JP7249104B2 - 低温殺菌設備及びこの低温殺菌設備を動作させる方法 - Google Patents

低温殺菌設備及びこの低温殺菌設備を動作させる方法 Download PDF

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Description

本発明は、食料品の低温殺菌のための設備、及びこの低温殺菌設備を動作させるための方法とに関する。
食料品の低温殺菌が、現在において、食料品中の微生物の量を最小限にするために一般的に使用されている。特に、食料品の貯蔵寿命がこのようにして延長されることが可能であり、及び、例えば、有害なバクテリアから、又は、微生物を原因とする腐敗食品から生じる、発生の恐れがある健康上の問題が防止されることが可能である。
食料品を低温殺菌するための広範に使用されている方法が、容器の中に食料品を充填し、この容器を密封し、及び、その後に、温度調整された処理液をこの容器上に注ぐことを含む。こうした目的のために、いわゆるトンネル低温殺菌器(tunnel pasteurizer)が頻繁に使用されており、このトンネル低温殺菌器では、食料品が充填された容器が幾つかの温度処理区域の中を通して搬送される。こうしたトンネル低温殺菌器は、例えば、一般的に、瓶または缶の中に充填された飲料を低温殺菌するために使用されている。
トンネル低温殺菌器では、食料品が充填された容器は、通常は、最初に、食料品の穏やかな加熱を可能にするために、適度な温度を有する処理液によって1つまたは複数の加熱区域内で処理される。このために、容器は、上昇する温度レベルを有する処理液によって幾つかの加熱区域内で連続的に処理されることがある。この後に、微生物を殺すのに十分なだけ高い温度レベルを有する処理液が、1つまたは複数の低温殺菌区域内で、食料品が充填された容器上に注がれる。その次に、この容器は、容器内の食料品の劣化を防止するために、大半の場合には1つまたは幾つかの冷却区域内において、冷却されなければならない。
こうした低温殺菌プロセスでは、低い温度レベルを有する処理液と、高い温度レベルを有する処理液とが、提供されなければならない。処理区域内での加熱又は冷却のために処理液の回復(recuperation)を使用することが、当業で知られている。さらに、低い温度レベルを有する処理液から高い温度レベルを有する処理液に熱エネルギーを伝達するためにヒートポンプを使用することも、当業で知られている。
例えば、特許文献1がトンネル低温殺菌器を開示し、このトンネル低温殺菌器では、回復処理液が、加熱区域を通過し終わった後に冷却区域に送られ、及び、逆もまた同様である。これに加えて、特許文献1における低温殺菌ラインはヒートポンプを開示し、このヒートポンプは、低温殺菌ライン内において、低い温度レベルを有する処理液から高い温度レベルを有する処理液に対して熱エネルギーを伝達するために使用される。
原理的には、ヒートポンプは、加熱処置と冷却処置との両方を必要とする低温殺菌ライン内で熱エネルギーを提供するための、エネルギー効率が最も高い手段である。しかし、主として、変化する低温殺菌ラインの動作状態の結果として、特許文献1に開示されているヒートポンプのように、ヒートポンプのエネルギー効率が、可能な限り最高の度合いまで利用されることは不可能であり、及び、低温殺菌設備のエネルギー管理を最適化することがさらに必要とされている。
独国特許出願公開第102013112398(A1)号明細書
本発明の目的は、この要求を満たすことであり、及び、低温殺菌設備のエネルギー効率を増大させるために、改良された低温殺菌設備と、この低温殺菌設備を動作させるための改良された方法とを提供することである。
この目的は、特許請求項に記載されている方法及び低温殺菌設備によって実現される。
低温殺菌設備を動作させるための方法が提供される。低温殺菌設備は、第1の低温殺菌ラインと少なくとも第2の低温殺菌ラインとを備える。第1及び第2の低温殺菌ラインの各々の中で、食料品が充填された密封容器が、少なくとも1つの加熱区域の中を通過させられ、及び、その後に少なくとも1つの冷却区域を通過させられる。第1及び第2の低温殺菌ラインの各々において、温度調整された処理液を容器上に計量供給することによって、少なくとも1つのそれぞれの加熱区域内で食料品が加熱され、及び、その次に、第1及び第2の低温殺菌ラインの各々において、温度調整された処理液を容器に対して計量供給することによって、食料品が少なくとも1つのそれぞれの冷却区域内において冷却される。さらに、加熱液がヒートポンプの加熱手段によって加熱され、及び、冷却液がヒートポンプの冷却手段によって冷却される。
第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に基づいて、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液が、第1の加熱熱交換器によって、第1の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用され、及び/又は、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液が、第2の加熱熱交換器によって、第2の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用される。これに加えて、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、第1の冷却熱交換器によって、第1の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用され、及び/又は、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、第2の冷却熱交換器によって、第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用される。
第1及び/または第2の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液が、第1及び/又は第2の加熱熱交換器の1次側を通して移送され、これと同時に、第1及び/または第2の低温殺菌ラインの処理液が、第1及び/又は第2の加熱熱交換器の2次側を通して移送される。第1及び/または第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、第1及び/又は第2の冷却熱交換器の1次側を通して移送され、これと同時に、第1及び/または第2の低温殺菌ラインの処理液が、第1及び/又は第2の冷却熱交換器の2次側を通して移送される。加熱液は、動作させられたヒートポンプの加熱手段を通して加熱液を移送することによって加熱され、及び、冷却液は、動作させられたヒートポンプの冷却手段を通して加熱液を移送することによって冷却される。
この方法によって、加熱された加熱液と冷却された冷却液とが、それぞれに第1の低温殺菌ラインと少なくとも第2の低温殺菌ラインとの加熱要求と冷却要求とにしたがって使用されることが可能なので、低温殺菌設備のエネルギー効率が大きく増大させられることが可能である。このような変化する加熱要求と冷却要求は、例えば、個別的な食料品のために必要とされる異なる低温殺菌温度又は異なる目標冷却温度の結果として生じるだろう。加熱要求と冷却要求における大きな相違が、さらに、低温殺菌ラインを開始する時、又は、例えばバッチ交換のために又はメンテナンス作業のために装入物の低温殺菌を完了する時にも、結果的に生じる。低温殺菌ラインの開始時には、最初に多数の容器が加熱されなければならず、これと同時に、ゼロ又は少数だけの容器が冷却されなければならないので、低温殺菌ラインは、多量の加熱要求と、少量又はゼロの冷却要求とを有する。低温殺菌ラインのサイクルの完了時と低温殺菌ラインの停止時とに、多量の冷却要求が生じるだろうし、一方、サイクルの終了時に多数の容器が最終的に冷却されなければならないのと同時に、加熱されるべき新たな容器が低温殺菌ラインの中に挿入されないので、加熱要求が減少する。要求の相違は、例えば、低温殺菌ラインの中に挿入される容器の初期温度の結果としても生じることがある。低温殺菌ラインの実際の加熱及び冷却要求は、例えば、第1及び第2の低温殺菌ラインの中の処理液の温度を測定及び監視するために適切な位置に温度センサーを配置することによって、測定されることが可能である。
加熱された加熱液は、高い加熱要求を有する低温殺菌ライン内の処理液を加熱するために使用されるだろう。他方では、冷却された冷却液は、高い冷却要求を有する低温殺菌ライン内で処理液を冷却するために使用されるだろう。したがって、この方法を使用することによって、例えば、高い実際冷却要求を有する低温殺菌ラインの処理液を冷却することによって、及び、高い加熱要求を有する低温殺菌ラインの処理液を加熱することによってこの低温殺菌ラインに対して過剰な熱エネルギーを伝達することによって、熱エネルギーが低温殺菌ライン相互間において効率よく伝達されることがさらに可能である。したがって、低温殺菌ライン相互間での熱エネルギーのこのような伝達が、低温殺菌ラインの処理液を混合することなしに実現されることが可能である。
最後に、この方法は、ヒートポンプの加熱能力と冷却能力との両方が非常に高い度合いで利用されることが可能なので、高い性能レベルにおけるヒートポンプの連続的で且つエネルギー効率が高い動作を可能にする。このことが、加熱及び冷却に関する非常に高い動作係数(COP)の領域内でのヒートポンプの動作を可能にする。当業者は、この方法が、例えば、第3の低温殺菌ライン、第4の低温殺菌ライン等の処理液を加熱及び/又は冷却することによって、3つ以上の低温殺菌ラインを動作させることにも当然ながら適用されることが可能であるということを理解するだろう。追加の低温殺菌ラインの動作は、第1及び第2の低温殺菌ラインの動作と同じ形で、この方法に含まれるだろう。
この方法の一実施態様が、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に基づいて、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液が加熱液バッファータンクの上方領域内に送り込まれ、及び、加熱液が、加熱液バッファータンクの下方領域からヒートポンプの加熱手段からの加熱の中に戻されるということを含むだろう。
これらの方策によって、低温殺菌設備の動作のエネルギー効率が、さらに増大させられることが可能である。例えば低温殺菌ラインにおいて加熱要求が低いか又は皆無である場合には、加熱された加熱液が、加熱液バッファータンク内の全体的な温度レベルを上昇させるために使用されることが可能である。したがって、ヒートポンプによって生じさせられるあらゆる過剰な熱エネルギーが無駄にされずに、後続の使用のために加熱液バッファータンク内に一時的に貯蔵されることが可能である。加熱液バッファータンクが、層状貯蔵タンク(layered storage tank)として動作させられることが好ましいだろうし、及び、温度センサーが、加熱液バッファータンク内における異なる高さの加熱液の温度レベルを監視するために使用される。
さらに別の実施態様が、例えば、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に基づいて、加熱液が、第1の低温殺菌ライン及び/又は第2の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために、加熱液バッファータンクの上方領域から第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器に中に送り込まれ、及び、第1の熱交換器及び/又は第2の熱交換器からの加熱液が、加熱液バッファータンクの下方領域の中に戻されるということを含むだろう。
高い加熱要求が第1及び/又は第2の低温殺菌ライン内に存在する時に、こうした手順が特に有利である。このようにして、ヒートポンプの加熱能力が、より高い度合いに利用され、及び、より低いエネルギー効率を有する追加の加熱手段の使用が、少なくとも低温殺菌設備の動作中に制限されることが可能である。
好ましくは、加熱手段からの加熱された加熱液が、その中空プロファイル本体(hollow profile body)の周表面の一部分内に開口部を有する、中空のプロファイル本体を経由して、加熱液バッファータンクの中に送り込まれ、及び、この中空プロファイル本体は、すべての開口部が加熱液バッファータンクの上方端部に向かって面するように、且つ、加熱液体バッファータンクからの加熱液が、その別の中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体を経由して、加熱手段の中に送り戻されるように、加熱液バッファータンクの上方領域内に配置されており、及び、この別の中空プロファイル本体は、すべての開口部が加熱液体バッファータンクの下方端部に向かって面するように、加熱液バッファータンクの下方領域内に配置されている。
これらの方策によって、加熱液バッファータンクは、非常に効率的な形で層状貯蔵タンクとして動作させられてもよい。ヒートポンプの加熱手段によって加熱される加熱液は、比較的高い温度レベルを有する。装入時に、高い温度レベルを有する加熱された加熱液は、上方領域内に配置されている中空プロファイル本体によって加熱液バッファータンクの上方端部に向かって案内されるか又は押し進められることが可能であり、したがって、中程度の温度レベルを有する加熱液の層を加熱液バッファータンクの下方領域に向かって移動させる。他方では、加熱液バッファータンクの下方領域内の重層化又は層状化された比較的低い温度レベルを有する加熱液が、別の中空プロファイル本体を経由してヒートポンプの加熱手段に搬送されることが可能である。このようにして、加熱液バッファータンク内の異なる温度レベルを有する加熱液層の不要な混合と、したがって、不要な温度平準化とが、阻止されることが可能である。以下では、このことが、加熱液バッファータンクの上方領域内と下方領域内における加熱液の安定した温度レベルが、熱エネルギーを有する加熱液バッファータンクを装入する際に長時間にわたって提供されることが可能なので、加熱のための可能な限り最高のCOPでのヒートポンプの動作を可能にする。
さらに、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に基づいて、及び、加熱液バッファータンク内の加熱液の温度に基づいて、加熱液バッファータンクの上方領域からの加熱液が、中空プロファイル本体を経由して第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器の中に送り込まれ、及び、第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器からの加熱液が、別の中空プロファイル本体を経由して加熱液バッファータンクの下方領域の中に戻されることが好都合だろう。
このようにして、加熱液バッファータンクは、さらに、取出し時に層状バッファータンクとして効率的に動作させられることが可能である。こうした層状液体バッファータンクを用いて、高いCOPにおけるヒートポンプの安定した長時間の動作が可能にされる。
独立的に、本発明の一実施態様が、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、冷却液バッファータンクの下方領域内に送り込まれ、及び、冷却液は、冷却液バッファータンクの上方領域からヒートポンプの冷却手段の中に戻されることを含むだろう。
この冷却された冷却液は、このようにして冷却液バッファータンク内の全体的な温度レベルを低下させるために使用されることが可能であり、及び、低いか又は皆無の冷却要求が低温殺菌ラインのいずれかに存在する場合にさえ、ヒートポンプの冷却能力が完全に使用されることが可能である。好ましくは、冷却液バッファータンクは、さらに、層状貯蔵タンクとして動作させられてもよく、及び、温度センサーが、冷却液バッファータンク内の様々な高さにおける冷却液の温度レベルを監視するために使用される。
さらに別の実施態様が、例えば、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、冷却液が、第1の低温殺菌ライン及び/又は第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、冷却液バッファータンクの下方領域から第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器に中に送り込まれ、及び、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器からの冷却液が、冷却液バッファータンクの上方領域の中に戻されるということを含むだろう。
高い冷却要求が第1及び/又は第2の低温殺菌ライン内に存在する時に、こうした手順が特に有利である。この方策によって、ヒートポンプの冷却能力が、より高い度合いで利用されることが可能であり、及び、より低いエネルギー効率を有する追加の冷却手段の使用が、少なくとも低温殺菌設備の動作中に制限されることが可能である。
好ましくは、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、その中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体を経由して、冷却液バッファータンクの中に送り込まれ、及び、この中空プロファイル本体は、すべての開口部が冷却液バッファータンクの下方端部に向かって面するように、且つ、冷却液体バッファータンクからの冷却液が、その別の中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体を経由して、冷却手段の中に送り戻されるように、加熱液バッファータンクの下方領域内に配置されており、この別の中空プロファイル本体は、すべての開口部が冷却液バッファータンクの上方端部に向かって面するように、冷却液バッファータンクの上方領域内に配置されている。
このようにして、比較的低い温度レベルを有する、冷却手段からの冷却液が、冷却バッファータンクの下方領域内に配置されている中空プロファイル本体によって、冷却液バッファータンクの下方端部に案内されるか又は押し進められることが可能なので、冷却バッファータンクは、非常に効率的な形で層状貯蔵タンクとして動作させられてもよい。装入時には、低い温度レベルを有するこの冷却液が、中程度の温度レベルを有する冷却液の層を冷却液バッファータンクのより上方の領域に向けて移動させる。他方では、冷却液バッファータンクの上方領域内の重層化又は層状化された比較的高い温度レベルを有する冷却液が、別の中空プロファイル本体を経由してヒートポンプの冷却手段に搬送されることが可能である。このようにして、冷却液バッファータンク内の異なる温度レベルを有する冷却液層の望ましくない混合と、したがって、不要な温度平準化とが、阻止されることが可能である。以下では、このことが、冷却液バッファータンクの下方領域内と上方領域内における冷却液の安定した温度レベルが、冷却液バッファータンクを装入する際に長時間にわたって提供されることが可能なので、冷却のための可能な限り最高のCOPでのヒートポンプの動作を可能にする。
さらに、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、及び、冷却液バッファータンク内の冷却液の温度に基づいて、冷却液バッファータンクの下方領域からの冷却液が、中空プロファイル本体を経由して、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器の中に送り込まれ、及び、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器からの冷却液が、別の中空プロファイル本体を経由して、冷却液バッファータンクの上方領域の中に戻されることが有利だろう。
このようにして、冷却液バッファータンクは、さらに、取出し時に層状バッファータンクとして効率的に動作させられることが可能である。こうした層状液体バッファータンクを用いて、高いCOPにおけるヒートポンプの安定した長時間の動作が可能にされる。
独立的に、本発明の別の実施態様が、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、第1及び/又は第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液が、少なくとも1つの追加の冷却装置によってさらに冷却されることを含むだろう。
この方策によって、最終的な冷却要求ピーク、又は、低温殺菌ラインのいずれかにおける処理液のための例外的に低い温度レベルの必要性が、少なくとも1つの追加の冷却装置によって対処されることが可能であり、及び、適切な冷却能力を有するヒートポンプが使用されてもよい。
各々の場合に、低い温度レベルを有する1つまたは複数の処理液が、少なくとも1つの空冷式冷却塔の熱交換器の中をその処理液を通過させることによってさらに冷却されることが好都合だろう。
これと共に、1つ又は複数の処理液は、高い冷却能力を有する追加の冷却装置によってさらに冷却されることが可能である。熱交換器によって、例えば冷却空気との直接的な接触によって潜在的に生じさせられる処理液の汚染/汚れのような、さらに別の冷却中の1つ又は複数の処理液の汚染/汚れが、効率的に防止されることが可能である。
これに加えて、本発明の目的を実現するために、増強された低温殺菌設備も提供される。
この低温殺菌設備は、第1の低温殺菌ラインと少なくとも第2の低温殺菌ラインとを備える。第1及び第2の低温殺菌ラインの各々は、少なくとも1つの加熱区域と少なくとも1つの冷却区域とを備え、及び、この加熱区域と冷却区域の各々は、温度調整された処理液をそのそれぞれの区域の中に計量供給するように構成されている液体供給手段(irrigation means)を備える。第1及び第2の低温殺菌ラインの各々は、少なくとも1つのそれぞれの加熱区域を通して、及び、それに続けて少なくとも1つのそれぞれの冷却区域を通して、食料品が充填された密封容器を搬送するように構成されている搬送手段を備える。この低温殺菌設備は、さらに、加熱液を加熱するための加熱手段と冷却液を冷却するための冷却手段とを有する、ヒートポンプを備える。
ヒートポンプの加熱手段は、少なくとも、液体搬送ラインと、加熱手段と第1の加熱熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、第1の加熱熱交換器の1次側に動作的に連結されており、及び、加熱手段は、さらに、液体搬送ラインと、加熱手段と第2の加熱熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つのさらに別の遮断手段とを経由して、第2の加熱熱交換器の1次側に動作的に連結されている。少なくとも1つの加熱液移送手段が、加熱手段を通して、及び、第1の加熱熱交換器の1次側を通して、及び/又は、第2の加熱熱交換器の1次側を通して、加熱液を循環させるために配置されている。第1の加熱熱交換器の2次側は、第1の低温殺菌ラインの処理液のための注入ラインと排出ラインとに連結されており、及び、第2の加熱熱交換器の2次側は、第2の低温殺菌ラインの処理液のための注入ラインと排出ラインとに連結されている。これに加えて、ヒートポンプの冷却手段は、液体搬送ラインと、冷却手段と第1の冷却熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、第1の冷却熱交換器の1次側に動作的に連結されており、及び、冷却手段は、さらに、液体搬送ラインと、冷却手段と第2の冷却熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、第2の冷却熱交換器の1次側に動作的に連結されている。少なくとも1つの冷却液移送手段が、冷却手段を通して、及び、第1の冷却熱交換器の1次側を通して、及び/又は、第2の冷却熱交換器の1次側を通して、冷却液を循環させるために配置されている。第1の冷却熱交換器の2次側は、第1の低温殺菌ラインの処理液のための注入ラインと排出ラインとに連結されており、及び、第2の冷却熱交換器の2次側は、第2の低温殺菌ラインの処理液のための注入ラインと排出ラインとに連結されている。
低温殺菌設備のこの構造的設計によって、低温殺菌設備の動作時に、加熱液がヒートポンプの加熱手段によって加熱されることが可能である。さらには、その次に、加熱された加熱液は、第1の加熱熱交換器によって第1の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用されることが可能であり、及び/又は、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液は、低温殺菌ラインの実際的な加熱要求に基づいて、第2の加熱熱交換器によって第2の低温殺菌ラインの高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用されることが可能である。これに加えて、冷却液は、低温殺菌設備の動作時にヒートポンプの冷却手段内で冷却されることが可能であり、及び、その次に、第1の冷却熱交換器によって第1の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用されることが可能であり、及び/又は、低温殺菌ラインの実際的な冷却要求に基づいて、第2の冷却熱交換器によって第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用されることが可能である。
このことが、ヒートポンプの加熱能力と冷却能力とが非常に高い度合いで利用されることが可能なので、低温殺菌設備の動作中の向上したエネルギー効率を実現する。このことは、加熱及び冷却のための非常に高いCOPの領域内でのヒートポンプの動作を可能にする。動作中の低温殺菌ラインの実際の加熱及び冷却要求の測定のために、温度センサーが低温殺菌ライン内の適切な位置に配置されることが可能である。当業者は、低温殺菌設備が当然ながら3つ以上の低温殺菌ラインを備えてもよいということを理解するだろう。例えば、第1及び第2の低温殺菌ラインの場合と同じ形で、第3の低温殺菌ライン、及び、第4の低温殺菌ライン等が、第3及び第4の加熱及び冷却熱交換器によってヒートポンプに連結されてもよい。
低温殺菌設備の一実施態様が、加熱手段の出口が、液体搬送ラインと、加熱手段の出口と加熱液バッファータンクの上方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、加熱液バッファータンクの上方領域に連結されており、及び、加熱手段の入口が、液体搬送ラインと、加熱手段の入口と加熱液バッファータンクの下方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、加熱液バッファータンクの下方領域に連結されていること、及び、加熱液バッファータンクの他の位置において、別個に、加熱液バッファータンクの上方領域と下方領域とが、液体搬送ラインと、加熱液バッファータンクと第1の加熱熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段とを経由して、第1の加熱熱交換器の1次側に動作的に連結されており、及び、加熱液バッファータンクの上方領域と下方領域とが、液体搬送ラインと、加熱液バッファータンクと第2の加熱熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段とを経由して、第2の加熱熱交換器の1次側に動作的に連結されており、及び、少なくとも1つの別の加熱液移送手段が、第1の加熱熱交換器の1次側を通して、及び/又は、第2の加熱熱交換器の1次側を通して、加熱液バッファータンクの上方領域から加熱液を移送するように、及び、第1の加熱熱交換器から、及び/又は、第2の加熱熱交換器から、加熱液を加熱液バッファータンクの下方領域の中に戻すように配置されている。
低温殺菌設備の動作中に、且つ、低温殺菌ラインに関する実際の加熱要求に応じて、ヒートポンプの加熱手段からの加熱された加熱液が加熱液バッファータンクの上方領域内に送り込まれることが可能であり、及び、加熱液が、加熱液バッファータンクの下方領域からヒートポンプの加熱手段の中に戻されることが可能である。したがって、このようにしてヒートポンプの加熱手段内で生じさせられる過剰な熱エネルギーが後続の使用のために加熱液バッファータンク内に一時的に貯蔵されることが可能なので、低温殺菌ラインにおける加熱要求が低いか又は皆無である場合には、加熱液バッファータンクは特に有用である。加熱液バッファータンクは、好ましくは、加熱液バッファータンク内の様々な高さに配置されている温度センサーを有する、層状貯蔵タンクとして構成されてもよい。この場合に、低温殺菌設備の動作中の第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に基づいて、加熱液は、加熱液バッファータンクの上方領域から第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器の中に送り込まれることが可能であり、及び、第1の熱交換器からの及び/又は第2の熱交換器からの加熱液は、動作中に加熱液バッファータンクの下方領域の中に戻されることが可能である。このような仕方で加熱液バッファータンクを使用することによって、ヒートポンプの加熱能力がより高い度合いで利用されることが可能であり、及び、このヒートポンプに比べてより低いエネルギー効率を有する追加の加熱手段の使用が、低温殺菌設備の動作中に少なくとも制限されることが可能である。
別の実施態様が、加熱手段の出口から加熱液バッファータンクの上方領域に至る液体搬送ラインが、その中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体に連結されており、及び、この中空プロファイル本体が、すべての開口部が加熱液バッファータンクの上方端部に向かって面するように加熱液バッファータンクの上方領域内に配置されていること、加熱液バッファータンクの下方領域から加熱手段の入口に至る液体搬送ラインが、その別の中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体に連結されており、及び、この別の中空プロファイル本体が、すべての開口部が加熱液体バッファータンクの下方端部に向かって面するように、加熱液バッファータンクの下方領域内に配置されていることを含むだろう。
これらの構造的要素によって、加熱液バッファータンクは、低温殺菌設備の動作中に層状バッファータンクとして動作させられることが可能である。装入時に、加熱手段からの加熱された加熱液が、上方領域内に配置されている中空プロファイル本体を経由して加熱液バッファータンクの中に送り込まれることが可能である。この中空プロファイル本体は、例えば、概ね加熱液バッファータンクの上方の3分の1の中間に配置されることが可能である。これによって、中空プロファイル本体は案内手段として機能し、及び、ヒートポンプの加熱手段からの高い温度レベルを有する加熱液が、送り込み時に加熱液バッファータンクの上方端部に向かって押し進められる。これによって、中程度の温度レベルを有する加熱液の層が、加熱液バッファータンクの下方領域に向かって移動させられる。加熱液バッファータンクの下方領域からの比較的低い温度レベルを有する加熱液は、低温殺菌設備の動作中に、加熱液バッファータンクの下方領域内に配置されている別の中空プロファイル本体を経由して、加熱手段の中に戻されることが可能である。この別の中空プロファイル本体は、例えば、概ね加熱液バッファータンクの下方の3分の1の中間に配置されることが可能である。この中空プロファイル本体を通して、加熱液バッファータンク内の互いに異なる温度レベルを有する加熱液層の不要な混合が、低温殺菌設備の動作中に阻止されることが可能である。以下では、このことが、加熱液バッファータンクの上方領域内と下方領域内における加熱液の安定した温度レベルが、熱エネルギーを有する加熱液バッファータンクを装入する際に長時間にわたって提供されることが可能なので、加熱のための可能な限り最高のCOPでのヒートポンプの動作を可能にする。
さらに、加熱液バッファータンクの上方領域から第1の加熱熱交換器に至る液体搬送ラインと、加熱液バッファータンクの上方領域から第2の加熱熱交換器に至る液体搬送ラインとが、加熱液バッファータンクの上方領域内に配置されている中空プロファイル本体に連結されていること、第1の加熱熱交換器から延びる液体搬送ラインと、第2の加熱熱交換器から加熱液バッファータンクの下方領域に至る液体搬送ラインとが、加熱液バッファータンクの下方領域内に配置されている中空プロファイル本体に連結されていることが有利だろう。
低温殺菌設備の動作中に、且つ、第1及び第2の低温殺菌ラインに関する加熱要求に応じて、且つ、加熱液バッファータンク内の加熱液の温度に基づいて、加熱液バッファータンクの上方領域からの加熱液が、中空プロファイル本体を経由して第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器の中に送り込まれることが可能であり、及び、第1の加熱熱交換器及び/又は第2の加熱熱交換器からの加熱液が、別の中空プロファイル本体を経由して加熱液バッファーの下方領域の中に戻されることが可能である。このことが、さらに、取出し時に、層状バッファータンクとしての加熱液バッファータンクの効率的な動作を可能にする。
独立的に、この低温殺菌設備の一実施態様が、冷却手段の出口が、液体搬送ラインと、冷却手段の出口と冷却液バッファータンクの下方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、冷却液バッファータンクの下方領域に連結されていること、及び、冷却手段の入口が、液体搬送ラインと、冷却手段の入口と冷却液バッファータンクの上方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段とを経由して、冷却液バッファータンクの上方領域に連結されていること、冷却液バッファータンクの他の位置において、別個に、冷却液バッファータンクの下方領域と上方領域とが、液体搬送ラインと、冷却液バッファータンクと第1の冷却熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段とを経由して、第1の冷却熱交換器の1次側に動作的に連結されており、及び、冷却バッファータンクの下方領域と上方領域とが、液体搬送ラインと、冷却液バッファータンクと第2の冷却熱交換器との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段とを経由して、第2の冷却熱交換器の1次側に動作的に連結されており、且つ、少なくとも1つの別の冷却液移送手段が、第1の冷却熱交換器の1次側を通して、及び/又は、第2の冷却熱交換器の1次側を通して、冷却液バッファータンクの下方領域から冷却液を移送するように、及び、冷却液を冷却液バッファータンクの上方領域の中に戻すように配置されていることを含む。
低温殺菌設備の動作中の低温殺菌ラインに関する実際の冷却要求に基づいて、又は、これに応じて、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、冷却液バッファータンクの下方領域内に送り込まれることが可能であり、及び、冷却液は、冷却液バッファータンクの上方領域からヒートポンプの冷却手段の中に戻されることが可能である。したがって、冷却液バッファータンクは、動作中に、低い温度レベルを有する冷却された冷却液のための一時的な貯蔵装置としての役割を果たしてもよく、及び、ヒートポンプの冷却能力が、低いか又は皆無の冷却要求が低温殺菌ラインのいずれかに存在する場合にさえ、完全に使用されることが可能である。冷却液バッファータンクは、好ましくは、加熱液バッファータンク内に様々な高さに配置されている温度センサーを有する、層状貯蔵タンクとして構成されてもよい。この場合に、動作中の第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に応じて、第1の低温殺菌ライン及び/又は第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、冷却液バッファータンクの下方領域から第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器の中に冷却液が送り込まれることが可能であり、及び、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器からの冷却液が、冷却液バッファータンクの上方領域の中に戻されることが可能である。この仕方で冷却液バッファータンクを使用することによって、ヒートポンプの冷却能力がより高い度合いで利用されることが可能であり、及び、ヒートポンプに比較してより低いエネルギー効率を有する追加の冷却手段の使用が、少なくとも低温殺菌設備の動作中に阻止されることが可能である。
低温殺菌設備の別の実施態様が、冷却手段の出口から冷却液バッファータンクの下方領域に至る液体搬送ラインが、その中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体に連結されており、及び、この中空プロファイル本体が、すべての開口部が冷却液バッファータンクの下方端部に向かって面するように、冷却液バッファータンクの下方領域内に配置されていること、冷却液バッファータンクの上方領域から冷却手段の入口に至る液体搬送ラインが、その別の中空プロファイル本体の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体に連結されており、及び、この別の中空プロファイル本体が、すべての開口部が冷却液体バッファータンクの上方端部に向かって面するように、冷却液バッファータンクの上方領域内に配置されていることを含むだろう。
これらの構造的要素を使用することによって、冷却液バッファータンクは、さらに、低温殺菌設備の動作中に層状バッファータンクとして動作させられることも可能である。装入時に、ヒートポンプの冷却手段からの冷却された冷却液が、下方領域内に配置されている中空プロファイル本体を経由して、冷却液バッファータンクの中に送り込まれることが可能である。この中空プロファイル本体は、例えば、概ね冷却液バッファータンクの下方の3分の1の中間に配置されることが可能である。これによって、この中空プロファイル本体は案内手段として機能し、及び、冷却手段からの低い温度レベルを有する冷却液が、送り込み時に冷却液バッファータンクの下方端部に向かって押し進められる。これによって、中程度の温度レベルを有する冷却液の層が、冷却液バッファータンクの上方領域に向かって移動させられる。冷却液バッファータンクの上方領域からの比較的高い温度レベルを有する冷却液は、低温殺菌設備の動作中に、冷却液バッファータンクの上方領域内に配置されている別の中空プロファイル本体を経由して、冷却手段の中に戻されることが可能である。この別の中空プロファイル本体は、例えば、概ね冷却液バッファータンクの上方の3分の1の中間に配置されることが可能である。これらの中空プロファイル本体を通して、冷却液バッファータンク内の互いに異なる温度レベルを有する冷却液層の不要な混合が、低温殺菌設備の動作中に阻止されることが可能である。以下では、このことが、冷却液バッファータンクの下方領域内と上方領域内における冷却液の安定した温度レベルが、冷却液バッファータンクを装入する際に長時間にわたって提供されることが可能なので、冷却のための可能な限り最高のCOPでのヒートポンプの動作を可能にする。
さらに、冷却液バッファータンクの下方領域から第1の冷却熱交換器に至る液体搬送ラインと、冷却液バッファータンクの下方領域から第2の冷却交換器に至る液体搬送ラインとが、冷却液バッファータンクの下方領域内に配置されている中空プロファイル本体に連結されていること、第1の冷却熱交換器から延びる液体搬送ラインと、第2の冷却交換器から冷却液バッファータンクの上方領域に至る液体搬送ラインとが、冷却液バッファータンクの上方領域内に配置されている中空プロファイル本体に連結されていることが便利だろう。
第1及び第2の低温殺菌ラインの冷却要求に基づいて、及び、冷却液バッファータンク内の冷却液の温度に基づいて、冷却液バッファータンクの下方領域からの冷却液が、中空プロファイル本体を経由して、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器の中に送り込まれることが可能であり、及び、第1の冷却熱交換器及び/又は第2の冷却熱交換器からの冷却液が、別の中空プロファイル本体を経由して冷却液バッファータンクの上方領域内に戻されることが可能である。このことは、さらに、取出し時に、層状バッファータンクとしての冷却液バッファータンクの効率的な動作を可能にする。
独立的に、低温殺菌設備の一実施態様が、第1及び/又は第2の低温殺菌ラインの低温度レベルを有する処理液をさらに冷却するための、少なくとも1つの追加の冷却装置を備えてもよい。
低温殺菌設備の動作中に、及び、動作中の第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、第1及び/又は第2の低温殺菌ラインの低い温度レベルを有する処理液をさらに冷却し、これによって、第1及び第2の低温殺菌ラインのいずれかにおける処理液のための冷却要求ピーク又は例外的な低い温度レベルの必要性に対処するために、使用されることが可能である。
この場合には、少なくとも1つの冷却装置は、1つまたは複数の処理液を通過させるための熱交換器を有する空冷式の冷却塔であってもよい。
この場合に、低温殺菌設備の動作中に、1つ又は複数の処理液は、高い冷却能力を有する追加の冷却装置によって、さらに冷却されることが可能である。熱交換器によって、冷却空気によって生じさせられる1つ又は複数の処理液の汚染/汚れが、動作中に効果的に防止されることが可能である。
より適切な理解を実現するために、本発明を、以下で添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
これらの添付図面は、高度に単純化された概略図である。
低温殺菌設備の一実施形態を示す概略図である。 低温殺菌設備の別の実施形態を示す概略図である。
前置きとして述べると、互いに異なる実施形態において説明されている同一の部品が、同一の照合番号と同一の構成要素名称で示されており、及び、この説明全体において示されている開示内容が、意味の観点から言って、同一の照合番号又は同一の構成要素名称を有する同一の部品に置き換えられることが可能である。さらに、頂部、底部、側部等のような、説明のために選択されている位置が、具体的に説明されている図面に関連しており、及び、意味の観点から言って、別の位置が説明されている時には、新たな位置に置き換えられることが可能である。
図1は、第1の低温殺菌ライン2と第2の低温殺菌ライン3とを有する低温殺菌設備1の一実施形態を概略的に示す。図1に示されているこの例示的な実施形態では、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3は、いわゆるトンネル低温殺菌器として構成されている。低温殺菌ライン2、3の各々は、容器を搬送するように構成されている、例えばコンベヤベルトまたは他の搬送装置のような搬送手段5を備える。容器4の搬送方向において、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3の各々は、連続的に容器と食料品を加熱するための加熱区域7、8と、食料品をさらに加熱して低温殺菌するための別の加熱区域9、10と、容器4と食料品とを連続的に冷却するための冷却区域11、12とを備えるだろう。この場合に、第1及び第2の低温殺菌2、3各々の動作時に、例えば飲料のような食料品が充填されている密封容器4が、加熱及び低温殺菌区域7、8、9、10を通過し、及び、その次に、冷却区域11、12を通過して移送されることが可能である。
図1に概略的に示されている第1及び第2の低温殺菌ライン2、3は、互いに同一の要素を備える。当然であるが、要件又は目的に応じて、低温殺菌ラインが、例えば図1に示されている例示的な実施形態に比較して、より多くの区域又はより少ない区域を備えることが可能である。これによって、低温殺菌ライン2、3は、少なくとも1つの加熱区域7、8、9、10と少なくとも1つの冷却区域11、12を備え、これらの加熱区域及び冷却区域の中を通して容器が移送される。同様に、さらに別の処理区域が備えられることが可能である。例えば、容器4の外側を乾燥させるための区域が、搬送方向6において末端に配置されている冷却区域12のために、後に続けて備えられることが可能である。説明を明瞭にするために、低温殺菌ラインのこのような代替的な設計は説明しない。当業者は、本発明が低温殺菌ラインのこのような代替的な設計を用いて実行されることが可能であるということを理解するだろう。
動作中に、食料品は、それぞれの加熱区域7、8、9、10の各々において、温度調整された処理液をそれぞれの容器4の上に計量供給することによって、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3各々のそれぞれの加熱区域7、8、9、10内で互いに独立的に加熱されることが可能である。その次に、食料品は、それぞれの冷却区域11、12の各々において、温度調整された処理液をそれぞれの容器4の上に計量供給することによって、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3各々のそれぞれの冷却区域11、12内で互いに独立的に冷却されることが可能である。このために、温度処理区域7、8、9、10、11、12は、例えば、温度調整された処理液を容器4の上に計量供給するように構成されている、例えば散水装置又はシャワー装置のような液体供給手段13を備えてもよい。図1に示されている実施形態では、温度調整された処理液が、例えば循環ポンプのような液体移送装置14によって、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3各々の温度処理区域7、8、9、10、11、12の液体供給手段13に送り込まれることが可能である。
それぞれの温度処理区域7、8、9、10、11、12を通過した後に、処理液は、処理区域7、8、9、10、11、12の底部区域15に集められてもよく、及び、好ましくは、それぞれの低温殺菌ライン2、3内で再使用されてもよい。底部区域15からの処理液の一部分は、回復ライン16を経由して、他の温度処理区域7、8、9、10、11、12に移送されてもよい。低温殺菌ライン2、3各々において、最後の冷却区域12の底部区域からの処理液の一部分が、例えば、第1の加熱区域7に搬送されてもよく、及び、これと逆も同様である。加熱区域7内での容器4の加熱時に処理液の温度が低下し、及び、冷却区域12内での容器4の冷却時に処理液の温度が上昇するので、処理液のこうした回復が特に有意義である。したがって、容器4の加熱及び冷却のための処理液の直接的な再利用が、少なくとも、図1に示されている例示的な低温殺菌ライン2、3に関して、好都合である。
底部区域15に収集された比較的高い温度レベルを有する処理液の一部分が、例えば、低温殺菌ライン2、3のそれぞれの高温収集タンク17に移送されてもよい。底部区域15で収集された比較的低い温度レベルを有する処理液の一部分が、それぞれの低温収集タンク18に移送されてもよい。高温収集タンク17と低温収集タンク18との中の処理液は、個々の温度処理区域7、8、9、10、11、12の中に送り込まれるための処理液に関するそれぞれの温度を設定又は調整するために使用されてもよい。この目的のために、入口側の移送装置14の各々が、図1による実施形態に示されているように、計量装置19を経由して高温収集タンク17と低温収集タンク18とに連結されてもよい。このようにして、それぞれの高温収集タンク17と低温収集タンク18とからの処理液が、調整された形で、低温殺菌ライン2、3各々の個別的なそれぞれの温度処理区域7、8、9、10、11、12の1つの中に送り込まれる処理液の流れのために使用されるか、又は、この流れに加えられてもよい。
容器4内の食料品の穏やかな予熱を可能にするために、約35℃の温度を有する処理液が、例えば、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3の加熱区域7の中に送り込まれてもよい。食料品をさらに加熱するために、約55℃の温度を有する処理液が、例えば、加熱区域8の中に送り込まれてもよい。容器4内の食料品をさらに加熱して効果的に低温殺菌するために、例えば、約85℃以上の温度を有する処理液がそれぞれの加熱区域9、10の中に送り込まれてもよい。調整された形で容器内の食料品を冷却するために、約50℃の温度レベルを有する処理液が冷却区域11の中に送り込まれてもよく、及び、約30℃の温度を有する処理液が低温殺菌ライン2、3のそれぞれの冷却区域12の中に送り込まれてもよい。しかし、個別のそれぞれの温度処理区域7、8、9、10、11、12に関する所要の温度レベルは、例えば低温殺菌されるべき食料品に応じて、広範囲に変化してもよい。特定の食料品が特定の高い低温殺菌温度を必要とすることがあり、一方、温度の影響を受けやすい成分を含む食料品が、例えば低温殺菌の後に、特定の低い温度レベルへの冷却を必要とすることがある。
処理液の回復(recuperation)を使用することによって、且つ、計量装置19を使用することによって、個々の処理液流の温度が、それぞれの個々の温度処理区域7、8、9、10、11、12に関して設定及び/又は調整されることが可能である。しかし、処理液流の混合と、熱エネルギー-の内部伝達と、環境との熱エネルギーの交換とを原因として、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3内の処理液の部分量及び/又は流れを、それぞれの容器4内の食料品の効果的な加熱と冷却のために適合化されている温度レベルに至らせるために、加熱手段と冷却手段とが依然として必要とされる。
このために、低温殺菌設備1は、加熱液を加熱するための加熱手段21と、冷却液を冷却するための冷却手段22とを有する、ヒートポンプ20を備える。ヒートポンプ20は、例えば、圧縮機によって駆動される従来通りの機械式ヒートポンプであってもよい。この場合には、加熱手段21はヒートポンプ20の凝縮器であってもよく、及び、冷却手段22はヒートポンプ20の蒸発器であってもよい。当業で公知であるように、こうしたヒートポンプ20は、冷却手段22内の冷却液から熱エネルギーを抽出するために使用されてもよく、及び、加熱手段21内の加熱液に熱エネルギーを供給するために使用されてもよい。
図1に示されているように、ヒートポンプ20の加熱手段21は、少なくとも、液体搬送ライン24と、加熱手段21と第1の加熱熱交換器23との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、第1の加熱熱交換器23の1次側に動作的に連結されている。第1の加熱熱交換器23は、第1の低温殺菌ライン2に割り当てられている。加熱手段21は、さらに、液体搬送ライン24と、加熱手段21と第2の加熱熱交換器26との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、第2の加熱熱交換器26の1次側に動作的に連結されている。第2の加熱熱交換器26は、第2の低温殺菌ライン3に割り当てられている。少なくとも1つの加熱液移送手段27が、加熱手段21を通して、及び、第1の加熱熱交換器23の1次側を通して、及び/又は、第2の加熱熱交換器26の1次側を通して、加熱液を循環させるために配置されている。第1の加熱熱交換器23の2次側は、第1の低温殺菌ライン2の処理液のための注入ライン28と排出ライン29とに連結されており、及び、第2の加熱熱交換器26の2次側は、第2の低温殺菌ライン3の処理液のための注入ライン30と排出ライン31とに連結されている。これに加えて、ヒートポンプ20の冷却手段22は、液体搬送ライン24と、冷却手段22と第1の冷却熱交換器32との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、少なくとも第1の冷却熱交換器32の1次側に動作的に連結されている。第1の冷却熱交換器32は第1の低温殺菌ライン2に割り当てられている。冷却手段22は、さらに、液体搬送ライン24と、冷却手段22と第2の冷却熱交換器33との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、第2の冷却熱交換器33の1次側に動作的に連結されている。第2の冷却熱交換器33は、第2の低温殺菌ライン3に割り当てられている。少なくとも1つの冷却液移送手段34が、冷却手段32を通して、及び、第1の冷却熱交換器32の1次側を通して、及び/又は、第2の冷却熱交換器33の1次側を通して、冷却液を循環させるために配置されている。第1の冷却熱交換器32の2次側は、第1の低温殺菌ライン2の処理液のための注入ライン35と排出ライン36とに連結されており、及び、第2の冷却熱交換器33の2次側は、第2の低温殺菌ライン3の処理液のための注入ライン37と排出ライン38とに連結されている。
本発明のさらに別の幾つかの実施形態が図2に示されており、次で図2を参照しながら説明される。図2は、図1に示されている実施形態においても示されているように、第1の低温殺菌ライン2と第2の低温殺菌ライン3とを備える低温殺菌設備の部品を示す。しかし、図の明瞭性を向上させるために、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3は、図2において非常に単純化された形で描かれている。こうした低温殺菌ライン2、3の想定可能な設計に関して、図1と、図1に関する説明とを参照する。
図2に示されているように、低温殺菌設備1は、さらに、加熱液バッファータンク39を備えてもよい。ヒートポンプ20の加熱手段21の出口40が、液体搬送ライン24と、加熱手段21の出口40と加熱液バッファータンク39の上方部分との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、加熱液バッファータンク39の上方領域に連結されていてもよい。加熱手段の入口41が、液体搬送ライン24と、加熱手段21の入口41と加熱液バッファータンク39の下方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、加熱液バッファータンク39の下方領域に連結されていてもよい。
加熱液バッファータンク39の他の位置において、別個に、加熱液バッファータンク39の上方領域と下方領域とが、液体搬送ライン24と、加熱液バッファータンク39と第1の加熱熱交換器23との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、第1の加熱熱交換器23の1次側に動作的に連結されていてもよく、及び、加熱液バッファータンク39の上方領域と下方領域とが、液体搬送ライン24と、加熱液バッファータンク39と第2の加熱熱交換器26との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、第2の加熱熱交換器26の1次側に動作的に連結されていてもよい。少なくとも1つの別の加熱液移送手段42が、第1の加熱熱交換器23の1次側を通して、及び/又は、第2の加熱熱交換器26の1次側を通して、加熱液バッファータンク39の上方領域から加熱液を移送するように、及び、第1の加熱熱交換器23から、及び/又は、第2の加熱熱交換器26から、加熱液を加熱液バッファータンク39の下方領域の中に戻すように配置されていてもよい。
図2に示されているように、第1の加熱熱交換器23の1次側を通して、及び/又は、第2の加熱熱交換器26の1次側を通して、加熱液を移送するために配置されている加熱液移送手段27が、さらに、ヒートポンプ20の加熱手段21と加熱液バッファータンク39との間で加熱液を循環させるために配置されてもよい。あるいは、代替案として、さらに別の移送手段が、この目的のために配置されてもよい。加熱液バッファータンク39は、好ましくは、図2に示されているように、温度の監視のための、加熱液バッファータンク内の様々な高さに配置されている温度センサー53を有する、層状貯蔵タンクとして構成されてもよい。
好ましい一実施形態では、ヒートポンプ20の加熱手段21の出口40から加熱液バッファータンク39の上方領域に至る液体搬送ライン24が、その中空プロファイル本体43の周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体43に連結されていてもよい。図2に示されているように、この中空プロファイル本体43は、すべての開口部が加熱液バッファータンク39の上方端部に向かって面するように、加熱液バッファータンク39の上方領域内に配置されていてもよい。加熱液バッファータンク39の下方領域から加熱手段21の入口41に至る液体搬送ライン24が、その別の中空プロファイル本体44の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体44に連結されていてもよい。この別の中空プロファイル本体44は、すべての開口部が加熱液体バッファータンク39の下方端部に向かって面するように、加熱液バッファータンク39の下方領域内に配置されていてもよい。この中空プロファイル本体43は、例えば、加熱液バッファータンク39の上方の3分の1の範囲内に配置されていてもよく、及び、別の中空プロファイル本体44は、概ね加熱液バッファータンク39の下方の3分の1の範囲内に配置されていてもよい。
図2に示されている実施形態からさらに見てとれるように、加熱液バッファータンク39の上方領域から第1の加熱熱交換器23に至る液体搬送ライン24と、加熱液バッファータンク39の上方領域から第2の加熱熱交換器26に至る液体搬送ライン24とが、加熱手段21の出口40から加熱液バッファータンク39の上方領域に至る液体搬送ライン24が中空プロファイル本体43に連結している位置から離れている位置において、加熱液バッファータンク39の上方領域内に配置されている中空プロファイル本体43に連結されてもよい。第1の加熱熱交換器23から延びる液体搬送ライン24と、第2の加熱熱交換器26から加熱液バッファータンク39の下方領域に至る液体搬送ライン24とが、加熱液バッファータンク39の下方領域から加熱手段21の入口41に至る液体搬送ライン24が中空プロファイル本体44に連結している位置から離れている位置において、加熱液バッファータンク39の下方領域内に配置されている中空プロファイル本体44に連結されてもよい。
低温殺菌設備1は、さらに、図2に示されている実施形態に関して示されている冷却液バッファータンク45を備えてもよい。冷却手段22の出口46は、液体搬送ライン24と、冷却手段22の出口46と冷却液バッファータンク45の下方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、冷却液バッファータンク45の下方領域に連結されていてもよい。冷却手段22の入口47が、液体搬送ライン24と、冷却手段22の入口47と冷却液バッファータンク45の上方領域との間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段25とを経由して、冷却液バッファータンク45の上方領域に連結されていてもよい。
冷却液バッファータンク45の他の位置において、別個に、冷却液バッファータンク45の下方領域と上方領域とが、液体搬送ライン24と、冷却液バッファータンク45と第1の冷却熱交換器32との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、第1の冷却熱交換器32の1次側に動作的に連結されていてもよく、及び、冷却液バッファータンク45の下方領域と上方領域とが、液体搬送ライン24と、冷却液バッファータンク45と第2の冷却熱交換器33との間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段25とを経由して、第2の冷却熱交換器33の1次側に動作的に連結されていてもよい。少なくとも1つの別の冷却液移送手段48が、第1の冷却熱交換器32の1次側及び/又は第2の冷却熱交換器33の1次側を通して、冷却液バッファータンク45の下方領域から冷却液を移送し、及び、冷却液バッファータンク45の上方領域の中に戻すために、配置されていてもよい。
さらに、第1の冷却熱交換器32の1次側及び/又は第2の冷却熱交換器の1次側を通して加熱液を移送するために配置されている冷却液移送手段34が、図2に示されているように、ヒートポンプ20の冷却手段22と冷却液バッファータンク45との間で冷却液を循環させるために配置されていてもよい。あるいは、代替案として、さらに別に移送手段がこの目的のために配置されていてもよい。加熱液バッファータンク39と同様に、冷却液バッファータンク45は、さらに、図2に示されているように、温度監視のための、冷却液バッファータンク45内の様々な高さに配置されている温度センサー53を有する、層状貯蔵タンクとして構成されていてもよい。
好ましくは、冷却手段22の出口46から冷却液バッファータンク45の下方領域に至る液体搬送ライン24が、その中空プロファイル本体49の周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体49に連結されていてもよい。この中空プロファイル本体49は、すべての開口部が冷却液バッファータンク45の下方端部に向かって面するように、冷却液バッファータンク45の下方領域内に配置されていてもよい。冷却液バッファータン45クの上方領域から冷却手段22の入口47に至る液体搬送ライン24は、その別の中空プロファイル本体50の周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体50に連結されていてもよい。この別の中空プロファイル本体50は、すべての開口部が冷却液バッファータンク45の上方端部に向かって面するように、冷却液バッファータンク45の上方領域内に配置されていてもよい。中空プロファイル本体49は、例えば、冷却液バッファータンク45の下方の3分の1の範囲内に配置されていてもよく、及び、別の中空プロファイル本体50は、冷却液バッファータンク45の上方の3分の1の範囲内に配置されていてもよい。
これに加えて、冷却液バッファータンク45の下方領域から第1の冷却熱交換器32に至る液体搬送ライン24と、冷却液バッファータンク45の下方領域から第2の冷却熱交換器33に至る液体搬送ライン24とが、さらに、冷却手段22の出口46から冷却液バッファータンク45の下方領域に至る液体搬送ライン24が中空プロファイル本体49に連結させられている位置から離れている位置において、冷却液バッファータンク45の下方領域内に配置されている、中空プロファイル本体49に連結されていてもよい。第1の冷却熱交換器32から延びる液体搬送ライン24と、第2の冷却熱交換器33から冷却液バッファータンク45の上方領域に至る液体搬送ライン24は、さらに、冷却液バッファータンク45の上方領域から冷却手段22の入口47に至る液体搬送ライン24が中空プロファイル本体50に連結させられている位置から離れている位置において、冷却液バッファータンク45の上方領域内に配置されている、中空プロファイル本体50に連結されていてもよい。
図2から見てとれるように、ヒートポンプの加熱手段21と、第1の加熱熱交換器23と、第2の加熱熱交換器26と、加熱液バッファータンク39とが、加熱回路51の要素である。動作中に、個々の要素21、23、26、39の間に配置されている遮断手段25が、要素21、23、26、39を互いに動作的に連結するために、開かれることが可能である。ヒートポンプ20の冷却手段22と、第1の冷却熱交換器32と、第2の冷却熱交換器3と、冷却液バッファータンク45は、冷却回路52の要素である。加熱回路51の場合と同じく、冷却回路52の個々の要素22、32、33、45の間に配置されている遮断手段25が、同様に、冷却回路52内の個々の要素22、32、33、45を互いに動作的に連結するために、同様に開かれることが可能である。
加熱回路51と冷却回路52との中に配置されている遮断手段25は、例えば、開閉弁又はその類似物であってもよい。この遮断手段25の開放位置では、加熱要素51の個々の要素21、23、26、39が、加熱回路51の対応する移送手段27、42を駆動することによって、加熱液が流れ連結(flow connection)の形で個々の要素の相互間を循環させられるように、互いにそれぞれに動作的な流れ連結の形に設定されることが可能である。同様に、冷却回路52の個々の要素22、32、33、45は、対応する遮断手段25を開くことによって、互いに動作的な流れ連結の形に設定されることが可能である。冷却回路52の移送手段34、48を駆動することによって、冷却液が、流れ連結の形で要素の相互間を循環させられてもよい。あるいは、代替案として、遮断手段25が、例えば流量調節弁のような計量装置であってもよい。こうした計量装置を配置することによって、加熱回路51内の流れ連結の形の要素21、23、26、39と冷却回路52内の流れ連結の形の要素22、32、33、45との間でそれぞれに循環させられる、加熱液及び冷却液の体積流量が、それぞれに調整されることが可能である。
あるいは、代替案として、遮断手段25は、加熱回路51の個々の要素21、23、26、39の間で、及び、冷却回路52の個々の要素22、32、33、45の間で、それぞれに加熱液と冷却液とを循環させるための別個の移送手段27、34、42、48であってもよい。こうした代替案の実施形態が、点線で示されている要素によって図2に示されている。点線で示されている移送手段27、34、42、48によって、加熱回路51の個々の要素21、23、26、39と、冷却回路52の個々の要素22、32、33、45とが、動作的に互いに連結されるか又は互いに遮断されることが可能である。こうした代替案の実施形態の場合には、図2に実線で描かれており且つ示されている遮断手段25と移送手段27、34、42、48とが、当然であるが省略されてもよい。加熱回路51と冷却回路52との中に配置されている移送手段の個数には無関係に、移送手段27、34、42、48は、好ましくは、周波数変換器を備えたポンプのような流量調節装置である。
低温殺菌設備1の動作中に、加熱液は、ヒートポンプ20の加熱手段21によって加熱されてもよく、及び、冷却液は、ヒートポンプ20の冷却手段22によって冷却されてもよい。図1と図2に示されており且つ上述されている低温殺菌設備1の実施形態では、加熱された加熱液と冷却された冷却液とが、第1の低温殺菌ライン2内と第2の低温殺菌ライン3内との実際の加熱要求と冷却要求とに基づいて又は応じて、高度な柔軟性を伴って第1及び第2の低温殺菌ライン2、3の処理液を加熱及び冷却するために有利に使用されてもよい。
第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する加熱要求に基づいて、ヒートポンプ20の加熱手段21からの加熱された加熱液が、第1の加熱熱交換器23によって第1の低温殺菌ライン2の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用されてもよい。これに加えて、又は、代替案として、ヒートポンプ20の加熱手段21からの加熱された加熱液が、第2の加熱熱交換器26によって第2の低温殺菌ライン3の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用されてもよい。
第1及び第2の低温殺菌ラインに関する冷却要求に基づいて、ヒートポンプ20の冷却手段22からの冷却された加熱液が、第1の冷却熱交換器32によって第1の低温殺菌ライン2の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用されてもよい。これに加えて、又は、代替案として、ヒートポンプ20の冷却手段22からの冷却された冷却液が、第2の冷却熱交換器33によって第2の低温殺菌ライン3の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用されてもよい。
この方法によって、加熱された加熱液と冷却された冷却液とが、それぞれに、第1及び少なくとも第2の低温殺菌ライン2、3の加熱要求と冷却要求とにしたがって使用されることが可能なので、低温殺菌設備1のエネルギー効率が著しく増大させられることが可能である。例えば、高い実際冷却要求を有する低温殺菌ライン2、3の冷却液を冷却することによって、及び、その処理液を加熱することによって、高い実際加熱要求を有する低温殺菌ライン2、3に対して過剰な熱エネルギーを伝達することによって、熱エネルギーがさらに低温殺菌ライン2、3の相互間で伝達されることが可能である。低温殺菌ライン2、3の相互間の熱エネルギーのこのような伝達が、低温殺菌ライン2、3の処理液を混合することなしに実現されることが可能である。
第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために、ヒートポンプ20の加熱手段21からの加熱された加熱液が、第1及び/又は第2の加熱熱交換器23、26の1次側を通して移送され、一方、第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の処理液が、第1及び/又は第2の加熱熱交換器23、26の2次側を通して移送される。第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、ヒートポンプ20の冷却手段22からの冷却された冷却液が、第1及び/又は第2の冷却熱交換器32、33の1次側を通して移送され、一方、第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の処理液が、第1及び/又は第2の冷却熱交換器32、33の2次側を通して移送される。加熱液は、動作させられているヒートポンプ20の加熱手段21を通して加熱液を移送することによって加熱され、及び、冷却液は、動作させられているヒートポンプ21の冷却手段22を通して加熱液を循環させることによって冷却される。このようにして、加熱液が、加熱手段21と、第1の加熱熱交換器23及び/又は第2の加熱熱交換器26との間で循環させられてもよく、及び、冷却液が、冷却手段22と、第1の冷却熱交換器32及び/又は第2の冷却熱交換器33との間で循環させられてもよい。
第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する加熱要求に基づいて、ヒートポンプ20の加熱手段21からの加熱された加熱液が、加熱液バッファータンク39の上方領域の中に送り込まれてもよく、及び、加熱液が、加熱液バッファータンク39の下方領域からヒートポンプ20の加熱手段21の中に戻されてもよく、及び、こうして加熱手段21と加熱液バッファータンク39との間で加熱液を循環させる。低温殺菌ライン2、3内の加熱要求が低い場合に、加熱液バッファータンク39内の加熱液の全体的な温度レベルを上昇させることによって、加熱手段21内で生じさせられる熱エネルギーが後続の使用のために加熱液バッファータンク39内に一時的に貯蔵されることが可能なので、こうした手順が有利である。
この場合に、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する加熱要求に基づいて、第1の低温殺菌ライン2及び/又は第2の低温殺菌ライン3の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために、加熱液が加熱液バッファータンク39の上方領域から第1の加熱熱交換器23及び/又は第2の熱交換器26の中に送り込まれてもよい。第1の熱交換器23及び/又は第2の熱交換器26からの加熱液は、加熱液バッファータンク39の下方領域の中に戻されてもよい。第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3に高い加熱要求がある時に、こうした手順は特に有利である。
図2に示されているように、加熱手段21からの加熱された加熱液は、加熱液バッファータンク39の上方領域内に配置されている中空プロファイル本体43を経由して、加熱液バッファータンク39の中に送り込まれてもよい。加熱液は、加熱液バッファータンク39の下方領域内に配置されている別の中空プロファイル本体44を経由して、加熱手段21の中に加熱液バッファータンク39から戻されてもよい。
その次に、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する加熱要求に基づいて、加熱液バッファータンク39の上方領域からの加熱液が、加熱液バッファータンク39の上方領域内の中空プロファイル本体43を経由して、第1の加熱熱交換器23及び/又は第2の加熱熱交換器26の中に送り込まれてもよく、及び、第1の加熱熱交換器23及び/又は第2の加熱熱交換器26からの加熱液が、別の中空プロファイル本体44を経由して加熱液バッファータンク39の下方領域の中に戻されてもよい。
装入と取出しの両方のために中空プロファイル本体44を使用することによって、加熱液バッファータンク39は、非常に効率的な形で層状貯蔵タンクとして動作させられることが可能である。高いCOPにおけるヒートポンプの安定した長時間動作も、このようにして実現されることが可能である。
低温殺菌ライン2、3内の実際の加熱要求の測定のために、温度センサー(図示されていない)が、低温殺菌ライン2、3内の適切な位置に配置されることが可能である。
第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する冷却要求に基づいて、ヒートポンプ20の冷却手段22からの冷却された冷却液が、冷却液バッファータンク45の下方領域の中に送り込まれてもよく、及び、冷却液は、冷却液バッファータンク45の上方領域からヒートポンプ20の冷却手段22の中に戻されてもよく、及び、こうして冷却手段22と冷却液バッファータンク45との間で冷却液を循環させる。低温殺菌ライン2、3に低い冷却要求がある場合には、それにも係わらずヒートポンプの冷却能力がこのようにして冷却液バッファータンク45内の冷却液の全体的な温度レベルを低下させるために使用されることが可能なので、こうした手順は特に好都合である。
第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する冷却要求に基づいて、冷却液が、第1の低温殺菌ライン2及び/又は第2の低温殺菌ライン3の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、冷却液バッファータンク45の下方領域から第1の冷却熱交換器32及び/又は第2の冷却熱交換器33の中に送り込まれてもよく、及び、第1の冷却熱交換器32からの及び/又は第2の熱交換器32からの冷却液が、冷却液バッファータンク45の上方領域の中に戻されてもよい。この手順は、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3内に高い冷却要求が存在する時に特に有利である。
図2に示されているように、冷却手段22からの冷却された冷却液は、冷却液バッファータンク45の下方領域内に配置されている中空プロファイル本体49を経由して、冷却液バッファータンク45の中に送り込まれてもよい。冷却液は、冷却液バッファータンク45から、冷却液バッファータンク45の上方領域内に配置されている別の中空プロファイル本体50を経由して、冷却手段22の中に戻されてもよい。
その次に、第1及び第2の低温殺菌ライン2、3に関する冷却要求に基づいて、冷却液バッファータンク45の下方領域からの冷却液が、冷却液バッファータンク45の下方領域内の中空プロファイル本体49を経由して第1の冷却熱交換器32及び/又は第2の冷却熱交換器33の中に送り込まれてもよく、及び、第1の冷却熱交換器32及び/又は第2の冷却熱交換器33からの冷却液が、別の中空プロファイル本体50を経由して、冷却液バッファータンク45の上方領域の中に戻されてもよい。装入と取出しの両方のために中空プロファイル本体49、50を使用することによって、冷却液バッファータンク45は、非常に効率的な形で層状貯蔵タンクとして動作させられることが可能である。高いCOPにおけるヒートポンプの安定した長時間動作も、このようにして実現されることが可能である。
低温殺菌ライン2、3の実際の冷却要求の測定のために、温度センサーが低温殺菌ライン2、3内の適切な位置に配置されることが可能である。
低温殺菌設備1の別の実施形態が図1に示されている。動作条件に応じて、特に高い冷却要求が低温殺菌ライン2、3内で生じることがある。こうした冷却要求のピークに対応するために、低温殺菌設備1は、第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の低い温度レベルを有する1つ又は複数の処理液をさらに冷却するための、少なくとも1つの追加の冷却装置54を備えてもよい。図1に示されている実施形態においては、第1の低温殺菌ライン2と第2の低温殺菌ライン3の両方が、それぞれの処理液を冷却するための追加の冷却装置54を備える。図1に示されている実施形態では、低温殺菌ライン2、3の各々において、その追加の冷却装置54は、それぞれの1つ又は複数の処理液を通過させるための、熱交換器55を有する空冷式又は水冷式の冷却塔である。熱交換器は、例えば、低温殺菌ライン2、3のそれぞれの低温収集タンク18と動作的に流れ連結していてもよい。
低温殺菌設備1の動作中に、第1及び/又は第2の低温殺菌ライン2、3の低い温度レベルを有する1つ又は複数の処理液が、少なくとも1つの空冷式又は水冷式の冷却塔の熱交換器55の中を通して1つ又は複数の処理液を移送することによって、少なくとも1つの追加の冷却装置54によってさらに冷却されてもよい。図1に示されている冷却装置54の熱交換器55によって、例えば冷却空気との直接的な接触によって潜在的に生じさせられる処理液の汚染のような、冷却中の1つ又は複数の処理液の汚染が、防止されることが可能である。
特に、低温殺菌ライン2、3のそれぞれの低温殺菌区域9、10の中に送り込まれる処理液の流れに関して、処理液の温度をさらに上昇させるために、追加の加熱装置56が、さらに、低温殺菌ライン2、3内に備えられてもよい。図1に示すように、こうした追加の加熱装置56は、例えば、加熱熱交換器23、26の上流において、処理液のための排出ライン29内に配置されてもよい。この追加の加熱装置56は、例えば、高温の水蒸気で満たされることが可能な熱交換器であってもよい。
説明を簡明化するために、図1と図2に示されている例示的な実施形態は2つだけの低温殺菌ライン2、3を備え、及び、本発明は、このような低温殺菌設備1に関して説明されてきた。当業者は、当然のことながら、同一の原理が、例えば第3及び第4の低温殺菌ライン等を追加することによって、3つ以上の低温殺菌ラインを備える低温殺菌設備に対しても適用されることが可能であることを理解するだろう。このような第3及び第4の低温殺菌ラインは、ヒートポンプの加熱手段に動作的に連結可能である第3及び第4の加熱熱交換器を割り当てられることが可能であり、及び、ヒートポンプの冷却手段に動作的に連結可能である第3及び第4の冷却熱交換器を割り当てられることが可能である。本明細書全体における術語「動作的に連結されている」又は「動作的な流れ連結」の意味が、「動作的に連結されている」要素、又は、「動作的な流れ連結」状態にある要素の間を、それぞれの液体が循環させられてもよいということである。
具体例として示されている実施形態は実施可能な変形例を示し、及び、具体的に示されている変形例だけに本発明が特に限定されないということが、この段階で指摘されなければならず、及び、この代わりに、これらの個別的な変形例が互いに異なる組合せの形で使用されてもよく、及び、これらの実施可能な変形例が、開示されている技術的な教示による当業者の理解の範囲内に含まれる。
保護範囲が特許請求項によって定義されている。しかし、特許請求項を理解するために、説明と図面とが参照されてもよい。説明されており且つ図示されている実施形態の様々な具体例からの個別的な特徴又は特徴の組合せが、本発明によって提案される解決策の独立的な実施形態として解釈されてもよい。本発明によって提案されている独立的な解決策の基礎となる目的が、この説明の中に見い出されるだろう。
最後に、適切な説明のために、構造のより明瞭な理解を実現するために、要素が、ある程度は、一定の縮尺で描かれてはおらず、及び/又は、拡大された形で描かれており、及び/又は、縮小された形で描かれているということを指摘しなければならない。
1 低温殺菌設備
2 低温殺菌ライン
3 低温殺菌ライン
4 容器(密封容器)
5 搬送手段
6 搬送方向
7 加熱区域
8 加熱区域
9 加熱区域
10 加熱区域
11 冷却区域
12 冷却区域
13 液体供給手段
14 液体移送装置
15 底部区域
16 回復ライン
17 高温収集タンク
18 低温収集タンク
19 計量装置
20 ヒートポンプ
21 加熱手段
22 冷却手段
23 加熱熱交換器
24 液体搬送ライン
25 遮断手段
26 加熱熱交換器
27 移送手段
28 注入ライン
29 排出ライン
30 注入ライン
31 排出ライン
32 冷却熱交換器
33 冷却熱交換器
34 移送手段
35 注入ライン
36 排出ライン
37 注入ライン
38 排出ライン
39 加熱液バッファータンク
40 出口
41 入口
42 移送手段
43 中空プロファイル本体
44 中空プロファイル本体
45 冷却液バッファータンク
46 出口
47 入口
48 移送手段
49 中空プロファイル本体
50 中空プロファイル本体
51 加熱回路
52 冷却回路
53 温度センサー
54 冷却装置
55 熱交換機
56 加熱装置

Claims (20)

  1. 第1の低温殺菌ライン(2)と少なくとも第2の低温殺菌ライン(3)とを備える低温殺菌設備(1)を動作させるための方法であって、
    前記第1及び第2の低温殺菌ラインの各々の中で、食料品が充填された密封容器(4)が、少なくとも1つの加熱区域(7、8、9、10)の中を通過させられ、及び、その後に少なくとも1つの冷却区域(11、12)を通過させられ、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)の各々において、温度調整された処理液を前記密封容器(4)上に計量供給することによって、少なくとも1つのそれぞれの前記加熱区域(7、8、9、10)内で前記食料品が加熱され、
    次いて、温度調整された処理液を前記密封容器(4)に対して計量供給することによって、前記食料品が少なくとも1つのそれぞれの前記冷却区域(11、12)内において冷却され、
    加熱液がヒートポンプ(20)の加熱手段(21)によって加熱され、冷却液が前記ヒートポンプ(20)の冷却手段(22)によって冷却される方法において、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する加熱要求に基づいて、前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)からの加熱された加熱液が、第1の加熱熱交換器(23)によって、前記第1の低温殺菌ライン(2)の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用され、及び/又は、前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)からの加熱された加熱液が、第2の加熱熱交換器(26)によって、前記第2の低温殺菌ライン(3)の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために使用され、
    前記第1の加熱熱交換器(23)は、体搬送ライン(24)と前記加熱手段(21)と第1の加熱熱交換器(23)との間だけに配置されたなくとも1つの遮断手段(25)とを介して前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)に動作的に連結された1次側と、前記第1の低温殺菌ライン(2)の処理液のための注入ライン(28)と排出ライン(29)とに連結された2次側とを有しており、
    前記第2の加熱熱交換器(26)は、体搬送ライン(24)と前記加熱手段(21)と第2の加熱熱交換器(26)との間だけに配置されたなくとも1つの遮断手段(25)とを介して前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)に動作的に連結された1次側と、前記第2の低温殺菌ライン(3)の処理液のための注入ライン(30)と排出ライン(31)とに連結された2次側とを有しており、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する冷却要求に基づいて、前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)からの冷却された冷却液が、第1の冷却熱交換器(32)によって、前記第1の低温殺菌ライン(2)の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用され、及び/又は、前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)からの冷却された冷却液が、第2の冷却熱交換器(33)によって、前記第2の低温殺菌ライン()の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために使用され、
    前記第1の冷却熱交換器(32)は、体搬送ライン(24)と前記冷却手段(22)と前記第1の冷却熱交換器(32)との間だけに配置されたなくとも1つの遮断手段(25)とを介して前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)に動作的に連結された1次側と、前記第1の低温殺菌ライン(2)の処理液のための注入ライン(35)と排出ライン(36)とに連結された2次側とを有しており、
    前記第2の冷却熱交換器(33)は、体搬送ライン(24)と前記冷却手段(22)と第2の冷却熱交換器(33)との間だけに配置されたなくとも1つの遮断手段(25)とを介して前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)に動作的に連結された1次側と、前記第2の低温殺菌ライン(3)の処理液のための注入ライン(37)と排出ライン(38)とに連結された2次側とを有しており、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する加熱要求及び冷却要求は、前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)の中の処理液の温度を測定及び監視する温度センサーによって測定され、
    前記加熱液が、前記加熱手段(21)と、前記第1の加熱熱交換器(23)の1次側及び/又は前記第2の加熱熱交換器(26)の1次側との間で、前記低温殺菌ライン(2、3)の処理液を混合することなく循環させられ、及び、前記冷却液が、前記冷却手段(22)と、前記第1の冷却熱交換器(32)及び/又は前記第2の冷却熱交換器(33)との間で、前記低温殺菌ライン(2、3)の処理液を混合することなく循環させられる、ことを特徴とする方法。
  2. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する加熱要求に基づいて、前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)からの加熱された加熱液が、加熱液バッファータンク(39)の上方領域の中に送り込まれ、
    加熱液は、前記加熱液バッファータンク(39)の下方領域から前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)の中に戻されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する加熱要求に基づいて、前記第1の低温殺菌ライン(2)及び/又は前記第2の低温殺菌ライン(3)の高い温度レベルを有する処理液を加熱するために、加熱液が前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域から前記第1の加熱熱交換器(23)及び/又は前記第2の熱交換器(26)の中に送り込まれ、
    前記第1の加熱熱交換器(23)及び/又は前記第2の熱交換器(26)からの加熱液は、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域の中に戻されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記加熱手段(21)からの加熱された加熱液が、周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体(43)を経由して、前記加熱液バッファータンク(39)の中に送り込まれ、及び、前記中空プロファイル本体(43)は、すべての開口部が前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方端部に向かって面するように、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域内に配置され、
    加熱液は、前記加熱液体バッファータンク(39)から、周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体(44)を経由して、前記加熱手段(21)の中に送り戻され、及び、前記別の中空プロファイル本体(44)は、すべての開口部が前記加熱液バッファータンク(39)の下方端部に向かって面するように、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域内に配置されている、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  5. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する加熱要求に基づいて、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域からの加熱液が、前記中空プロファイル本体(43)を経由して、前記第1の加熱熱交換器(23)及び/又は前記第2の加熱熱交換器(26)の中に送り込まれ、及び、前記第1の加熱熱交換器及び/又は前記第2の加熱熱交換器(23、26)からの加熱液が、前記別の中空プロファイル本体(44)を経由して、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域の中に戻されることを特徴とする請求項3又は4に記載の方法。
  6. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する冷却要求に基づいて、前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)からの冷却された冷却液が、前記冷却液バッファータンク(45)の下方領域内に送り込まれ、
    冷却液は、前記冷却液バッファータンク(45)の上方領域から前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)の中に戻されることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の方法。
  7. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する冷却要求に基づいて、冷却液が、前記第1の低温殺菌ライン(2)及び/又は前記第2の低温殺菌ライン(3)の低い温度レベルを有する処理液を冷却するために、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域から前記第1の冷却熱交換器(32)及び/又は前記第2の冷却熱交換器(33)に中に送り込まれ、
    前記第1の冷却熱交換器(32)からの及び/又は前記第2の冷却熱交換器(33)からの冷却液が、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域の中に戻されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)からの前記冷却された冷却液は、周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体(49)を経由して、前記冷却液バッファータンク(45)の中に送り込まれ、前記中空プロファイル本体(49)は、すべての開口部が前記冷却液バッファータンク(45)の下方端部に向かって面するように、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域内に配置され、
    前記冷却液体バッファータンク(45)からの冷却液が、周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体(50)を経由して、前記冷却手段(22)の中に戻され、前記別の中空プロファイル本体(50)は、すべての開口部が前記冷却液バッファータンク(45)の上方端部に向かって面するように、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域内に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  9. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する冷却要求に基づいて、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域からの前記冷却液が、前記中空プロファイル本体(49)を経由して、前記第1の冷却熱交換器(32)及び/又は前記第2の冷却熱交換器(33)に中に送り込まれ、前記第1及び/又は第2の冷却熱交換器(32、33)からの冷却液は、前記別の中空プロファイル本体(50)を経由して、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域の中に戻されることを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
  10. 前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)に関する冷却要求に基づいて、前記第1及び/又は第2の低温殺菌ライン(2、3)の低い温度レベルを有する1つ又は複数の前記処理液が、少なくとも1つの追加の冷却装置(54)によってさらに冷却されることを特徴とする請求項1~9の何れか一項に記載の方法。
  11. 低い温度レベルを有する1つ又は複数の前記処理液は、少なくとも1つの空冷式又は水冷式の冷却塔の熱交換器(55)の中を通して前記処理液を移送することによって、さらに冷却されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 第1の低温殺菌ライン(2)と少なくとも第2の低温殺菌ライン(3)とを備える低温殺菌設備(1)であって、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)の各々は、少なくとも1つの加熱区域(7、8、9、10)と少なくとも1つの冷却区域(11、12)とを備え、及び、前記加熱区域(7、8、9、10)と前記冷却区域(11、12)の各々は、それぞれの区域の中に、温度調整された処理液を計量供給するように構成されている液体供給手段(13)を備え、
    前記第1及び第2の低温殺菌ライン(2、3)の各々は、少なくとも1つのそれぞれの前記加熱区域(7、8、9、10)を通して、及び、それに続けて少なくとも1つのそれぞれの前記冷却区域(11、12)を通して、食料品が充填された密封容器(4)を搬送するように構成されている搬送手段(5)を備え、
    更に、加熱液を加熱するための加熱手段(21)と、冷却液を冷却するための冷却手段(22)とを有するヒートポンプ(20)を備える低温殺菌設備(1)において、
    前記ヒートポンプ(20)の前記加熱手段(21)は、少なくとも、液体搬送ライン(24)と、前記加熱手段(21)及び第1の加熱熱交換器(23)の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、前記第1の加熱熱交換器(23)の1次側に動作的に連結されており、
    前記加熱手段(21)は、さらに、液体搬送ライン(24)と、前記加熱手段(21)及び第2の加熱熱交換器(26)の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記第2の加熱熱交換器(26)の1次側に動作的に連結されており、
    少なくとも1つの加熱液移送手段(27)が、前記加熱手段(21)を通して、及び、前記第1の加熱熱交換器(23)の1次側を通して、及び/又は、前記第2の加熱熱交換器(26)の1次側を通して、前記加熱液を循環させるために配置されており、
    前記第1の加熱熱交換器(23)の2次側は、前記第1の低温殺菌ライン(2)の処理液のための注入ライン(28)と排出ライン(29)とに連結され、前記第2の加熱熱交換器(26)の2次側は、前記第2の低温殺菌ライン(3)の処理液のための注入ライン(30)と排出ライン(31)とに連結されており、
    前記ヒートポンプ(20)の前記冷却手段(22)は、少なくとも、液体搬送ライン(24)と、前記冷却手段(22)及び前記第1の冷却熱交換器(32)の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、第1の冷却熱交換器(32)の1次側に動作的に連結されており、
    前記冷却手段(22)は、さらに、液体搬送ライン(24)と、前記冷却手段(22)及び前記第2の冷却熱交換器(33)の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、第2の冷却熱交換器(33)の1次側に動作的に連結されており、
    少なくとも1つの冷却液移送手段(34)が、前記冷却手段(22)を通して、及び、前記第1の冷却熱交換器(32)の1次側を通して、及び/又は、前記第2の冷却熱交換器(33)の1次側を通して、冷却液を循環させるために配置されており、
    前記第1の冷却熱交換器(32)の2次側は、前記第1の低温殺菌ライン(2)の処理液のための注入ライン(35)と排出ライン(36)とに連結され、前記第2の冷却熱交換器(33)の2次側は、前記第2の低温殺菌ライン(3)の処理液のための注入ライン(37)と排出ライン(38)とに連結されており、
    前記加熱液が、前記加熱手段(21)と、前記第1の加熱熱交換器(23)の1次側及び/又は前記第2の加熱熱交換器(26)の1次側との間で、前記低温殺菌ライン(2、3)の処理液を混合することなく循環させられ、及び、前記冷却液が、前記冷却手段(22)と、前記第1の冷却熱交換器(32)及び/又は前記第2の冷却熱交換器(33)との間で、前記低温殺菌ライン(2、3)の処理液を混合することなく循環させられ、
    前記加熱された加熱液と前記冷却された冷却液とが、それぞれに第1の低温殺菌ラインと少なくとも第2の低温殺菌ラインとの加熱要求と冷却要求とにしたがって使用されることが可能なので、低温殺菌設備のエネルギー効率が大きく増大させられる、ことを特徴とする低温殺菌設備。
  13. 前記加熱手段の出口(40)は、液体搬送ライン(24)と、前記加熱手段(21)の前記出口(40)及び前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方部分の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記加熱液バッファー(39)の上方領域に連結され、
    前記加熱手段(21)の入口(41)は、液体搬送ライン(24)と、前記加熱手段の前記入口(21)及び前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、前記加熱液バッファータンク(39)の下方領域に連結されており、
    前記加熱液バッファータンク(39)の他の位置において、別個に、前記加熱液バッファータンク(39)の上方領域と下方領域とが、液体搬送ライン(24)と、前記加熱液バッファータンク(39)及び前記第1の加熱熱交換器(23)の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記第1の加熱熱交換器(23)の1次側に動作的に連結され、
    前記加熱液バッファータンク(39)の上方領域と下方領域とが、液体搬送ライン(24)と、前記加熱液バッファータンク(39)及び前記第2の加熱熱交換器(26)の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記第2の加熱熱交換器(26)の1次側に動作的に連結され、
    少なくとも1つの別の加熱液移送手段(42)が、前記第1の加熱熱交換器(23)の前記1次側を通して、及び/又は、前記第2の加熱熱交換器(26)の前記1次側を通して、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域から加熱液を移送するように、及び、前記第1の加熱熱交換器(23)から、及び/又は、前記第2の加熱熱交換器(26)から、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域の中に戻すように配置されていることを特徴とする請求項12に記載の低温殺菌設備。
  14. 前記加熱手段(21)の前記出口(40)から前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方区域に至る前記液体搬送ライン(24)は、周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体(43)に連結され、前記中空プロファイル本体(43)は、すべての開口部が前記加熱液バッファータンク(39)の上方端部に向かって面するように、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域内に配置されており、
    前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域から前記加熱手段(21)の前記入口(41)に至る前記液体搬送ライン(24)は、周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体(44)に連結され、前記別の中空プロファイル本体(44)は、すべての開口部が前記加熱液体バッファータンク(39)の下方端部に向かって面するように、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域内に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の低温殺菌設備。
  15. 前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域から前記第1の加熱熱交換器(23)に至る前記液体搬送ライン(24)と、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域から前記第2の加熱熱交換器(26)に至る前記液体搬送ライン(24)とが、前記加熱液バッファータンク(39)の前記上方領域内に配置されている前記中空プロファイル本体(43)に連結され、
    前記第1の加熱熱交換器(23)から延びる前記液体搬送ライン(24)と、前記第2の加熱熱交換器(26)から前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域に至る前記液体搬送ライン(24)とが、前記加熱液バッファータンク(39)の前記下方領域内に配置されている前記中空プロファイル本体(44)に連結されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の低温殺菌設備。
  16. 前記冷却手段(22)の出口(46)が、液体搬送ライン(24)と、前記冷却手段(22)の前記出口(46)及び前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域に連結され、
    前記冷却手段(22)の入口(47)が、液体搬送ライン(24)と、前記冷却手段(22)の前記入口(47)及び前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域の間だけに配置されている少なくとも1つの遮断手段(25)とを経由して、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域に連結されており、
    前記冷却液バッファータンク(45)の他の位置において、別個に、前記冷却バッファータンク(45)の下方領域と上方領域とが、液体搬送ライン(24)と、前記冷却液バッファータンク(45)及び前記第1の冷却熱交換器(32)の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記第1の冷却熱交換器(32)の前記1次側に動作的に連結され、前記冷却バッファータンク(45)の前記下方領域と前記上方領域は、液体搬送ライン(24)と、前記冷却液バッファータンク(45)及び前記第2の冷却熱交換器(33)の間だけに配置されている少なくとも1つの別の遮断手段(25)とを経由して、前記第2の冷却熱交換器(33)の前記1次側に動作的に連結され、且つ、少なくとも1つの別の冷却液移送手段(48)が、前記第1の冷却熱交換器(32)の1次側を通して、及び/又は、前記第2の冷却熱交換器(33)の1次側を通して、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域から冷却液を移送するように、及び、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域の中に戻すように配置されていることを特徴とする請求項12~15の何れか一項に記載の低温殺菌設備。
  17. 前記冷却手段(22)の前記出口(46)から前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域に至る前記液体搬送ライン(24)は、周表面の一部分内に開口部を有する中空プロファイル本体(49)に連結され、前記中空プロファイル本体(49)は、すべての開口部が前記冷却液バッファータンク(45)の下方端部に向かって面するように、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域内に配置されており、
    前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域から前記冷却手段(22)の前記入口(47)に至る前記液体搬送ライン(24)は、周表面の一部分内に開口部を有する別の中空プロファイル本体(50)に連結され、前記別の中空プロファイル本体(50)は、すべての開口部が前記冷却液バッファータンク(45)の上方端部に向かって面するように、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域内に配置されていることを特徴とする請求項16に記載の低温殺菌設備。
  18. 前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域から前記第1の冷却熱交換器(32)に至る前記液体搬送ライン(24)と、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域から前記第2の冷却熱交換器(33)に至る前記液体搬送ライン(24)とが、前記冷却液バッファータンク(45)の前記下方領域内に配置されている前記中空プロファイル本体(49)に連結されており、
    前記第1の冷却熱交換器(32)から延びる前記液体搬送ライン(24)と、前記第2の冷却熱交換器(33)から前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域に至る前記液体搬送ライン(24)とが、前記冷却液バッファータンク(45)の前記上方領域内に配置されている前記中空プロファイル本体(50)に連結されていることを特徴とする請求項16又は17に記載の低温殺菌設備。
  19. 前記第1及び/又は第2の低温殺菌ライン(2、3)の低い温度レベルを有する1つ又は複数の前記処理液をさらに冷却するための、少なくとも1つの追加の冷却装置(54)を備えることを特徴とする請求項12~18の何れか一項に記載の低温殺菌設備。
  20. 前記少なくとも1つの追加の冷却装置(54)は、1つ又は複数の前記処理液を通過させるための空冷式又水冷式の冷却塔であることを特徴とする請求項19に記載の低温殺菌設備。
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