейер.

Ванны с водой

Три ванны с горячей водой и охлаждающая ванна имеют каждая по шесть позиций плюс один фут длины, плюс то, что требуется для воска, а также вводы/выводы для воды и т. п.

Ванны для воды имеют ширину 10 футов (3,048 м), длину 90 дюймов (228,6 см) и высоту 72 дюйма (183 см).

Секция ванны для воды сделана из нержавеющей стали 88304.

Каждая ванна для воды имеет структурные элементы, которые служат многим целям: в качестве опор, для структурной целостности, для поддержания пути для носителей с яйцами, места крепления для шаговых конвейерных лент и горизонтальных приводов для механизмов перемещения вверх/вниз.

Каждая секция ванны для воды имеет фитинги труб теплообменников (или необязательных электрических нагревателей), датчиков для измерения температуры и воздушных труб.

Каждая ванна для воды имеет шаговые ленты для перемещения носителей под водой вдоль ванны.

Каждая ванна для воды имеет пути для удерживания носителей при их перемещении вдоль ванны.

Дно каждой ванны для воды имеет форму со стоком в центр. Каждая ванна имеет свои стоки, соединенные с помощью труб, и включенные при сливе.

Каждая секция ванны для воды выполнена таким образом, чтобы она могла работать со слоем расплавленного воска на ее поверхности. Установлены пеноотделители, сетчатые трубы и насосы для прокачки воска через фильтр, перемещения воска в другую ванну и отвода воска в контейнеры для отходов.

Третья нагреваемая ванна будет также иметь второй пеноотделитель для рециркуляции воска с последней позиции обратно в начало ванны. Он также будет иметь съемную преграду на поверхности воды для удерживания воска позади последней позиции.

Система шаговых перемещений в нагреваемых ваннах выполнена таким образом, что носители с яйцами проходили под воском и преградой для воска в третьей ванне, а затем могли подниматься в пространстве между преградой и концом ванны, причем весь воск удерживается за преградой и удаляется с поверхности. Четвертый механизм перемещения вверх/вниз поднимает носители через указанное выше пространство без воска и помещает их в холодильник.

Каждая секция ванны для воды должна иметь точки крепления для крышки/дорожки.

Крышка/дорожка будет покрывать трубы, клапаны, электронные устройства для контроля температуры, лотки для труб и обеспечивать место для стояния при наблюдении, тестировании или чистке ванн для воды.

Между ваннами для воды предусмотрено удаляемое покрытие для защиты от капель. Оно скошено назад.

Носитель для яиц

Носитель для яиц является достаточно прочным для удерживания 270 дюжин яиц, когда он поднимается вверх с помощью узла перемещения материала. Он является совместимым с устройствами для загрузки и выгрузки стоп яиц.

Носитель для яиц может ставиться на пол.

Носитель для яиц является достаточно открытым, чтобы обеспечить свободное прохождение потока воска, воды и пузырьков через него и через стопы яиц.

Носитель для яиц весит около 300 фунтов (136,2 кг) и преодолевает плавучесть перфорированных пластиковых поддонов, так что он не может всплывать со своего пути, когда он движется в ваннах с водой.

Носитель для яиц удерживает стопы яиц (они имеют тенденцию к всплыванию из-за плавучести перфорированных пластиковых поддонов) и высвобождает их при загрузке или выгрузке.

Нагрев

Восемь модульных «бойлеров» для горячей воды мощностью 300000 ВТИ (316,5 МДж) соединены вместе для обеспечения тепловой мощности для начального нагрева и дублирования при пастеризации.

Требуются три резервуара для хранения горячей воды с трубами внутреннего теплообмена. Температура каждого из них управляется с помощью системы контроля температуры. Размер каждого термоизолированного резервуара составляет около 300 галлонов (1135,6 л).

Спирали теплообменников из «плоских» труб, выполненных из нержавеющей стали диаметром два дюйма (5,08 см) вблизи дна ванн для воды, должны переносить тепло или «холод» в ванны.

Циркуляционные насосы должны прокачивать воду через бойлеры, резервуары для хранения и спирали теплообменников.

Малые насосы высокой надежности должны закачивать или откачивать горячую или холодную воду в спирали теплообменников.

Электрические нагреватели размещены в начале первого резервуара таким образом, что, когда носитель с яйцами вносится в резервуар и устанавливается в соответствующее положение, они должны обеспечивать предварительный нагрев верхних стоп яиц.

Воздуходувка

Регенерирующая воздуходувка достаточного размера обеспечивает подачу воздуха для системы продува (барботажа). Исходным пунктом является воздуходувка, у которой производительность в кубических футах в минуту равна площади поверхности ванн. Давление, производимое при такой работе, должно составлять, по меньшей мере, 90 дюймов водяного столба (22,4 КПа).

Трубопроводы должны быть из теплоизолированного металла. Они должны быть круглыми, с двумя входами, находящимися под углом 180° друг к другу. Трубопроводы должны быть расположены выше уровня воды/воска при их самом высоком уровне в ваннах. Воздух должен удаляться с помощью вертикальной ловушки и маленького отверстия на верху контура, чтобы вода не могла попасть внутрь насоса при любых обстоятельствах.

Трубы для воздуха должны быть расположены подо всеми нагревающими и охлаждающими спиралями. Их распределение должно быть однородным по всем ваннам.

Трубы для воздуха должны быть герметично подсоединены через одинаковые расстояния к круглым металлическим трубопроводам.

Трубопроводы

Все трубопроводы, которые не являются частью закрытой герметизированной системы, выполнены из нержавеющей стали.

Охлаждение

Вода для охлаждения из гибридной охлаждающей системы предназначена для циркуляции внутри теплообменных спиралей в охлаждающей ванне.

Гибридная охлаждающая система состоит из градирни (испарительный охладитель) и жидкостного холодильника с водяным охлаждением, с производительностью, достаточной для того, чтобы удовлетворять требованиям к конечной температуре. Когда погода позволяет, градирня охлаждает воду для охлаждения. Когда погода не позволяет градирне работать, жидкостный холодильник с водяным охлаждением включается в работу. Испаритель должен охлаждать воду для охлаждения.

Жидкостный холодильник с водяным охлаждением выполнен таким образом, чтобы работать с водой для охлаждения из конденсатора с температурой около 140°Р (55°С). Клапаны устанавливаются таким образом, чтобы вода для конденсатора могла поступать из градирни и через контуры нагрева второго и третьего термоизолированных резервуаров для хранения воды по команде управляющего компьютера. Если необходим отвод тепла большего, чем холодильник должен рассеять, градирня начинает работать так, чтобы добавить воду для охлаждения, необходимую для охлаждения конденсатора в достаточной степени. Такой подход обеспечивает эффективное использование энергии, при этом обеспечивая надежное охлаждение яиц.

Санитарная обработка воды

Система газового хлорирования и система мониторинга поддерживают уровень хлора в воде для охлаждения в пределах, указанных РИА.

Система с использованием другого газа (такого как озон) или другие материалы/методы для санитарной обработки горячих ванн, чтобы непатогенные бактерии не размножались, требует частого сброса воды в ваннах.

Компьютерная система управления

Компьютерная система управления состоит из независимых распределенных систем контроля температуры и главной компьютерной системы.

Система температурного контроля обеспечивает управление температурами пастеризации. Она имеет систему обмена информацией, которая позволяет главной компьютерной системе настраивать ее и получать от нее информацию о состоянии процесса.

Датчики

Датчики для измерения температуры являются датчиками типа КТО. Первые четыре зоны нагрева (пять, включая электрический нагреватель) имеют двойной набор датчиков.

Claims (28)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ пастеризации яиц в скорлупе, предусматривающий покрывание со всех сторон, по меньшей мере, одной стопы из нескольких слоев указанных яиц, по меньшей мере, одной нагретой текучей средой, пока указанные яйца не пастеризуются переносом тепла от указанной среды к указанным яйцам, по существу, без ухудшения функциональности указанных яиц.
2. 2. Способ по п. 1, в котором указанную стопу транспортируют через указанную, по меньшей мере, одну нагретую среду.
3. 3. Способ по п.1, в котором указанная стопа содержит, по меньшей мере, три указанных слоя.
4. 4. Способ пастеризации яиц в скорлупе, предусматривающий погружение и удерживание, по меньшей мере, одной стопы из нескольких слоев указанных яиц в нагретой текучей среде, пока указанные яйца не будут, по существу, одинаково предварительно нагреты во всей указанной, по меньшей мере, одной стопе, и покрывание со всех сторон указанной, по меньшей мере, одной стопы нагретой текучей средой, пока указанные яйца не пастеризуются поглощением тепла из указанной среды, по существу, без ухудшения функциональности указанных яиц.
5. 5. Способ по п.4, дополнительно включающий транспортирование указанной, по меньшей мере, одной стопы через указанную нагретую среду, пока указанные яйца не пастеризуются.
6. 6. Способ по п. 4, в котором указанная нагретая среда является нагретой жидкостью, по меньшей мере, в одной ванне.
7. 7. Способ по п. 6, в котором указанная стадия погружения и удерживания предусматривает погружение указанной, по меньшей мере, одной стопы в приемной зоне и, по существу, однородное предварительное нагревание указанных яиц во всей указанной, по меньшей мере, одной стопе в зоне предварительного нагревания, при этом указанная стадия покрывания со всех сторон включает удаление любых стоп яиц из выходной зоны, перемещение любых стоп яиц в зоне нагревания к указанной выходной зоне; перемещение указанной предварительно нагретой стопы яиц из указанной зоны предварительного нагревания в указанную зону нагревания.
8. 8. Способ по п.4, дополнительно включающий вертикальную пертурбацию указанной среды, достаточную для создания, по существу, однородной температуры указанной среды.
9. 9. Способ по п.8, в котором указанная среда представляет собой жидкость, а указанная стадия вертикальной пертурбации включает пропускание пузырьков, по меньшей мере, одного газа через указанную текучую среду.
10. 10. Способ по п.9, в котором указанная стопа содержит, по меньшей мере, два поддона, причем каждый поддон удерживает, по меньшей мере, один из указанных слоев указанных яиц.
11. 11. Способ по п. 10, в котором после укладывания в стопу, по меньшей мере, двух из указанных поддонов, уложенные в стопу поддоны образуют, по меньшей мере, одну полость для свободного удерживания указанных яиц в указанных слоях яиц.
12. 12. Способ по п. 11, в котором указанные уложенные в стопу поддоны образуют множество открытых полостей, выполненных так, чтобы позволять указанным пузырькам распространяться через указанные полости, через указанные слои яиц и вдоль всех поверхностей указанных яиц в указанных полостях; причем каждая полость выполнена так, чтобы свободно удерживать одно яйцо.
13. 13. Способ по п.4, в котором значение индекса Хо указанных яиц остается не ниже чем примерно 60 единиц Хо.
14. 14. Способ по п.1 или 13, в котором указанная, по меньшей мере, одна стопа содержит от около 4 до около 15 указанных слоев яиц.
15. 15. Способ по п. 1 или 14, в котором каждый указанный слой яиц содержит, по меньшей мере, 24 яйца.
16. 16. Способ по п.4, в котором указанные яйца пастеризуются до, по меньшей мере, 3 1од снижения загрязненности сальмонеллой.
17. 17. Способ по п. 4, в котором указанная стадия погружения и удерживания предусматривает быстрое погружение всей указанной, по меньшей мере, одной стопы полностью в указанную текучую среду.
18. 18. Поддон для удерживания слоя яиц, содержащий множество возвышающихся контуров, выступающих вверх из горизонтальной плоскости, причем указанные контуры имеют верх и являются прерывистыми для обеспечения отверстий в указанных контурах;

    множество пониженных контуров, выступающих вниз из указанной горизонтальной плоскости и разнесенных друг от друга для принятия указанного множества выступающих вверх контуров вертикального смежного поддона, при этом смежные выступающие вверх и вниз контуры смежных поддонов вместе образуют, по меньшей мере, одну полость для свободного удерживания, по меньшей мере, одного яйца;

    причем указанная полость является достаточно открытой, чтобы позволить пузырькам распространяться через указанную полость и по всей поверхности указанного, по меньшей мере, одного яйца в этой полости, когда пара вертикально смежных указанных поддонов, свободно удерживающих, по меньшей мере, одно яйцо, погружена в ванну с жидкостью.
19. 19. Поддон по п.18, в котором множество указанных поддонов соответствуют друг другу для образования стопы, содержащей множество указанных полостей для удерживания указанных слоев указанных яиц.
20. 20. Поддон по п.18, в котором указанная полость является достаточно открытой, чтобы позволить стекание среды из указанного поддона.
21. 21. Поддон по п.18, в котором указанная полость является достаточно открытой, чтобы позволить стекание расплавленного воска из указанного поддона.
22. 22. Поддон по п.21, в котором контакт между вертикально смежным сверху и вертикально смежным снизу поддонами является недостаточным для того, чтобы вызвать существенное слипание указанных вертикально смежных поддонов вследствие охлаждения указанного воска, когда, по меньшей мере, указанный нижний поддон, по существу, заполнен множеством яиц в скорлупе.
23. 23. Поддон по п.22, в котором контакт между указанными яйцами в скорлупе и указанными верхним и нижним поддонами является недостаточным для того, чтобы вызвать существенное прилипание указанных яиц к указанным верхнему и нижнему поддонам.
24. 24. Устройство для пастеризации яиц в скорлупе, содержащее средство для погружения и удерживания, по меньшей мере, одной стопы из множества слоев указанных яиц в нагретой текучей среде, пока указанные яйца не будут, по существу, одинаково нагреты во всей указанной, по меньшей мере, одной стопе, и средства транспортировки указанной, по меньшей мере, одной стопы в нагретой текучей среде, пока указанные яйца не пастеризуются поглощением тепла из указанной среды, без существенного ухудшения функциональности указанных яиц.
25. 25. Устройство по п.24, в котором указанные средства покрытия со всех сторон включают средства транспортировки указанной, по меньшей мере, одной стопы в нагретой среде, пока указанные яйца не пастеризуются.
26. 26. Устройство для пастеризации яиц в скорлупе, содержащее по меньшей мере, одну ванну для удерживания нагретой текучей среды, причем эта, по меньшей мере, одна ванна имеет приемную зону, зону предварительного нагревания, зону нагревания и выходную зону;

    загрузочное устройство, выполненное так, чтобы загружать, по меньшей мере, одну стопу из множества слоев указанных яиц в указанную приемную зону;

    по меньшей мере, один конвейер, выполненный так, чтобы перемещать указанную, по меньшей мере, одну стопу из указанной приемной зоны в указанную зону предварительного нагревания для перемещения любых яиц в указанной зоне нагревания к указанной выходной зоне и для перемещения предварительно нагретых яиц из указанной зоны предварительного нагревания в указанную зону нагревания, и выгружающее устройство, выполненное для удаления яиц из указанной выходной зоны.
27. 27. Устройство по п. 26, дополнительно содержащее источник пузырьков для вертикальной пертурбации указанной среды, по меньшей мере, в одной указанной ванне.
28. 28. Устройство по п.26, в котором указанная приемная зона, указанная зона предварительного нагревания, указанная зона нагревания и указанная выходная зона обеспечены в нескольких отдельных ваннах.