WO2022053436A1 - Verdampfervorrichtung, insbesondere sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem verdampfen einer flüssigkeit und/oder eines aerosols - Google Patents

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heating
evaporator
heating unit
housing
chamber housing
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PCT/EP2021/074510
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Korbinian Tomschi
Jürgen Haak
Markus Zimmermann
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Ampack Gmbh
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Definitions

  • Evaporator device in particular sterilization evaporator device, for evaporating a liquid and/or an aerosol
  • An evaporator device in particular a sterilization evaporator device, for evaporating a liquid and/or an aerosol is already known from DE 10 2017 215 200 A1, the evaporator device having at least one housing, which has at least one evaporator space into which the liquid to be evaporated and/or or into which the aerosol to be evaporated can be fed, has a delimiting evaporator chamber housing, and comprises at least one heating unit for evaporating the liquid fed in and/or the aerosol fed in.
  • evaporator devices are already known from DE 10 2016 105 676 A1, DE 35 40 161 A1 and DE 10 2011 056 440 A1.
  • the invention is based on an evaporator device, in particular a sterilization evaporator device, for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 , with at least one housing, which has at least one evaporator space in which the liquid to be evaporated and/or into which the aerosol to be evaporated can be supplied has the evaporator chamber housing delimiting it, and with at least one heating unit for evaporating the supplied liquid and/or the supplied aerosol, in particular in the evaporator chamber.
  • an evaporator device in particular a sterilization evaporator device, for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2
  • at least one housing which has at least one evaporator space in which the liquid to be evaporated and/or into which the aerosol to be evaporated can be supplied has the evaporator chamber housing delimiting it, and with at least one heating unit for
  • the heating unit be designed as a matrix heating unit, which has individually, in particular individually, controllable and/or monitorable heating elements, in particular heating circuits, with the heating unit having a large number of heating elements arranged irregularly and/or regularly in one plane, with the Heating elements are arranged on a heating plate of the heating unit, with a surface of the heating plate forming an evaporator surface of the heating unit for evaporating the liquid and/or an aerosol.
  • the heating elements of the matrix unit are preferably divided into groups, in particular segmented.
  • the matrix heating unit can, in particular alternatively or additionally, be designed as a heating unit which has a single meandering heating element, in particular arranged in one plane, which has several individually controllable heating areas, or have a large number of meandering heating elements, in particular in one plane, which are preferably broken down into groups, in particular are segmented.
  • the matrix heating unit preferably has a large number of segmented electrical heating circuits which are arranged concentrically or in a grid, in particular viewed in one plane.
  • the heating elements, in particular the heating resistors can be regulated and/or monitored individually, in particular individually.
  • heating elements in particular the individual heating resistors
  • One heating element, in particular each individual heating element preferably forms an individual heating circuit, in particular in the sense of an interconnection, of the heating unit.
  • the heating elements are preferably arranged on, in particular in, a heating plate of the heating unit.
  • the heating plate is preferably formed from a ceramic or metallic material.
  • the heating plate is formed from another material which a person skilled in the art considers appropriate and which is suitable for use in an evaporator process, in particular in an H 2 O 2 evaporator process.
  • the heating elements are preferably distributed evenly or unevenly on the heating plate.
  • the heating elements are preferably arranged at a distance from one another on the heating plate, in particular viewed in one plane.
  • the Heating elements arranged separately on the heating plate by webs of the heating plate.
  • the heating elements are preferably embedded in the heating plate, in particular embedded in the heating plate.
  • the heating elements can be formed in one piece with the heating plate, such as being cast into the heating plate or the like, or inserted into receptacles, such as grooves in the heating plate, in particular fixed in the receptacles. “In one piece” is to be understood in particular as being materially connected, such as by a welding process and/or adhesive process, etc., and particularly advantageously molded, such as by being produced from a single cast and/or by being produced in a one-component or multi-component injection molding process.
  • the heating elements preferably terminate at least essentially flush with a surface of the heating plate.
  • the surface of the heating plate in particular together with a surface of the heating elements, forms an evaporator surface of the heating unit for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 .
  • the heating elements it is also conceivable for the heating elements to be arranged in a plane offset parallel to a surface of the heating plate that forms the evaporator surface, on, in particular in, the heating plate and, for example, contact the evaporator surface in order to heat it.
  • Other arrangements of the heating elements on, in particular in, the heating plate which appear sensible to a person skilled in the art are also conceivable.
  • the evaporator device is preferably intended for use in a sterilization process for packaging materials in production machines in the aseptic and/or ultra-clean sector.
  • the housing of the evaporator device is preferably designed in several parts.
  • the housing is intended in particular to accommodate, at least partially enclose and/or store individual components of the evaporator device.
  • “Provided” should be understood to mean, in particular, specially set up, specially designed and/or specially equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the housing includes the evaporator chamber housing, which delimits the evaporator chamber, one side of the evaporator chamber being delimited by means of the heating plate, in particular when the housing is in an assembled state.
  • the Ver- steam chamber housing is preferably bell-shaped.
  • the evaporator chamber housing can have a round, an elliptical, a polygonal or another cross section that appears reasonable to a person skilled in the art, in particular viewed in a plane extending at least essentially perpendicularly to a longitudinal axis of the housing.
  • the longitudinal axis of the housing preferably runs at least essentially perpendicularly to the evaporator surface of the heating plate.
  • the heating plate is preferably arranged symmetrically, in particular rotationally symmetrically, to the longitudinal axis on the housing.
  • the heating plate has a main extension which extends at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis.
  • the evaporator surface preferably extends at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis.
  • the expression “essentially perpendicular 1 ” is intended here to define, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, with the direction and the reference direction, viewed in particular in a projection plane, enclosing an angle of 90° and the angle has a maximum deviation of, in particular, less than 8 °, advantageously less than 5° and particularly advantageously less than 2°.
  • the evaporator chamber housing delimits the evaporator chamber preferably at least along a circumferential direction and in at least one direction running at least substantially parallel to the longitudinal axis, in particular on a side of the evaporator chamber facing away from the heating plate.
  • the circumferential direction preferably runs in the plane that extends at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the housing.
  • the evaporator chamber housing is preferably formed from a metallic material. It is also conceivable, however, for the evaporator chamber housing to be formed from another material which a person skilled in the art considers appropriate and which is suitable for use in an evaporator process, in particular in an H 2 O 2 evaporator process.
  • the evaporator device preferably comprises at least one sealing unit which has at least one sealing element which is arranged between the evaporator chamber housing and the heating plate.
  • the sealing element can have a round, a polygonal or other cross-section that appears reasonable to a person skilled in the art. Viewed along a direction running at least substantially parallel to the longitudinal axis, the sealing element can be arranged between the evaporator chamber housing and the heating plate or the sealing element can be arranged between the evaporator chamber housing and the heating plate, viewed along a direction running at least substantially perpendicularly to the longitudinal axis.
  • the sealing element preferably bears against the evaporator chamber housing with at least one side and the sealing element bears against the heating plate with at least one other side.
  • the evaporator chamber housing and/or the heating plate can/can have at least one receiving recess for receiving the sealing element.
  • the sealing unit it is also conceivable for the sealing unit to have a large number of sealing elements which are arranged between the evaporator chamber housing and the heating plate, particularly viewed along a direction running at least essentially perpendicular and/or at least essentially parallel to the longitudinal axis.
  • the housing also includes a heating housing which is provided at least to accommodate the heating unit.
  • the heater housing is preferably formed from a metallic material. However, it is also conceivable for the heating plate to be formed from another material which a person skilled in the art considers appropriate.
  • the heating housing and the evaporator chamber housing are preferably connected to one another, in particular detachably.
  • the heating housing and the evaporator chamber housing preferably each comprise a connecting flange for connecting the heating housing and the evaporator chamber housing. When the heating housing and the evaporator chamber housing are connected, the heating plate is arranged between the heating housing and the evaporator chamber housing, in particular in the area of a connection interface.
  • the evaporator chamber housing is preferably designed to be removable from the heating housing, in particular for maintenance purposes of the heating unit.
  • the connection interface preferably runs in a plane that extends transversely, in particular at least essentially perpendicularly, to the longitudinal axis.
  • the evaporator device preferably comprises at least one insulation unit which has at least one insulation element which is arranged between the evaporator chamber housing and the heating housing, in particular for insulating electronic components of the heating unit which are arranged in the heating housing from a high thermal load.
  • the insulating element can be round, polygonal or any other shape considered appropriate by a person skilled in the art have appearing cross-section.
  • the insulating element is preferably arranged between the evaporator chamber housing and the heating housing, viewed along the direction running at least essentially parallel to the longitudinal axis, in particular in the area of the connection interface.
  • the insulating element preferably bears against the evaporator chamber housing with at least one side and the insulating element bears against the heating housing with at least one other side.
  • the insulation unit preferably comprises at least one further insulation element which is arranged on an outside of the evaporator chamber housing.
  • the further insulating element surrounds the evaporator chamber housing along the circumferential direction.
  • the further insulating element preferably bears against an outer surface of the evaporator chamber housing.
  • the further insulating element is provided for insulating the evaporator chamber, in particular to counteract the formation of condensate on an inner wall of the evaporator chamber housing and/or to counteract convection to the environment/ambient air. It is conceivable that the insulation unit alternatively or additionally has further insulation elements for insulating individual components of the evaporator device.
  • the evaporator device preferably comprises at least one feed unit, which has at least one feed element, in particular a feed nozzle or a feed dropper, for feeding a liquid and/or an aerosol, in particular a liquid H2O2 and/or aerosolized H2O2, into the evaporator chamber.
  • the feed element is preferably arranged on the evaporator chamber housing, in particular on a cover of the evaporator chamber housing opposite the heating plate.
  • the supply element it is also conceivable for the supply element to be arranged in another position of the housing that a person skilled in the art deems appropriate, in order to enable a liquid and/or an aerosol, in particular a liquid H2O2 and/or aerosolized H2O2, to be supplied.
  • the feed element is preferably arranged on the evaporator chamber housing in such a way that a central axis of the feed element is aligned at least essentially parallel, in particular coaxially, to the longitudinal axis of the housing.
  • the cover of the evaporator chamber housing is preferably arranged in a detachable manner on a particularly cylindrical, preferably circular-cylindrical, base body of the evaporator chamber housing, in particular fixed thereto.
  • the cover it is also conceivable for the cover to be in one piece with the base body of the evaporator chamber housing, in particular free of a detachable connection technology and/or is arranged captively on the base body.
  • the evaporator chamber housing preferably comprises a cleaning access opening or a cleaning connection for enabling a cleaning process of the evaporator chamber, in particular a CIP (Cleaning-In-Place) process.
  • the cleaning access opening or the cleaning connection can be aligned transversely, in particular at least essentially perpendicularly, or at least essentially parallel to the longitudinal axis of the housing.
  • the cleaning access opening or the cleaning connection can form an overflow opening of the evaporator chamber housing for removing an unevaporated part of the liquid and/or of the aerosol supplied to the evaporator chamber.
  • the evaporator chamber housing preferably comprises at least one evaporator outlet or an evaporator discharge connection in order to feed the liquid evaporated in the evaporator chamber and/or the aerosol evaporated in the evaporator chamber, in particular an H 2 O2 vapor/gas mixture, directly or via a distributor to a packaging means, in particular via one or more Pipeline/s of a production machine, in particular a food filling and/or food packaging machine, which includes the evaporator device.
  • the evaporator outlet or the evaporator discharge connection can be aligned transversely, in particular at least essentially perpendicularly, or at least essentially parallel to the longitudinal axis of the housing.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • individual control of individual heating elements can be made possible.
  • a uniform heating pattern can be achieved over a largely entire operating time of the evaporator device.
  • Drop formation on the evaporator surface can advantageously be detected early in an evaporator process and preferably counteracted.
  • a targeted energy input can advantageously be made possible.
  • low energy consumption can be achieved since droplet formation on the evaporator surface is advantageously counteracted can be, especially since individual sections of the evaporator surface can be operated individually with different temperatures.
  • each heating element is assigned one, in particular individual, control electronics of the heating unit and/or one, in particular individual, monitoring electronics of the heating unit, in particular each heating circuit has integrated control electronics of the heating unit and/or integrated monitoring electronics of the heating unit.
  • the control electronics and/or the monitoring electronics of the heating unit are/is preferably arranged at least to a large extent in the heating housing.
  • the control electronics and/or the monitoring electronics of the heating unit are/is preferably arranged on a side of the heating plate facing the evaporator chamber housing in the heating housing.
  • control electronics and/or the monitoring electronics of the heating unit are/is arranged outside of the heating housing, such as part/s of an external computer unit or/or a computer unit designed separately from the heating unit, which is/are used, for example, for control or regulation provided by other components.
  • control electronics and/or the monitoring electronics of the heating unit are connected to the heating elements by means of, in particular electrical, connecting lines of the heating unit, in particular in a manner already known to a person skilled in the art.
  • the connecting lines can be in the form of cables, soldered copper lines that are formed in one piece with the heating plate, or other connecting lines that appear sensible to a person skilled in the art.
  • the control electronics and/or the monitoring electronics of the heating unit are/is preferably provided for controlling and/or monitoring the heating elements individually, in particular individually.
  • each individual heating element is assigned individual control electronics and/or individual monitoring electronics in order to regulate and/or monitor a temperature of the respective heating element individually, in particular individually.
  • the individual control electronics and/or the individual monitoring electronics are designed as individual hardware components or that the individual control electronics and/or the individual monitoring electronics are designed as software components that are specifically assigned to the individual heating elements.
  • a temperature monitoring and / or temperature control of the individual heating elements can, for example by monitoring/regulating a resistance value of the heating elements, in particular the heating elements embodied as heating resistors, or in another way that appears sensible to a person skilled in the art.
  • each individual heating element is assigned its own control electronics of the heating unit in order to control a temperature of the heating elements individually.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • deviations from default values for temperatures of the heating elements can be reliably detected within a cycle time of the evaporator process, in particular of the sterilization process.
  • Advantageous control with a low reactive power can be made possible.
  • the heating elements are arranged concentrically around a central axis of the heating unit or that the heating elements are arranged in a grid pattern on a side of the heating unit that faces the evaporator chamber housing.
  • the central axis of the heating unit preferably runs at least essentially parallel, in particular coaxially, to the longitudinal axis of the housing, in particular when the heating unit is arranged on the housing.
  • the heating elements are preferably arranged concentrically around the longitudinal axis of the housing or arranged mirror-symmetrically to at least one plane that completely encompasses the longitudinal axis.
  • the heating elements can be in the form of punctiform or linear heating resistors.
  • the heating elements are designed as punctiform heating resistors, several heating elements together preferably form a group that can be controlled and/or monitored individually, in particular independently of other groups of heating elements.
  • the heating elements are preferably arranged similar to a grid of a screen and preferably form individually controllable heating pixels.
  • the heating elements are designed as linear heating resistors, they can be designed and/or arranged, for example, in the shape of a circular arc, straight, I-shaped, S-shaped, zigzag-shaped, in a wave pattern, in a row or line arrangement or the like.
  • the heating elements can preferably be distributed uniformly in a plane extending at least essentially perpendicularly to the central axis of the heating unit be arranged or, depending on a distance from a center point of the heating plate, have a dimension which increases or decreases towards the outside towards an edge of the heating plate.
  • Other configurations and/or arrangements of the heating elements that appear sensible to a person skilled in the art are also conceivable.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • a large heated evaporator surface can be achieved for evaporation, with the individual heating elements, which have a high energy requirement, being able to be regulated individually in order to counteract the formation of drops on the evaporator surface and to detect contamination.
  • the housing has at least one heating housing, in particular the one already mentioned above, for accommodating the heating unit, the heating housing being connected, in particular directly, to the evaporator chamber housing, in particular via the connection interface already mentioned, and the heating elements at least are partially arranged in the area of a connection interface of the housing between the heating housing and the evaporator chamber housing.
  • a plane running at least substantially parallel to the connection interface and at least substantially perpendicular to the longitudinal axis intersects the heating unit.
  • the heating unit is preferably surrounded by the evaporator chamber housing and the heating housing along the circumferential direction, in particular when the evaporator chamber housing and the heating housing are arranged on one another.
  • the heating plate preferably rests, in particular directly, on the evaporator chamber housing, in particular with an edge area of the heating plate.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • An advantageous introduction of heat into the evaporator chamber can be made possible. Simple maintenance of the heating elements is possible, in particular by simply removing the evaporator chamber housing from the heating housing.
  • the heating unit in particular in a state in which the evaporator chamber housing and of the heating housing, is arranged on the evaporator chamber housing in such a way that at least one heating element of the heating unit rests, in particular directly, on the evaporator chamber housing.
  • Individual heating elements of the heating unit are preferably at least partially in contact with the evaporator chamber housing.
  • Individual heating elements preferably contact the evaporator chamber housing directly, in particular at least with partial areas of the individual heating elements.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • the evaporator chamber housing can be heated to counteract the formation of condensate on an inner wall of the evaporator chamber housing.
  • the evaporator device comprises at least one elastic prestressing element, in particular a spring element, which is intended to apply a prestressing force to the heating unit in the direction of the evaporator chamber housing.
  • the biasing element is preferably arranged in the heating housing.
  • the pretensioning element is preferably supported on one side on the heating unit and on another side the pretensioning element is supported on the heating housing, in particular on an inner wall of the heating housing.
  • the prestressing element can be designed as a helical spring, as an elastomer, as a gas pressure spring, as a leaf spring, as a hydraulic piston or as another prestressing element that appears sensible to a person skilled in the art.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • the heating unit can rest securely on the evaporator chamber housing in order to enable reliable heat input into the evaporator chamber housing.
  • the evaporator device comprises at least one discharge opening arranged in the evaporator chamber housing and/or in the evaporator surface of the heating unit for discharging an unevaporated part of the liquid supplied to the evaporator chamber housing and/or the aerosol supplied to the evaporator chamber housing.
  • the discharge opening When the discharge opening is arranged in the evaporator chamber housing, the discharge opening preferably has a transverse, in particular at least essentially perpendicular, direction Longitudinal axis running orientation.
  • the discharge opening When the discharge opening is arranged in the evaporator surface of the heating unit, in particular in the heating plate, the discharge opening preferably has an alignment running at least essentially parallel to the longitudinal axis.
  • the evaporator surface of the heating unit assigned to the heating elements has a coating which is designed to be resistant to the liquid to be evaporated and/or the aerosol to be evaporated, in particular H 2 O 2 -resistant.
  • the coating preferably forms the evaporator surface and is arranged on a side of the heating plate facing the evaporator chamber.
  • the coating preferably covers the heating elements or the heating elements, in particular a surface of the heating elements facing the evaporator chamber, at least partially form the evaporator surface provided with the coating.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention. Adhesion of liquid and/or aerosol that has not evaporated, in particular H 2 O 2 that has not evaporated, can advantageously be counteracted.
  • the evaporator chamber housing has a plurality of evaporator outlets in order to feed the liquid evaporated in the evaporator chamber and/or the aerosol evaporated in the evaporator chamber, in particular an H 2 O 2 vapor/gas mixture, directly or via a distributor to a packaging means, in particular via one or several pipeline/s of the production machine.
  • the evaporator outlets can be aligned transversely, in particular at least essentially perpendicularly, or at least essentially parallel to the longitudinal axis of the housing.
  • the evaporator outlets can be evenly or unevenly distributed along the circumferential direction on the evaporator space housing be arranged.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention.
  • the evaporator device can be used to sterilize a plurality of packaging materials.
  • a central generation of a sterilization gas mixture can advantageously be achieved, which can be distributed particularly flexibly to different packaging materials or positions of the production machine.
  • the invention proposes a production machine, in particular a food filling and/or food packaging machine, with at least one evaporator device according to the invention.
  • the production machine can be intended for use in the food industry or in the medical industry.
  • the production machine can have other components that appear useful to a person skilled in the art, such as a product manufacturing device, a product filling device, a product packaging device, by means of which the manufactured products or the products to be filled are automatically packaged, a product transport device or the like.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process. Reliable sterilization of packaging means into which, for example, products to be filled or packaged are filled or packaged can advantageously be achieved.
  • the invention is based on a method for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 , by means of an evaporator device, in particular by means of an evaporator device according to the invention. It is proposed that, in at least one method step, a large number of heating elements arranged irregularly and/or regularly in one plane of a heating unit designed as a matrix heating unit are controlled and/or monitored individually, in particular individually, with the heating elements being arranged on a heating plate of the heating unit are, wherein in at least one method step, a liquid and/or an aerosol is vaporized by means of a surface of the heating plate, which forms an evaporator surface of the heating unit.
  • the features already disclosed for the evaporator device can be applied analogously to the method stand, so that the features already disclosed in relation to the evaporator device are also to be regarded as disclosed in relation to the method.
  • a high level of process reliability can be achieved in an evaporator process, in particular in a sterilization process, by means of the configuration according to the invention. Reliable sterilization of packaging means into which, for example, products to be filled or packaged are filled or packaged can advantageously be achieved.
  • the evaporator device according to the invention, the production machine according to the invention and/or the method according to the invention should/should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the evaporator device according to the invention, the production machine according to the invention and/or the method according to the invention can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from the number specified here in order to fulfill a function described herein.
  • values lying within the specified limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an evaporator device according to the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view of the evaporator device according to the invention in a schematic representation
  • 3a shows a schematic plan view of a heating unit of the evaporator device according to the invention in a disassembled state of an evaporator chamber housing from a heating housing of a housing of the evaporator device according to the invention
  • FIG. 3b shows a schematic top view of an alternative heating unit of the evaporator device according to the invention in a dismantled state of an evaporator chamber housing from a heating housing of an alternative housing of an alternatively designed evaporator device according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a production machine according to the invention with the evaporator device according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a sequence of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an evaporator device 10 for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 .
  • the evaporator device 10 is preferably designed as a sterilization evaporator device which is intended for use in a sterilization process in the food and/or in the medical industry.
  • the evaporator device 10 comprises at least one housing 12, which has at least one evaporator chamber housing 16 delimiting an evaporator chamber 14 (cf. FIG. 2), into which the liquid to be evaporated and/or into which the aerosol to be evaporated can be fed.
  • the evaporator device 10 comprises at least one heating unit 18 for evaporating the supplied liquid and/or the supplied aerosol.
  • the evaporator device 10 is preferably part of a production machine 78, in particular a food filling and/or food packaging machine, which is shown by way of example in FIG. However, it is also conceivable that the evaporator device 10 is designed as an independent device that can be operated independently of the production machine 78 .
  • the housing 12 of the evaporator device 10 is preferably designed in several parts. The housing 12 is intended in particular to accommodate, at least partially enclose and/or store individual components of the evaporator device 10 .
  • the housing 12 comprises the evaporator chamber housing 16 and at least one heating housing 60 which at least partially accommodates the heating unit 18 . Preferably, the evaporator chamber housing 16 and the heating housing 60 together delimit the evaporator chamber 14.
  • the evaporator chamber housing 16 is preferably designed in the manner of a bell.
  • the evaporator chamber housing 16 can have a round, an elliptical, a polygonal or another cross section considered appropriate by a person skilled in the art, in particular viewed in a plane extending at least essentially perpendicularly to a longitudinal axis 84 of the housing 12 .
  • the longitudinal axis 84 of the housing 12 preferably runs at least essentially perpendicular to an evaporator surface 68 of a heating plate 86 of the heating unit 18 (cf. FIG. 2).
  • the evaporator surface 68 is preferably arranged on a side 58 of the heating plate 86 facing the evaporator space 14 .
  • the evaporator surface 68 of the heating unit 18 assigned to the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 of the heating unit 18 has a coating which is resistant to the liquid to be evaporated and/or the aerosol to be evaporated, in particular H 2 O2-resistant is trained.
  • the evaporator chamber housing 16 delimits the evaporator chamber 14 preferably at least along a circumferential direction 88 and in at least one direction running at least substantially parallel to the longitudinal axis 84, in particular on a side of the evaporator chamber 14 facing away from the heating plate 86.
  • the circumferential direction 88 preferably runs in the at least substantially perpendicular to the longitudinal axis 84 of the housing 12 extending plane.
  • the evaporator chamber housing 16 is preferably formed from a metallic material.
  • the evaporator chamber housing 16 may be formed from another material which a person skilled in the art considers appropriate and which is suitable for use in an evaporator process, in particular in an H 2 O 2 evaporator process.
  • the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16 are preferably connected to one another, in particular detachably.
  • the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16 preferably each comprise a connecting flange 90, 92 for connecting the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16.
  • the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16 are connected to one another, in particular detachably, by means of a screw connection (not shown in detail here) via a connection interface 64 which is defined by the connection flanges 90, 92.
  • a connection interface 64 which is defined by the connection flanges 90, 92.
  • the heating plate 86 is arranged between the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16 , in particular in the region of the connection interface 64 .
  • the evaporator chamber housing 16 is preferably designed to be removable from the heating housing 60, in particular for maintenance purposes of the heating unit 18.
  • the connection interface 64 preferably runs in a plane extending transversely, in particular at least essentially perpendicularly, to the longitudinal axis 84.
  • the evaporator device 10 preferably comprises at least one insulation unit 118, which has at least one insulation element 120, which is arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating housing 60, in particular for insulating electronic components of the heating unit 18, which are arranged in the heating housing 60, in front of a high heat load (cf. Figures 1 and 2).
  • the insulation element 120 can have a round, a polygonal or other cross-section that appears reasonable to a person skilled in the art.
  • the insulating element 120 is preferably arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating housing 60, viewed along a direction running at least substantially parallel to the longitudinal axis 84, in particular in the region of the connection interface 64.
  • the insulating element 120 is preferably ring-shaped, in particular a circular ring-shaped.
  • the evaporator device 10 preferably comprises at least one feed unit 94, which comprises at least one feed element 96, in particular a feed nozzle or a feed dropper, for feeding a liquid and/or an aerosol, in particular a liquid H2O2 and/or aerosolized H2O2, into the evaporator chamber 14.
  • the feed element 96 is preferably arranged on the evaporator chamber housing 16 , in particular on a cover 98 of the evaporator chamber housing 16 opposite the heating plate 86 .
  • the feed element 96 is arranged at another position of the housing 12 that appears appropriate to a person skilled in the art, in order to feed a liquid and/or an aerosol, in particular an liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 .
  • the feed element 96 is preferably arranged on the evaporator chamber housing 16 in such a way that a central axis of the feed element 96 is aligned at least essentially parallel, in particular coaxially, to the longitudinal axis 84 of the housing 12 .
  • the cover 98 of the evaporator chamber housing 16 is preferably arranged in a removable manner on an in particular cylindrical, preferably circular-cylindrical, base body 100 of the evaporator chamber housing 16, in particular fixed thereto. It is also conceivable, however, for the cover 98 to be formed in one piece with the base body 100 of the evaporator chamber housing 16, in particular to be arranged on the base body 100 so that it cannot be lost, without any detachable connection technology.
  • the evaporator chamber housing 16 preferably comprises at least one evaporator outlet 72, 74, 76 or an evaporator discharge connection in order to convey the liquid evaporated in the evaporator chamber 14 and/or the aerosol evaporated in the evaporator chamber 14, in particular an H 2 O 2 vapor/gas mixture, directly or via a distributor to a packaging material, in particular via one or more pipelines (not shown here) of the production machine 78.
  • the evaporator outlet 72, 74, 76 or the evaporator discharge connection can be transverse, in particular at least essentially perpendicular, or at least essentially parallel to the longitudinal axis 84 of the Housing 12 be aligned.
  • the evaporator chamber housing 16 has a plurality of evaporator outlets 72, 74, 76 in order to directly or to be supplied to several packaging materials via a distributor.
  • FIG. 2 shows a section through the evaporator device 10 along a plane encompassing the longitudinal axis 84 .
  • the evaporator device 10 preferably comprises at least one sealing unit 102 which has at least one sealing element 104 which is arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating plate 86 .
  • the sealing element 104 is arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating plate 86 when viewed along a direction running at least substantially perpendicularly to the longitudinal axis 84 .
  • a, in particular re the previously mentioned sealing element of the sealing unit 102 viewed along a direction running at least substantially parallel to the longitudinal axis 84 between the evaporator chamber housing 16 and the heating plate 86 .
  • the sealing element 104 preferably bears against the evaporator chamber housing 16 with at least one side and the sealing element 104 bears against the heating plate 86 with at least one other side.
  • the evaporator chamber housing 16 and/or the heating plate 86 can/can have at least one receiving recess for at least partially receiving the sealing element 104 .
  • the sealing unit 102 it is also conceivable for the sealing unit 102 to have a large number of sealing elements which are arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating plate 86 .
  • the sealing unit 102 preferably comprises at least one further sealing element 106, which is arranged between the cover 98 and the base body 100, as is also shown by way of example in FIG.
  • the evaporator device 10 can comprise an insulation unit which has at least one insulation element which is arranged between the evaporator chamber housing 16 and the heating housing 60, in particular for insulating electronic components of the heating unit 18 which are arranged in the heating housing 60 from a high thermal load.
  • the insulation unit can additionally include at least one further insulation element, which is arranged on an outside of the evaporator chamber housing 16 .
  • the further insulation element could surround the evaporator chamber housing 16 along the circumferential direction 88 , in particular to counteract the formation of condensate on an inner wall of the evaporator chamber housing 16 .
  • the evaporator chamber housing 16 preferably comprises a cleaning access opening and/or connection 108 for enabling a cleaning process of the evaporator chamber 14, in particular a CIP (Cleaning-In-Place) process.
  • the cleaning access opening and/or connection 108 can be aligned transversely, in particular at least essentially perpendicularly, or at least essentially parallel to the longitudinal axis 84 of the housing 12 .
  • the cleaning access opening and/or connection 108 can alternatively or additionally be an overflow opening of the evaporator chamber housing. ses 16 to form a discharge of an unevaporated part of the liquid supplied to the evaporator space 14 and/or of the aerosol supplied to the evaporator space 14 .
  • the heating plate 86 is preferably arranged symmetrically, in particular rotationally symmetrically, to the longitudinal axis 84 on the housing 12 .
  • the heating plate 86 has a main extension which extends at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis 84 .
  • the evaporator surface 68 preferably extends at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis 84.
  • the evaporator surface 68 is designed as a planar surface in the exemplary embodiment shown here.
  • the evaporator surface 68 it is also conceivable for the evaporator surface 68 to have a different configuration that would appear sensible to a person skilled in the art with regard to its course, such as step-like, arched, corrugated or the like.
  • FIG 3a shows a schematic top view of the heating unit 18 in a dismantled state of the evaporator chamber housing 16 from the heating housing 60.
  • the heating unit 18 is designed as a matrix heating unit which has individually, in particular individually, controllable and/or monitorable heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 has.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 are preferably designed as individually controllable and/or monitorable heating resistors.
  • the heating unit 18 preferably has a multiplicity of segmented electrical heating circuits which are arranged concentrically or in a grid, in particular viewed in one plane.
  • One, in particular each individual, heating element 20, 22, 24, 26, 28, 30 preferably forms an individual heating circuit, in particular in the sense of an interconnection, of the heating unit 18.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 are preferably arranged on, in particular in, the heating plate 86 of the heating unit 18.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 can be distributed uniformly or unevenly on the heating plate 86.
  • the heating elements 20 , 22 , 24 , 26 , 28 , 30 are preferably embedded in the heating plate 86 , in particular embedded in the heating plate 86 .
  • the heating elements 20 , 22 , 24 , 26 , 28 , 30 preferably end at least essentially flush with a surface of the heating plate 86 .
  • the surface of the heating plate 86 in particular together with a surface of the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30, form the evaporator surface 68 of the heating unit 18 for evaporating a liquid speed and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 .
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 it is also conceivable for the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 to be arranged in a plane which is offset parallel to a surface of the heating plate 86, which forms the evaporator surface 68, on, in particular in, the heating plate 86 and For example, contact the evaporator surface 68 to heat it.
  • Other arrangements of the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 on, in particular in, the heating plate 86 that appear sensible to a person skilled in the art are also conceivable.
  • Each heating element 20, 22, 24, 26, 28, 30 is/are one, in particular individual, control electronics 32, 34, 36, 38, 40, 42 of the heating unit 18 and/or one, in particular individual, monitoring electronics 44, 46, 48 , 50, 52, 54 associated with the heating unit 18.
  • Each electrical heating circuit preferably includes integrated control electronics 32, 34, 36, 38, 40, 42 of heating unit 18 and/or integrated monitoring electronics 44, 46, 48, 50, 52, 54 of heating unit 18.
  • the heating elements 20, 22, 24 , 26, 28, 30, preferably together with the assigned control electronics 32, 34, 36, 38, 40, 42 and/or the assigned monitoring electronics 44, 46, 48, 50, 52, 54 of the heating unit 18 form individually controllable and/ or monitorable electric heating circuits of the heating unit 18.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 are arranged concentrically around a central axis 56 of the heating unit 18.
  • heating elements 20', 22', 24', 26', 28', 30' of a heating unit 18' of the evaporator device 10' are arranged in a grid pattern on an evaporator chamber housing (not shown here) facing side of the heating unit 18'.
  • the evaporator device 10′ shown in FIG. 3b has an alternative arrangement and/or configuration of the heating unit 18′ and an alternative configuration of a housing 12′.
  • the housing 12′ of the evaporator device 10′ shown in FIG. 3b and the heating unit 18′ shown in FIG. 3b have a polygonal, in particular a quadrilateral or rectangular, cross section.
  • the heating unit 18' has a polygonal, in particular a quadrangular or rectangular, cross section and the housing 12' has a has a round cross-section. It is also conceivable the other way around.
  • FIG. 2 shows that the housing 12 has at least the heating housing 60 for accommodating the heating unit 18, the heating housing 60 being connected, in particular directly, to the evaporator chamber housing 16 and the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 at least are partially arranged in the area of the connection interface 64 of the housing 12 between the heating housing 60 and the evaporator chamber housing 16 .
  • the heating unit 18 is arranged on the evaporator chamber housing 16 in such a way that at least one heating element 20, 30 of the heating unit 18 bears against the evaporator chamber housing 16, in particular directly. At least two, in particular at least four, heating elements 20, 30 of the heating unit 18 are preferably in direct contact with the evaporator chamber housing 16.
  • the heating elements 20 , 30 which are arranged in an edge area of the heating plate 86 , are preferably in direct contact with the evaporator chamber housing 16 .
  • the evaporator device 10 has at least one elastic prestressing element 66 (represented only by dashed lines in FIG.
  • the pretensioning element 66 is preferably supported on one side on the heating unit 18 and on another side the pretensioning element 66 is supported on the heating housing 60 , in particular on an inner wall of the heating housing 60 .
  • the prestressing element 66 can be designed as a helical spring, as an elastomer, as a gas pressure spring, as a leaf spring, as a hydraulic piston or as another prestressing element that appears sensible to a person skilled in the art.
  • the evaporator device 10 comprises at least one in the evaporator chamber housing 16 or in the evaporator surface 68 of the heating unit 18 arranged discharge opening 70 (see FIGS Part of the liquid supplied to the evaporator chamber housing 16 and/or of the aerosol supplied to the evaporator chamber housing 16 .
  • the discharge opening 70 preferably has an alignment running at least substantially parallel to the longitudinal axis 84 .
  • other alignments and/or arrangements of the discharge opening 70 in the evaporator chamber housing 16 and/or the heating plate 86 that appear sensible to a person skilled in the art are also conceivable.
  • the discharge opening 70 is additionally provided for discharging an unevaporated part of the liquid fed to the evaporator chamber housing 16 and/or the aerosol fed to the evaporator chamber housing 16 to a connection of a cleaning device, in particular a CIP cleaning device.
  • Figure 5 shows a schematic sequence of a method 80 for evaporating a liquid and/or an aerosol, in particular liquid H 2 O 2 and/or aerosolized H 2 O 2 , by means of the evaporator device 10.
  • the heating unit 18 activated.
  • a liquid and/or an aerosol is supplied to the evaporator chamber 14 by means of the supply unit 94.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 of the heating unit 18 designed as a matrix heating unit are controlled and/or monitored individually, in particular individually.
  • the heating elements 20, 22, 24, 26, 28, 30 are controlled and/or monitored individually by means of the respective control electronics 32, 34, 36, 38, 40, 42 and/or monitoring electronics 44, 46, 48, 50, 52, 54 .
  • the liquid evaporated in the evaporator chamber 14 and/or the aerosol evaporated in the evaporator chamber 14, in particular the H 2 O2 vapour/gas mixture is suctioned off to a supply, in particular via pipelines, to packaging materials to be sterilized.
  • a substance concentration in particular an H2O2 concentration
  • further method steps of the method 80 reference is made to the description of the evaporator device 10 , which is to be understood analogously to the method 80 .

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Verdampfervorrichtung, insbesondere von einer Sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosolier-tem H2O2, mit zumindest einem Gehäuse (12), das zumindest ein einen Ver-dampferraum (14), in den die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder in den das zu verdampfende Aerosol zuführbar ist, begrenzendes Verdampferraumgehäuse (16) aufweist, und mit zumindest einer Heizeinheit (18) zu einem Verdampfen der zugeführten Flüssigkeit und/oder des zugeführten Aerosols. Es wird vorgeschlagen, dass die Heizeinheit (18) als Matrixheizeinheit ausgebil-det ist, die einzeln, insbesondere individuell, regelbare und/oder überwachbare Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30), insbesondere Heizkreise, aufweist, wobei die Heizeinheit (18) eine Vielzahl von in einer Ebene unregelmäßig und/oder re-gelmäßig angeordneten Heizelementen (20, 22, 24, 26, 28, 30) aufweist, wobei die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) an einer Heizplatte (86) der Heizeinheit (18) angeordnet sind, wobei eine Oberfläche der Heizplatte (86) eine Verdamp-ferfläche (68) der Heizeinheit (18) zu einem Verdampfen der Flüssigkeit und/oder eines Aerosols bildet.

Description

Beschreibung
Verdampfervorrichtung, insbesondere Sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols
Stand der Technik
Aus DE 10 2017 215 200 Al ist bereits eine Verdampfervorrichtung, insbesondere eine Sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, bekannt, wobei die Verdampfervorrichtung zumindest ein Gehäuse, das zumindest ein einen Verdampferraum, in den die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder in den das zu verdampfende Aerosol zuführbar ist, begrenzendes Verdampferraumgehäuse aufweist, und zumindest eine Heizeinheit zu einem Verdampfen der zugeführten Flüssigkeit und/oder des zugeführten Aerosols umfasst.
Des Weiteren sind bereits aus DE 10 2016 105 676 Al, DE 35 40 161 Al und DE 10 2011 056 440 Al Verdampfervorrichtungen bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Verdampfervorrichtung, insbesondere Sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2, mit zumindest einem Gehäuse, das zumindest ein einen Verdampferraum, in den die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder in den das zu verdampfende Aerosol zuführbar ist, begrenzendes Verdampferraumgehäuse aufweist, und mit zumindest einer Heizeinheit zu einem Verdampfen der zugeführten Flüssigkeit und/oder des zugeführten Aerosols, insbesondere in dem Verdampferraum. Es wird vorgeschlagen, dass die Heizeinheit als Matrixheizeinheit ausgebildet ist, die einzeln, insbesondere individuell, regelbare und/oder überwachbare Heizelemente, insbesondere Heizkreise, aufweist, wobei die Heizeinheit eine Vielzahl von in einer Ebene unregelmäßig und/oder regelmäßig angeordneten Heizelementen aufweist, wobei die Heizelemente an einer Heizplatte der Heizeinheit angeordnet sind, wobei eine Oberfläche der Heizplatte eine Verdampferfläche der Heizeinheit zu einem Verdampfen der Flüssigkeit und/oder eines Aerosols bildet. Vorzugsweise sind die Heizelemente der Matrixeinheit in Gruppen aufgegliedert, insbesondere segmentiert. Die Matrixheizeinheit kann, insbesondere alternativ oder zusätzlich, als eine Heizeinheit ausgebildet sein, die ein einzelnes, insbesondere in einer Ebene angeordnetes, mäanderartiges Heizelement aufweist, das mehrere einzeln regelbare Heizbereiche aufweist, oder eine Vielzahl von, insbesondere in einer Ebene, mäanderartigen Heizelementen aufweisen, die vorzugsweise in Gruppen aufgegliedert sind, insbesondere segmentiert sind. Bevorzugt weist die Matrixheizeinheit eine Vielzahl von segmentierten elektrischen Heizkreisen auf, die konzentrisch oder in einem Raster angeordnet sind, insbesondere betrachtet in einer Ebene. Die Heizelemente, insbesondere die Heizwiderstände, sind einzeln, insbesondere individuell, regelbar und/oder überwachbar. „Einzeln, insbesondere individuell, regelbar und/oder überwachbar“ soll insbesondere definieren, dass die Heizelemente, insbesondere die einzelnen Heizwiderstände, unabhängig voneinander auf eine Temperatur geregelt werden können und/oder eine Temperatur jedes einzelnen Heizelements einzeln an jedem Heizelement unabhängig von den anderen Heizelementen erfasst werden kann. Vorzugsweise bildet ein, insbesondere jedes einzelne, Heizelement einen individuellen Heizkreis, insbesondere im Sinne einer Verschaltung, der Heizeinheit aus. Die Heizelemente sind bevorzugt an, insbesondere in, einer Heizplatte der Heizeinheit angeordnet. Die Heizplatte ist vorzugsweise aus einem keramischen oder metallischen Werkstoff gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Heizplatte aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkstoff gebildet ist, der für einen Einsatz in einem Verdampferprozess, insbesondere in einem H2O2-Verdampferprozess, geeignet ist. Die Heizelemente sind bevorzugt gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt an der Heizplatte angeordnet. Vorzugsweise sind die Heizelemente voneinander beabstandet an der Heizplatte angeordnet, insbesondere betrachtet in einer Ebene. Insbesondere sind die Heizelemente durch Stege der Heizplatte getrennt an der Heizplatte angeordnet. Vorzugsweise sind die Heizelemente in die Heizplatte eingelassen, insbesondere in die Heizplatte eingebettet. Die Heizelemente können einteilig mit der Heizplatte ausgebildet sein, wie beispielsweise in die Heizplatte eingegossen sein o. dgl. , oder in Aufnahmen, wie beispielsweise Nuten der Heizplatte, eingelegt sein, insbesondere in den Aufnahmen fixiert sein. Unter „einteilig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Vorzugsweise schließen die Heizelemente zumindest im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Heizplatte ab. Die Oberfläche der Heizplatte, insbesondere zusammen mit einer Oberfläche der Heizelemente, bildet eine Verdampferfläche der Heizeinheit zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Heizelemente in einer parallel zu einer Oberfläche der Heizplatte, die die Verdampferfläche bildet, versetzt angeordneten Ebene an, insbesondere in, der Heizplatte angeordnet sind und beispielsweise die Verdampferfläche kontaktieren, um diese zu erwärmen. Andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnungen der Heizelemente an, insbesondere in, der Heizplatte sind ebenfalls denkbar. Die Verdampfervorrichtung ist vorzugsweise für einen Einsatz in einem Entkeimungsprozess von Packmitteln in Produktionsmaschinen im Bereich Aseptik und/oder Ultra-Clean vorgesehen.
Das Gehäuse der Verdampfervorrichtung ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet. Das Gehäuse ist insbesondere dazu vorgesehen, einzelne Komponenten der Verdampfervorrichtung aufzunehmen, zumindest teilweise zu umschließen und/oder zu lagern. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Das Gehäuse umfasst das Verdampferraumgehäuse, das den Verdampferraum begrenzt, wobei eine Seite des Verdampferraums, insbesondere in einem montierten Zustand des Gehäuses, mittels der Heizplatte begrenzt wird. Das Ver- dampferraumgehäuse ist vorzugsweise glockenartig ausgebildet. Das Verdampferraumgehäuse kann einen runden, einen elliptischen, einen polygonalen oder einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen, insbesondere betrachtet in einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses erstreckenden Ebene. Die Längsachse des Gehäuses verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Verdampferfläche der Heizplatte. Die Heizplatte ist vorzugsweise symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, zur Längsachse an dem Gehäuse angeordnet. Die Heizplatte weist insbesondere eine Haupterstreckung auf, die sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse erstreckt. Die Verdampferfläche erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht1 soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Das Verdampferraumgehäuse begrenzt den Verdampferraum bevorzugt zumindest entlang einer Umfangsrichtung und in zumindest eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufende Richtung, insbesondere auf einer der Heizplatte abgewandten Seite des Verdampferraums. Die Umfangsrichtung verläuft bevorzugt in der sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Gehäuses erstreckenden Ebene. Das Verdampferraumgehäuse ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verdampferraumgehäuse aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkstoff gebildet ist, der für einen Einsatz in einem Verdampferprozess, insbesondere in einem H2O2-Verdampferprozess, geeignet ist.
Die Verdampfervorrichtung umfasst bevorzugt zumindest eine Dichtungseinheit, die zumindest ein Dichtungselement aufweist, das zwischen dem Verdampferraumgehäuse und der Heizplatte angeordnet ist. Das Dichtungselement kann einen runden, einen polygonalen oder sonstigen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen. Das Dichtungselement kann betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse und der Heizplatte angeordnet sein oder das Dichtungselement kann betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse und der Heizplatte angeordnet sein. Das Dichtungselement liegt vorzugsweise mit zumindest einer Seite an dem Verdampferraumgehäuse an und mit zumindest einer weiteren Seite liegt das Dichtungselement an der Heizplatte an. Das Verdampferraumgehäuse und/oder die Heizplatte kön- nen/kann zumindest eine Aufnahmeausnehmung zu einer Aufnahme des Dichtungselements aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Dichtungseinheit eine Vielzahl an Dichtungselementen aufweist, die zwischen dem Verdampferraumgehäuse und der Heizplatte angeordnet sind, insbesondere betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht und/oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufenden Richtung.
Das Gehäuse umfasst ferner ein Heizgehäuse, das zumindest zu einer Aufnahme der Heizeinheit vorgesehen ist. Das Heizgehäuse ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Heizplatte aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkstoff gebildet ist. Das Heizgehäuse und das Verdampferraumgehäuse sind bevorzugt, insbesondere lösbar, miteinander verbunden. Vorzugsweise umfassen das Heizgehäuse und das Verdampferraumgehäuse jeweils einen Verbindungsflansch zu einer Verbindung des Heizgehäuses und des Verdampferraumgehäuses. Die Heizplatte ist in einem verbundenen Zustand des Heizgehäuses und des Verdampferraumgehäuses zwischen dem Heizgehäuse und dem Verdampferraumgehäuse, insbesondere im Bereich einer Verbindungsschnittstelle angeordnet. Vorzugsweise ist das Verdampferraumgehäuse von dem Heizgehäuse abnehmbar ausgebildet, insbesondere für Wartungszwecke der Heizeinheit. Die Verbindungsschnittstelle verläuft vorzugsweise in einer sich quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zur Längsachse erstreckenden Ebene.
Die Verdampfervorrichtung umfasst bevorzugt zumindest eine Isolationseinheit, die zumindest ein Isolationselement aufweist, das zwischen dem Verdampferraumgehäuse und dem Heizgehäuse angeordnet ist, insbesondere zu einer Isolation von elektronischen Komponenten der Heizeinheit, die in dem Heizgehäuse angeordnet sind, vor einer hohen Wärmebelastung. Das Isolationselement kann einen runden, einen polygonalen oder sonstigen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen. Das Isolationselement ist bevorzugt betrachtet entlang der zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse und dem Heizgehäuse angeordnet, insbesondere im Bereich der Verbindungsschnittstelle. Bevorzugt liegt das Isolationselement mit zumindest einer Seite an dem Verdampferraumgehäuse an und mit zumindest einer weiteren Seite liegt das Isolationselement an dem Heizgehäuse an. Die Isolationseinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein weiteres Isolationselement, das an einer Außenseite des Verdampferraumgehäuses angeordnet ist. Das weitere Isolationselement umgibt das Verdampferraumgehäuse entlang der Umfangsrichtung. Bevorzugt liegt das weitere Isolationselement an einer Außenfläche des Verdampferraumgehäuses an. Das weitere Isolationselement ist zu einer Isolierung des Verdampferraums vorgesehen, insbesondere um an einer Innenwand des Verdampferraumgehäuses einer Kondensatbildung entgegenzuwirken und/oder um einer Konvektion zur Umge- bung/Umgebungsluft entgegenzuwirken. Es ist denkbar, dass die Isolationseinheit alternativ oder zusätzlich weitere Isolationselemente zu einer Isolierung von einzelnen Komponenten der Verdampfervorrichtung aufweist.
Die Verdampfervorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Zuführeinheit, die zumindest ein Zuführelement, insbesondere eine Zuführdüse oder einen Zuführtropfer, zu einer Zuführung einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere eines flüssigen H2O2 und/oder aerosolierten H2O2, in den Verdampferraum. Das Zuführelement ist vorzugsweise an dem Verdampferraumgehäuse, insbesondere an einem der Heizplatte gegenüberliegenden Deckel des Verdampferraumgehäuses, angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Zuführelement an einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Position des Gehäuses angeordnet ist, um eine Zuführung einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere eines flüssigen H2O2 und/oder aerosolierten H2O2, zu ermöglichen. Das Zuführelement ist bevorzugt derart an dem Verdampferraumgehäuse angeordnet, dass eine Mittelachse des Zuführelements zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet ist. Der Deckel des Verdampferraumgehäuses ist vorzugsweise abnehmbar an einem insbesondere zylindrischen, vorzugsweise kreiszylindrischen, Grundkörper des Verdampferraumgehäuses angeordnet, insbesondere daran fixiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Deckel einteilig mit dem Grundkörper des Verdampferraumgehäuses ausgebildet, insbesondere frei von einer lösbaren Verbindungstechnik und/oder unverlierbar an dem Grundkörper angeordnet ist.
Das Verdampferraumgehäuse umfasst vorzugsweise eine Reinigungszugangsöffnung oder einen Reinigungsanschluss zu einem Ermöglichen eines Reinigungsvorgangs des Verdampferraums, insbesondere eines CI P- Vorgangs (Cleaning-In-Place-Vorgangs). Die Reinigungszugangsöffnung oder der Reinigungsanschluss kann quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet sein. Die Reinigungszugangsöffnung oder der Reinigungsanschluss kann alternativ oder zusätzlich eine Überlauföffnung des Verdampferraumgehäuses zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraum zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraum zugeführten Aerosols bilden. Das Verdampferraumgehäuse umfasst bevorzugt zumindest einen Verdampferausgang oder einen Verdampferabfuhranschluss, um die im Verdampferraum verdampfte Flüssigkeit und/oder das im Verdampferraum verdampfte Aerosol, insbesondere ein H2O2-Dampf/Gasgemisch, direkt oder über einen Verteiler einem Packmittel zuzuführen, insbesondere über eine oder mehrere Rohrlei- tung/en einer Produktionsmaschine, insbesondere einer Lebensmittelabfüll- und/oder Lebensmittelverpackungsmaschine, die die Verdampfervorrichtung umfasst. Der Verdampferausgang oder der Verdampferabfuhranschluss kann quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet sein.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine individuelle Ansteuerung von einzelnen Heizelementen ermöglicht werden. Es kann vorteilhaft eine gleichmäßiges Heizbild über eine weitestgehend gesamte Betriebsdauer der Verdampfervorrichtung erreicht werden. Es kann vorteilhaft frühzeitig in einem Verdampferprozess eine Tropfenbildung auf der Verdampferfläche erkannt werden und vorzugsweise dagegengewirkt werden. Es kann vorteilhaft ein gezielter Energieeintrag ermöglicht werden. Es kann vorteilhaft ein geringer Energieverbrauch erreicht werden, da einer Tropfenbildung auf der Verdampferoberfläche vorteilhaft entgegengewirkt werden kann, insbesondere da einzelne Teilbereiche der Verdampferfläche individuell mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden können.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass jedem Heizelement eine, insbesondere einzelne, Regelelektronik der Heizeinheit und/oder eine, insbesondere einzelne, Überwachungselektronik der Heizeinheit zugeordnet ist, insbesondere jeder Heizkreis eine integrierte Regelelektronik der Heizeinheit und/oder eine integrierte Überwachungselektronik der Heizeinheit aufweist. Die Regelelektronik und/oder die Überwachungselektronik der Heizeinheit sind/ist vorzugsweise zumindest zu einem Großteil in dem Heizgehäuse angeordnet. Die Regelelektronik und/oder die Überwachungselektronik der Heizeinheit sind/ist bevorzugt auf einer dem Verdampferraumgehäuse angewandten Seite der Heizplatte in dem Heizgehäuse angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Regelelektronik und/oder die Überwachungselektronik der Heizeinheit außerhalb des Heizgehäuses angeordnet sind/ist, wie beispielsweise Teil/e einer externen oder/oder separat zur Heizeinheit ausgebildeten Rechnereinheit sind/ist, die beispielsweise zu einer Steuerung oder Regelung von weiteren Komponenten vorgesehen ist. Insbesondere sind die Regelelektronik und/oder die Überwachungselektronik der Heizeinheit mittels, insbesondere elektrischen, Verbindungsleitungen der Heizeinheit mit den Heizelementen, insbesondere auf eine, einem Fachmann bereits bekannte Art und Weise, verbunden. Die Verbindungsleitungen können als Kabel, als gelötete Kupferleitungen, die einteilig mit der Heizplatte ausgebildet sind, oder als andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungsleitungen ausgebildet sein. Die Regelelektronik und/oder die Überwachungselektronik der Heizeinheit sind/ist bevorzugt dazu vorgesehen, die Heizelemente einzeln, insbesondere individuell, zu regeln und/oder zu überwachen. Insbesondere ist jedem einzelnen Heizelement eine einzelne Regelelektronik und/oder eine einzelne Überwachungselektronik zugeordnet, um eine Temperatur des jeweiligen Heizelements einzeln, insbesondere individuell, zu regeln und/oder zu überwachen. Es ist denkbar, dass die einzelnen Regelelektroniken und/oder die einzelnen Überwachungselektroniken als einzelne Hardwarekomponenten ausgebildet sind oder dass die einzelnen Regelelektroniken und/oder die einzelnen Überwachungselektroniken als Softwarekomponenten ausgebildet sind, die gezielt den einzelnen Heizelementen zugeordnet sind. Eine Temperaturüberwachung und/oder Temperaturregelung der einzelnen Heizelemente kann beispielsweise über eine Überwachung/Regelung eines Widerstandswerts der Heizelemente, insbesondere der als Heizwiderstände ausgebildeten Heizelemente, oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise erfolgen. Alternativ ist auch denkbar, dass jedem einzelnen Heizelement eine eigene Steuerelektronik der Heizeinheit zugeordnet ist, um eine Temperatur der Heizelemente einzeln zu steuern. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es können vorteilhaft Abweichungen von Vorgabewerten von Temperaturen der Heizelemente zuverlässig innerhalb einer Zykluszeit des Verdampferprozesses, insbesondere des Sterilisationsprozesses, erkannt werden. Es kann eine vorteilhafte Regelung mit einer geringen Blindleistung ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Heizelemente konzentrisch um eine Mittelachse der Heizeinheit angeordnet sind oder dass die Heizelemente rasterförmig an einer dem Verdampferraumgehäuse zugewandten Seite der Heizeinheit angeordnet sind. Vorzugsweise verläuft die Mittelachse der Heizeinheit, insbesondere in einem am Gehäuse angeordneten Zustand der Heizeinheit, zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zur Längsachse des Gehäuses. Die Heizelemente sind vorzugsweise konzentrisch um die Längsachse des Gehäuses angeordnet oder spiegelsymmetrisch zu zumindest einer die Längsachse vollständig umfassenden Ebene angeordnet. Die Heizelemente können als punktförmige oder als linienförmige Heizwiderstände ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung der Heizelemente als punktförmige Heizwiderstände bilden vorzugsweise mehrere Heizelemente zusammen eine Gruppe, die einzeln, insbesondere unabhängig von anderen Gruppen von Heizelementen, regelbar und/oder überwachbar sind. Vorzugsweise sind bei einer Ausgestaltung der Heizelemente als punktförmige Heizwiderstände, die Heizelemente beispielsweise ähnlich einem Raster eines Bildschirms angeordnet und bilden vorzugsweise einzeln ansteuerbare Heizpixel. Bei einer Ausgestaltung der Heizelemente als linienförmige Heizwiderstände können diese beispielsweise kreisbogenförmig, geradlinig, I-förmig, s-förmig, zick-zack-förmig, in einem Wellenmuster, in einer Reihen- und Zeilenanordnung o. dgl. ausgestaltet und/oder angeordnet sein. Die Heizelemente können vorzugsweise gleichmäßig in einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Heizeinheit erstreckenden Ebene verteilt angeordnet sein oder in Abhängigkeit von einem Abstand zu einem Mittelpunkt der Heizplatte eine nach außen zu einem Rand der Heizplatte größer werdende oder kleiner werdende Abmessung aufweisen. Andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen und/oder Anordnungen der Heizelemente sind ebenfalls denkbar. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine große beheizte Verdampferfläche zu einem Verdampfen erreicht werden, wobei die einzelnen Heizelemente, die einen hohen Energiebedarf haben, individuell geregelt werden können, um einer Tropfenbildung an der Verdampferfläche entgegenzuwirken und Verschmutzungen zu erkennen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse zumindest ein, insbesondere das bereits zuvor genannte, Heizgehäuse zu einer Aufnahme der Heizeinheit aufweist, wobei das Heizgehäuse, insbesondere direkt, mit dem Verdampferraumgehäuse verbunden ist, insbesondere über die bereits zuvor genannte Verbindungsschnittstelle, und die Heizelemente zumindest teilweise im Bereich einer Verbindungsschnittstelle des Gehäuses zwischen dem Heizgehäuse und dem Verdampferraumgehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise schneidet eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Verbindungsschnittstelle und zumindest im Wesentlichen senkrecht zu Längsachse verlaufende Ebene die Heizeinheit. Die Heizeinheit ist vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung von dem Verdampferraumgehäuse und dem Heizgehäuse umgeben, insbesondere in einem aneinander angeordneten Zustand des Verdampferraumgehäuses und des Heizgehäuses. Vorzugsweise liegt die Heizplatte, insbesondere direkt, an dem Verdampferraumgehäuse an, insbesondere mit einem Randbereich der Heizplatte. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann ein vorteilhafter Wärmeeintrag in den Verdampferraum ermöglicht werden. Es ist eine einfache Wartung der Heizelemente möglich, insbesondere durch eine einfache Abnahme des Verdampferraumgehäuses von dem Heizgehäuse.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Heizeinheit, insbesondere in einem in einem aneinander angeordneten Zustand des Verdampferraumgehäuses und des Heizgehäuses, derart an dem Verdampferraumgehäuse angeordnet ist, dass zumindest ein Heizelement der Heizeinheit, insbesondere direkt, an dem Verdampferraumgehäuse, anliegt. Vorzugsweise liegen einzelne Heizelemente der Heizeinheit zumindest teilweise an dem Verdampferraumgehäuse an. Bevorzugt kontaktieren einzelne Heizelemente, insbesondere zumindest mit Teilbereichen der einzelnen Heizelemente, das Verdampferraumgehäuse direkt. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine Erwärmung des Verdampferraumgehäuses zu einem Entgegenwirken einer Kondensatbildung an einer Innenwand des Verdampferraumgehäuses realisiert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Verdampfervorrichtung zumindest ein elastisches Vorspannelement, insbesondere ein Federelement, umfasst, das dazu vorgesehen ist, die Heizeinheit mit einer Vorspannkraft in Richtung des Verdampferraumgehäuses zu beaufschlagen. Das Vorspannelement ist vorzugsweise im Heizgehäuse angeordnet. Das Vorspannelement stützt sich bevorzugt mit einer Seite an der Heizeinheit ab und mit einer weiteren Seite stützt sich das Vorspannelement an dem Heizgehäuse, insbesondere an einer Innenwand des Heizgehäuses ab. Das Vorspannelement kann als Schraubenfeder, als Elastomere, als Gasdruckfeder, als Blattfeder, als Hydraulikkolben oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Vorspannelement ausgebildet sein. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine sichere Anlage der Heizeinheit an dem Verdampferraumgehäuse erreicht werden, um einen zuverlässigen Wärmeeintrag in das Verdampferraumgehäuse zu ermöglichen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verdampfervorrichtung zumindest eine im Verdampferraumgehäuse und/oder in der Verdampferfläche der Heizeinheit angeordnete Abführöffnung zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraumgehäuse zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraumgehäuse zugeführten Aerosols umfasst. Bei einer Anordnung der Abführöffnung in dem Verdampferraumgehäuse weist die Abführöffnung vorzugsweise eine quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zur Längsachse verlaufende Ausrichtung auf. Bei einer Anordnung der Abführöffnung in der Verdampferfläche der Heizeinheit, insbesondere in der Heizplatte, weist die Abführöffnung vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufende Ausrichtung auf. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausrichtungen und/oder Anordnungen der Abführöffnung in dem Verdampferraumgehäuse und/oder der Heizplatte denkbar. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft einer Verschmutzung der Heizeinheit entgegengewirkt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die den Heizelementen zugeordnete Verdampferfläche der Heizeinheit eine Beschichtung aufweist, die resistent gegen die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder das zu verdampfende Aerosol ausgebildet ist, insbesondere H2O2-resistent ausgebildet ist. Die Beschichtung bildet vorzugsweise die Verdampferfläche und ist an einer dem Verdampferraum zugewandten Seite der Heizplatte angeordnet. Die Beschichtung überdeckt vorzugsweise die Heizelemente oder die Heizelemente, insbesondere eine dem Verdampferraum zugewandte Oberfläche der Heizelemente, bilden zumindest teilweise die mit der Beschichtung versehene Verdampferoberfläche. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft einem Anhaften von nicht verdampfter Flüssigkeit und/oder nicht verdampftem Aerosol, insbesondere nicht verdampftem H2O2, entgegengewirkt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Verdampferraumgehäuse mehrere Verdampferausgänge aufweist, um die im Verdampferraum verdampfte Flüssigkeit und/oder das im Verdampferraum verdampfte Aerosol, insbesondere ein H2O2- Dampf/Gasgemisch, direkt oder über einen Verteiler einem Packmittel zuzuführen, insbesondere über eine oder mehrere Rohrleitung/en der Produktionsmaschine. Der Verdampferausgänge können quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet sein. Die Verdampferausgänge können gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt entlang der Umfangsrichtung an dem Verdampfer- raumgehäuse angeordnet sein. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine Nutzung der Verdampfervorrichtung zu einer Sterilisation von mehreren Packmitteln erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine zentrale Erzeugung eines Sterilisationsgasgemischs erreicht werden, das besonders flexibel an verschiedene Packmittel oder Positionen der Produktionsmaschine verteilt werden kann.
Des Weiteren schlägt die Erfindung eine Produktionsmaschine, insbesondere eine Lebensmittelabfüll- und/oder Lebensmittelverpackungsmaschine, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung vor. Die Produktionsmaschine kann für einen Einsatz in der Lebensmittelindustrie oder in der Medizinindustrie vorgesehen sein. Die Produktionsmaschine kann zusätzlich zur Verdampfervorrichtung weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Komponenten aufweisen, wie beispielsweise eine Produktherstellungsvorrichtung, eine Produktabfüllungsvorrichtung, eine Produktverpackungsvorrichtung, mittels derer die hergestellten oder die abzufüllenden Produkte automatisch verpackt werden, eine Produkttransportvorrichtung o. dgl. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine zuverlässige Sterilisation von Packmitteln erreicht werden, in die beispielsweise abzufüllende oder abzupackende Produkte eingefüllt oder abgepackt werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2, mittels einer Verdampfervorrichtung, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Vielzahl von in einer Ebene unregelmäßig und/oder regelmäßig angeordneten Heizelementen einer als Matrixheiz- einheit ausgebildeten Heizeinheit einzeln, insbesondere individuell, geregelt und/oder überwacht werden, wobei die Heizelemente an einer Heizplatte der Heizeinheit angeordnet sind, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Oberfläche der Heizplatte, die eine Verdampferfläche der Heizeinheit bildet, eine Flüssigkeit und/oder ein Aerosol verdampft wird. Die bereits zur Verdampfervorrichtung offenbarten Merkmale sind analog auf das Verfahren zu ver- stehen, so dass die bereits offenbarten Merkmale in Bezug auf die Verdampfervorrichtung auch in Bezug auf das Verfahren als offenbart anzusehen sind. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Prozesssicherheit bei einem Verdampferprozess, insbesondere bei einem Sterilisationsprozess, erreicht werden. Es kann vorteilhaft eine zuverlässige Sterilisation von Packmitteln erreicht werden, in die beispielsweise abzufüllende oder abzupackende Produkte eingefüllt oder abgepackt werden.
Die erfindungsgemäße Verdampfervorrichtung, die erfindungsgemäße Produktionsmaschine und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Verdampfervorrichtung, die erfindungsgemäße Produktionsmaschine und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung,
Fig. 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung in einer schematischen Darstellung, Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf eine Heizeinheit der erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung in einem demontierten Zustand eines Verdampferraumgehäuses von einem Heizgehäuse eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung,
Fig. 3b eine schematische Draufsicht auf eine alternative Heizeinheit der erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung in einem demontierten Zustand eines Verdampferraumgehäuses von einem Heizgehäuse eines alternativen Gehäuses einer alternativ ausgebildeten erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Produktionsmaschine mit der erfindungsgemäßen Verdampfervorrichtung und
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Verdampfervorrichtung 10 zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aeroso- liertem H2O2. Die Verdampfervorrichtung 10 ist vorzugsweise als Sterilisationsverdampfervorrichtung ausgebildet, die zu einem Einsatz in einem Sterilisationsprozess in der Lebensmittel- und/oder in der Medizinindustrie vorgesehen ist. Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst zumindest ein Gehäuse 12, das zumindest ein einen Verdampferraum 14 (vgl. Figur 2), in den die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder in den das zu verdampfende Aerosol zuführbar ist, begrenzendes Verdampferraumgehäuse 16 aufweist. Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst zumindest eine Heizeinheit 18 zu einem Verdampfen der zugeführten Flüssigkeit und/oder des zugeführten Aerosols. Die Verdampfervorrichtung 10 ist vorzugsweise Teil einer Produktionsmaschine 78, insbesondere einer Lebensmittelabfüll- und/oder Lebensmittelverpackungsmaschine, die beispielhaft in der Figur 4 dargestellt ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verdampfervorrichtung 10 als eigenständige Vorrichtung ausgebildet ist, die unabhängig von der Produktionsmaschine 78 betreibbar ist. Das Gehäuse 12 der Verdampfervorrichtung 10 ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet. Das Gehäuse 12 ist insbesondere dazu vorgesehen, einzelne Komponenten der Verdampfervorrichtung 10 aufzunehmen, zumindest teilweise zu umschließen und/oder zu lagern. Das Gehäuse 12 umfasst das Verdampferraumgehäuse 16 und zumindest ein Heizgehäuse 60, das zumindest teilweise die Heizeinheit 18 aufnimmt. Bevorzugt begrenzen das Verdampferraumgehäuse 16 und das Heizgehäuse 60 zusammen den Verdampferraum 14. Das Verdampferraumgehäuse 16 ist vorzugsweise glockenartig ausgebildet. Das Verdampferraumgehäuse 16 kann einen runden, einen elliptischen, einen polygonalen oder einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen, insbesondere betrachtet in einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse 84 des Gehäuses 12 erstreckenden Ebene. Die Längsachse 84 des Gehäuses 12 verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Verdampferfläche 68 einer Heizplatte 86 der Heizeinheit 18 (vgl. Figur 2). Die Verdampferfläche 68 ist vorzugsweise auf einer dem Verdampferraum 14 zugewandten Seite 58 der Heizplatte 86 angeordnet. Die Heizelementen 20, 22, 24, 26, 28, 30 der Heizeinheit 18 zugeordnete Verdampferfläche 68 der Heizeinheit 18 weist eine Beschichtung auf, die resistent gegen die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder das zu verdampfende Aerosol ausgebildet ist, insbesondere H2O2-resistent ausgebildet ist. Das Verdampferraumgehäuse 16 begrenzt den Verdampferraum 14 bevorzugt zumindest entlang einer Umfangsrichtung 88 und in zumindest eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 verlaufende Richtung, insbesondere auf einer der Heizplatte 86 abgewandten Seite des Verdampferraums 14. Die Umfangsrichtung 88 verläuft bevorzugt in der sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 84 des Gehäuses 12 erstreckenden Ebene. Das Verdampferraumgehäuse 16 ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Verdampferraumgehäuse 16 aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkstoff gebildet ist, der für einen Einsatz in einem Verdampferprozess, insbesondere in einem H2O2-Verdampferprozess, geeignet ist. Das Heizgehäuse 60 und das Verdampferraumgehäuse 16 sind bevorzugt, insbesondere lösbar, miteinander verbunden. Vorzugsweise umfasst das Heizgehäuse 60 und das Verdampferraumgehäuse 16 jeweils einen Verbindungsflansch 90, 92 zu einer Verbindung des Heizgehäuses 60 und des Verdampferraumgehäuses 16. Beispielsweise sind das Heizgehäuse 60 und das Verdampferraumgehäuse 16 mittels einer Schraubenverbindung (hier nicht näher dargestellt) über eine Verbindungsschnittstelle 64, die durch die Verbindungsflansche 90, 92 vorgegeben ist, insbesondere lösbar, miteinander verbunden. Die Heizplatte 86 ist in einem verbundenen Zustand des Heizgehäuses 60 und des Verdampferraumgehäuses 16 zwischen dem Heizgehäuse 60 und dem Verdampferraumgehäuse 16, insbesondere im Bereich der Verbindungsschnittstelle 64 angeordnet. Vorzugsweise ist das Verdampferraumgehäuse 16 von dem Heizgehäuse 60 abnehmbar ausgebildet, insbesondere für Wartungszwecke der Heizeinheit 18. Die Verbindungsschnittstelle 64 verläuft vorzugsweise in einer sich quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zur Längsachse 84 erstreckenden Ebene.
Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst bevorzugt zumindest eine Isolationseinheit 118, die zumindest ein Isolationselement 120 aufweist, das zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und dem Heizgehäuse 60 angeordnet ist, insbesondere zu einer Isolation von elektronischen Komponenten der Heizeinheit 18, die in dem Heizgehäuse 60 angeordnet sind, vor einer hohen Wärmebelastung (vgl. Figuren 1 und 2). Das Isolationselement 120 kann einen runden, einen polygonalen oder sonstigen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen. Das Isolationselement 120 ist bevorzugt betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und dem Heizgehäuse 60 angeordnet, insbesondere im Bereich der Verbindungsschnittstelle 64. Bevorzugt ist das Isolationselement 120 ringförmig, insbesondere kreisringförmig, ausgebildet.
Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst vorzugsweise zumindest eine Zuführeinheit 94, die zumindest ein Zuführelement 96, insbesondere eine Zuführdüse oder einen Zuführtropfer, zu einer Zuführung einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere eines flüssigen H2O2 und/oder aerosolierten H2O2, in den Verdampferraum 14 umfasst. Das Zuführelement 96 ist vorzugsweise an dem Verdampferraumgehäuse 16, insbesondere an einem der Heizplatte 86 gegenüberliegenden Deckel 98 des Verdampferraumgehäuses 16, angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Zuführelement 96 an einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Position des Gehäuses 12 angeordnet ist, um eine Zuführung einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere eines flüssigen H2O2 und/oder aerosolierten H2O2, zu ermöglichen. Das Zuführelement 96 ist bevorzugt derart an dem Verdampferraumgehäuse 16 angeordnet, dass eine Mittelachse des Zuführelements 96 zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial zur Längsachse 84 des Gehäuses 12 ausgerichtet ist. Der Deckel 98 des Verdampferraumgehäuses 16 ist vorzugsweise abnehmbar an einem insbesondere zylindrischen, vorzugsweise kreiszylindrischen, Grundkörper 100 des Verdampferraumgehäuses 16 angeordnet, insbesondere daran fixiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Deckel 98 einteilig mit dem Grundkörper 100 des Verdampferraumgehäuses 16 ausgebildet ist, insbesondere frei von einer lösbaren Verbindungstechnik und/oder unverlierbar an dem Grundkörper 100 angeordnet ist.
Das Verdampferraumgehäuse 16 umfasst bevorzugt zumindest einen Verdampferausgang 72, 74, 76 oder einen Verdampferabfuhranschluss, um die im Verdampferraum 14 verdampfte Flüssigkeit und/oder das im Verdampferraum 14 verdampfte Aerosol, insbesondere ein H2O2-Dampf/Gasgemisch, direkt oder über einen Verteiler einem Packmittel zuzuführen, insbesondere über eine oder mehrere Rohrleitung/en (hier nicht näher dargestellt) der Produktionsmaschine 78. Der Verdampferausgang 72, 74, 76 oder der Verdampferabfuhranschluss kann quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 des Gehäuses 12 ausgerichtet sein. Das Verdampferraumgehäuse 16 weist in zumindest einer Ausführung der Verdampfervorrichtung 10 mehrere Verdampferausgänge 72, 74, 76 auf, um die im Verdampferraum 14 verdampfte Flüssigkeit und/oder das im Verdampferraum 14 verdampfte Aerosol, insbesondere ein H2O2-Dampf/Gasgemisch, direkt oder über einen Verteiler mehreren Packmitteln zuzuführen.
Figur 2 zeigt einen Schnitt der Verdampfervorrichtung 10 entlang einer die Längsachse 84 umfassenden Ebene. Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst bevorzugt zumindest eine Dichtungseinheit 102, die zumindest ein Dichtungselement 104 aufweist, das zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und der Heizplatte 86 angeordnet ist. Das Dichtungselement 104 ist betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 84 verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und der Heizplatte 86 angeordnet. Es ist jedoch alternativ oder zusätzlich denkbar, dass ein, insbesonde- re das zuvor genannte, Dichtungselement der Dichtungseinheit 102 betrachtet entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 verlaufenden Richtung zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und der Heizplatte 86 angeordnet ist. Das Dichtungselement 104 liegt vorzugsweise mit zumindest einer Seite an dem Verdampferraumgehäuse 16 an und mit zumindest einer weiteren Seite liegt das Dichtungselement 104 an der Heizplatte 86 an. Das Verdampferraumgehäuse 16 und/oder die Heizplatte 86 können/kann zumindest eine Aufnahmeausnehmung zu einer zumindest teilweisen Aufnahme des Dichtungselements 104 aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Dichtungseinheit 102 eine Vielzahl an Dichtungselementen aufweist, die zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und der Heizplatte 86 angeordnet sind. Bei einer Ausgestaltung des Verdampferraumgehäuses 16 mit einem abnehmbaren Deckel 98 umfasst die Dichtungseinheit 102 vorzugsweise zumindest ein weiteres Dichtungselement 106, das zwischen dem Deckel 98 und dem Grundkörper 100 angeordnet ist, wie dies auch beispielhaft in der Figur 2 dargestellt ist.
Die Verdampfervorrichtung 10 kann eine Isolationseinheit umfassen, die zumindest ein Isolationselement aufweist, das zwischen dem Verdampferraumgehäuse 16 und dem Heizgehäuse 60 angeordnet ist, insbesondere zu einer Isolation von elektronischen Komponenten der Heizeinheit 18, die in dem Heizgehäuse 60 angeordnet sind, vor einer hohen Wärmebelastung. Die Isolationseinheit kann zusätzlich zumindest ein weiteres Isolationselement umfassen, das an einer Außenseite des Verdampferraumgehäuses 16 angeordnet ist. Das weitere Isolationselement könnte das Verdampferraumgehäuse 16 entlang der Umfangsrichtung 88 umgeben, insbesondere um an einer Innenwand des Verdampferraumgehäuses 16 einer Kondensatbildung entgegenzuwirken.
Das Verdampferraumgehäuse 16 umfasst vorzugsweise eine/n Reinigungszugangsöffnung und/oder -anschluss 108 zu einem Ermöglichen eines Reinigungsvorgangs des Verdampferraums 14, insbesondere eines CIP-Vorgangs (Cleaning-In-Place-Vorgangs). Die/der Reinigungszugangsöffnung und/oder - anschluss 108 kann quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 des Gehäuses 12 ausgerichtet sein. Die/der Reinigungszugangsöffnung und/oder -anschluss 108 kann alternativ oder zusätzlich eine Überlauföffnung des Verdampferraumgehäu- ses 16 zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraum 14 zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraum 14 zugeführten Aerosols bilden.
Die Heizplatte 86 ist vorzugsweise symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, zur Längsachse 84 an dem Gehäuse 12 angeordnet. Die Heizplatte 86 weist insbesondere eine Haupterstreckung auf, die sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 84 erstreckt. Die Verdampferfläche 68 erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 84. Insbesondere ist die Verdampferfläche 68 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als planare Fläche ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verdampferfläche 68 eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung in Bezug auf ihren Verlauf aufweist, wie beispielsweise stufenartig, gewölbt, gewellt o. dgl.
Figur 3a zeigt eine schematische Draufsicht auf die Heizeinheit 18 in einem demontierten Zustand des Verdampferraumgehäuses 16 von dem Heizgehäuse 60. Die Heizeinheit 18 ist als Matrixheizeinheit ausgebildet, die einzeln, insbesondere individuell, regelbare und/oder überwachbare Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 aufweist. Die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 sind vorzugsweise als einzeln regelbare und/oder überwachbare Heizwiderstände ausgebildet. Bevorzugt weist die Heizeinheit 18 eine Vielzahl von segmentierten elektrischen Heizkreisen auf, die konzentrisch oder in einem Raster angeordnet sind, insbesondere betrachtet in einer Ebene. Vorzugsweise bildet ein, insbesondere jedes einzelne, Heizelement 20, 22, 24, 26, 28, 30 einen individuellen Heizkreis, insbesondere im Sinne einer Verschaltung, der Heizeinheit 18 aus. Die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 sind bevorzugt an, insbesondere in, der Heizplatte 86 der Heizeinheit 18 angeordnet. Die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 können gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt an der Heizplatte 86 angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 in die Heizplatte 86 eingelassen, insbesondere in die Heizplatte 86 eingebettet. Vorzugsweise schließen die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 zumindest im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Heizplatte 86 ab. Die Oberfläche der Heizplatte 86, insbesondere zusammen mit einer Oberfläche der Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30, bilden die Verdampferfläche 68 der Heizeinheit 18 zu einem Verdampfen einer Flüssig- keit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aeroso- liertem H2O2. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 in einer parallel zu einer Oberfläche der Heizplatte 86, die die Verdampferfläche 68 bildet, versetzt angeordneten Ebene an, insbesondere in, der Heizplatte 86 angeordnet sind und beispielsweise die Verdampferfläche 68 kontaktieren, um diese zu erwärmen. Andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnungen der Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 an, insbesondere in, der Heizplatte 86 sind ebenfalls denkbar.
Jedem Heizelement 20, 22, 24, 26, 28, 30 ist/sind eine, insbesondere einzelne, Regelelektronik 32, 34, 36, 38, 40, 42 der Heizeinheit 18 und/oder eine, insbesondere einzelne, Überwachungselektronik 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Heizeinheit 18 zugeordnet. Vorzugsweise umfasst jeder elektrische Heizkreis eine integrierte Regelelektronik 32, 34, 36, 38, 40, 42 der Heizeinheit 18 und/oder eine integrierte Überwachungselektronik 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Heizeinheit 18. Die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 bilden bevorzugt zusammen mit den zugeordneten Regelelektroniken 32, 34, 36, 38, 40, 42 und/oder den zugeordneten Überwa- chungselektroniken 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Heizeinheit 18 einzeln regelbare und/oder überwachbare elektrische Heizkreise der Heizeinheit 18.
In dem in Figur 3a dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 konzentrisch um eine Mittelachse 56 der Heizeinheit 18 angeordnet. In einem in Figur 3b dargestellten Ausführungsbeispiel einer Verdampfervorrichtung 10’ sind Heizelemente 20‘, 22‘, 24‘, 26‘, 28‘, 30‘ einer Heizeinheit 18’ der Verdampfervorrichtung 10’ rasterförmig an einer einem Verdampferraumgehäuse (hier nicht näher dargestellt) zugewandten Seite der Heizeinheit 18’ angeordnet. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der in den Figuren 1 bis 3a bisher beschriebenen Verdampfervorrichtung 10 weist die in der Figur 3b darstellte Verdampfervorrichtung 10’ eine alternative Anordnung und/oder Ausgestaltung der Heizeinheit 18’ sowie eine alternative Ausgestaltung eines Gehäuses 12’ auf. Das in der Figur 3b dargestellte Gehäuse 12’ der Verdampfervorrichtung 10’ sowie die in der Figur 3b darstellte Heizeinheit 18’ weisen einen polygonalen, insbesondere einen vier- oder rechteckigen, Querschnitt auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass lediglich die Heizeinheit 18‘ einen polygonalen, insbesondere einen vier- oder rechteckigen, Querschnitt aufweist und das Gehäuse 12’ einen runden Querschnitt aufweist. Anders herum ist es ebenfalls denkbar. Hinsichtlich weiterer Merkmale der alternativen Ausgestaltung der in der Figur 3b dargestellten Verdampfervorrichtung 10’ wird auf die zuvor bereits aufgeführte Beschreibung sowie auf die noch folgende Beschreibung der in den Figuren 1 bis 3a dargestellten Verdampfervorrichtung 10 verwiesen, so dass die Merkmale der in den Figuren 1 bis 3a dargestellten Verdampfervorrichtung 10 analog auch auf die in der Figur 3b darstellte Verdampfervorrichtung 10’ anzuwenden sind.
Die Figur 2 zeigt, dass das Gehäuse 12 zumindest das Heizgehäuse 60 zu einer Aufnahme der Heizeinheit 18 aufweist, wobei das Heizgehäuse 60, insbesondere direkt, mit dem Verdampferraumgehäuse 16 verbunden ist und die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 zumindest teilweise im Bereich der Verbindungsschnittstelle 64 des Gehäuses 12 zwischen dem Heizgehäuse 60 und dem Verdampferraumgehäuse 16 angeordnet sind. Die Heizeinheit 18 ist derart an dem Verdampferraumgehäuse 16 angeordnet, dass zumindest ein Heizelement 20, 30 der Heizeinheit 18, insbesondere direkt, an dem Verdampferraumgehäuse 16 anliegt. Vorzugsweise liegen zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, Heizelemente 20, 30 der Heizeinheit 18 direkt, an dem Verdampferraumgehäuse 16 an. Bevorzugt liegen die Heizelemente 20, 30, die in einem Randbereich der Heizplatte 86 angeordnet sind, direkt an dem Verdampferraumgehäuse 16 an.
Des Weiteren weist die Verdampfervorrichtung 10 zumindest ein elastisches Vorspannelement 66 (in Figur 2 lediglich gestrichelt dargestellt), insbesondere ein Federelement auf, das dazu vorgesehen ist, die Heizeinheit 18 mit einer Vorspannkraft in Richtung des Verdampferraumgehäuses 16 zu beaufschlagen. Das Vorspannelement 66 stützt sich bevorzugt mit einer Seite an der Heizeinheit 18 ab und mit einer weiteren Seite stützt sich das Vorspannelement 66 an dem Heizgehäuse 60, insbesondere an einer Innenwand des Heizgehäuses 60, ab. Das Vorspannelement 66 kann als Schraubenfeder, als Elastomere, als Gasdruckfeder, als Blattfeder, als Hydraulikkolben oder als anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Vorspannelement ausgebildet sein.
Die Verdampfervorrichtung 10 umfasst zumindest eine in dem Verdampferraumgehäuse 16 oder in der Verdampferfläche 68 der Heizeinheit 18 angeordnete Abführöffnung 70 (vgl. Figuren 1 und 2) zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraumgehäuse 16 zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraumgehäuse 16 zugeführten Aerosols. Die Abführöffnung 70 weist vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 84 verlaufende Ausrichtung auf. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausrichtungen und/oder Anordnungen der Abführöffnung 70 in dem Verdampferraumgehäuse 16 und/oder der Heizplatte 86 denkbar. Zudem ist auch denkbar, dass die Abführöffnung 70 zusätzlich zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraumgehäuse 16 zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraumgehäuse 16 zugeführten Aerosols zu einem Anschluss einer Reinigungsvorrichtung, insbesondere einer CIP- Reinigungsvorrichtung, vorgesehen ist.
Figur 5 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens 80 zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2, mittels der Verdampfervorrichtung 10. In zumindest einem Verfahrensschritt 110 wird die Heizeinheit 18 aktiviert. In zumindest einem Verfahrensschritt 112 wird dem Verdampferraum 14 mittels der Zuführeinheit 94 eine Flüssigkeit und/oder ein Aerosol zugeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt 82 werden die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 der als Matrixheizeinheit ausgebildeten Heizeinheit 18 einzeln, insbesondere individuell, geregelt und/oder überwacht. Die Heizelemente 20, 22, 24, 26, 28, 30 werden einzeln mittels der jeweiligen Regelelektronik 32, 34, 36, 38, 40, 42 und/oder Überwachungselektronik 44, 46, 48, 50 ,52, 54 geregelt und/oder überwacht. In zumindest einem Verfahrensschritt 116 erfolgt eine Absaugung der im Verdampferraum 14 verdampften Flüssigkeit und/oder des im Verdampferraum 14 verdampften Aerosols, insbesondere des H2O2-Dampf/Gasgemischs, zu einer Zuführung, insbesondere über Rohrleitungen, zu zu sterilisierenden Packmitteln. In zumindest einem, insbesondere nicht zwingend vorhandenen, Verfahrensschritt 114 erfolgt eine Erfassung einer Stoffkonzentration, insbesondere einer H2O2- Konzentration, in der im Verdampferraum 14 verdampften Flüssigkeit und/oder des im Verdampferraum 14 verdampften Aerosols, insbesondere des H2O2-Dampf/Gasgemischs, insbesondere zu einer davon abhängigen Regelung der Heizeinheit 18, und/oder es erfolgt eine Tropfenerkennung und/oder eine, insbesondere indirekte, Bestimmung einer im Verdampferraum 14 verdampften Flüssigkeit und/oder des im Verdampferraum 14 verdampften Aerosols, insbe- sondere des H2O2-Dampf/Gasgemischs, über eine Leistungsaufnahme der Heizeinheit 18. Hinsichtlich weiterer Verfahrensschritte des Verfahrens 80 wird auf die Beschreibung der Verdampfervorrichtung 10 verwiesen, die analog auf das Verfahren 80 zu verstehen ist.

Claims

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Ansprüche
1. Verdampfervorrichtung, insbesondere Sterilisationsverdampfervorrichtung, zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2, mit zumindest einem Gehäuse (12), das zumindest ein einen Verdampferraum (14), in den die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder in den das zu verdampfende Aerosol zuführbar ist, begrenzendes Verdampferraumgehäuse (16) aufweist, und mit zumindest einer Heizeinheit (18) zu einem Verdampfen der zugeführten Flüssigkeit und/oder des zugeführten Aerosols, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (18) als Matrixheizeinheit ausgebildet ist, die einzeln, insbesondere individuell, regelbare und/oder überwachbare Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30), insbesondere Heizkreise, aufweist, wobei die Heizeinheit (18) eine Vielzahl von in einer Ebene unregelmäßig und/oder regelmäßig angeordneten Heizelementen (20, 22, 24, 26, 28, 30) aufweist, wobei die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) an einer Heizplatte (86) der Heizeinheit (18) angeordnet sind, wobei eine Oberfläche der Heizplatte (86) eine Verdampferfläche (68) der Heizeinheit (18) zu einem Verdampfen der Flüssigkeit und/oder eines Aerosols bildet.
2. Verdampfervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Heizelement (20, 22, 24, 26, 28, 30) eine, insbesondere einzelne, Regelelektronik (32, 34, 36, 38, 40, 42) der Heizeinheit (18) und/oder eine, insbesondere einzelne, Überwachungselektronik (44, 46, 48, 50, 52, 54) der Heizeinheit (18) zugeordnet ist, insbesondere jeder Heizkreis eine integrierte Regelelektronik (32, 34, 36, 38, 40, 42) der Heizeinheit (18) und/oder eine integrierte Überwachungselektronik (44, 46, 48, 50, 52, 54) der Heizeinheit (18) aufweist. Verdampfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) konzentrisch um eine Mittelachse (56) der Heizeinheit (18) angeordnet sind oder dass die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) rasterförmig an einer dem Verdampferraumgehäuse (16) zugewandten Seite (58) der Heizeinheit (18) angeordnet sind. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) zumindest ein Heizgehäuse (60) zu einer Aufnahme der Heizeinheit (18) aufweist, wobei das Heizgehäuse (60), insbesondere direkt, mit dem Verdampferraumgehäuse (16) verbunden ist und die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) zumindest teilweise im Bereich einer Verbindungsschnittstelle (64) des Gehäuses (12) zwischen dem Heizgehäuse (60) und dem Verdampferraumgehäuse (16) angeordnet sind. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (18) derart an dem Verdampferraumgehäuse (16) angeordnet ist, dass zumindest ein Heizelement (20, 30) der Heizeinheit (18), insbesondere direkt, an dem Verdampferraumgehäuse (16) anliegt. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein elastisches Vorspannelement (66), insbesondere ein Federelement, das dazu vorgesehen ist, die Heizeinheit (18) mit einer Vorspannkraft in Richtung des Verdampferraumgehäuses (16) zu beaufschlagen. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine im Verdampferraumgehäuse (16) und/oder in der Verdampferfläche (68) der Heizeinheit (18) angeordnete Abführöffnung (70) zu einem Abführen eines unverdampften Teils der dem Verdampferraumgehäuse (16) zugeführten Flüssigkeit und/oder des dem Verdampferraumgehäuse (16) zugeführten Aerosols. 8. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Heizelementen (20, 22, 24, 26, 28, 30) zugeordnete Verdampferfläche (68) der Heizeinheit (18) eine Beschichtung aufweist, die resistent gegen die zu verdampfende Flüssigkeit und/oder das zu verdampfende Aerosol ausgebildet ist, insbesondere H2O2-resistent ausgebildet ist.
9. Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferraumgehäuse (16) mehrere Verdampferausgänge (72, 74, 76) aufweist, um die im Verdampferraum (14) verdampfte Flüssigkeit und/oder das im Verdampferraum (14) verdampfte Aerosol, insbesondere ein H2O2-Dampf/Gasgemisch, direkt oder über einen Verteiler einem Packmittel zuzuführen.
10. Produktionsmaschine, insbesondere Lebensmittelabfüll- und/oder Lebensmittelverpackungsmaschine, mit zumindest einer Verdampfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Verfahren zu einem Verdampfen einer Flüssigkeit und/oder eines Aerosols, insbesondere von flüssigem H2O2 und/oder aerosoliertem H2O2, mittels einer Verdampfervorrichtung, insbesondere einer Verdampfervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (82) eine Vielzahl von in einer Ebene unregelmäßig und/oder regelmäßig angeordneten Heizelementen (20, 22, 24, 26, 28, 30) einer als Matrixheizeinheit ausgebildeten Heizeinheit (18) einzeln, insbesondere individuell, geregelt und/oder überwacht werden, wobei die Heizelemente (20, 22, 24, 26, 28, 30) an einer Heizplatte (86) der Heizeinheit (18) angeordnet sind, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Oberfläche der Heizplatte (86), die eine Verdampferfläche (68) der Heizeinheit (18) bildet, eine Flüssigkeit und/oder ein Aerosol verdampft wird.
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