CH383746A - Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von in verschlossenen Behältern befindlichen Erzeugnissen - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zum     Behandeln    von in verschlossenen Behältern  befindlichen Erzeugnissen    Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren und eine  Einrichtung zum Behandeln von in Behältern befind  lichen Erzeugnissen mit Wärme, im besonderen zum       Vorerhitzen    von     Lebensmitteln,    beispielsweise Milch,  in hermetisch verschlossenen Behältern, wie Büchsen,  als Vorbereitung für die Sterilisierung der Lebens  mittel.  



  Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,  dass die Behälter durch ein eingeschlossenes flüssiges       Erhitzungsmittel    geführt werden, wobei auf der ein  geschlossenen Flüssigkeit durch ein     nicht-kondensier-          bares    Gas ein vorbestimmter Druck aufrecht erhalten  wird, und dass in der Flüssigkeit ein Temperaturgefälle  aufrechterhalten wird, wobei sich die Temperatur in  der Richtung, in der die Behälter das     Erhitzungsmittel     durchwandern, erhöht.  



  Die Erfindung sieht ferner eine Einrichtung zum  Behandeln von in verschlossenen Behältern befind  lichen Erzeugnissen vor, die ein     langgestrecktes        Druck-          gefäss,    eine Vorrichtung zum teilweisen Füllen des  Gefässes mit dem flüssigen     Erhitzungsmittel,    eine  Vorrichtung zum Einlassen eines     nicht-kondensier-          baren    Gases in das Gefäss oberhalb der Flüssigkeit,  und zum Aufrechterhalten eines über dem atmo  sphärischen Druck liegenden Druckes,

   eine an dem  einen Ende des     langgestreckten    Druckgefässes ange  ordnete Vorrichtung zum Einsetzen der abgeschlos  senen Behälter in das Gefäss unter Aufrechterhaltung  des     Flüssigkeits-    und Gasdruckes im Gefäss, eine  Vorrichtung im Gefäss, die die Behälter von dem  einen Ende des Gefässes zum anderen befördert, eine  in der Nähe des anderen Endes des     langgestreckten     Druckgefässes angeordnete     Austragsvorrichtung,    die  die Behälter der Beförderungsvorrichtung entnimmt  und diese unter Aufrechterhaltung des über dem  atmosphärischen Druck liegenden Druckes im Gefäss    aus diesem austrägt, und eine     Erhitzungsvorrichtung     im Gefäss,

   die die Flüssigkeit im Gefäss auf eine vor  bestimmte Temperatur erhitzt, die unterhalb des  Siedepunktes der genannten Flüssigkeit bei atmosphä  rischem Druck liegt, welche Vorrichtung in der Nähe  des einen Endes des Gefässes angeordnet ist, und die  die Temperatur der Flüssigkeit bis zum anderen Ende  des Gefässes in einem vorbestimmten Gefälle auf eine  Temperatur erhitzt, die oberhalb des Siedepunktes der  Flüssigkeit liegt.  



  Nach einem an sich bekannten Verfahren zum  Behandeln von Milch wird kalte Milch mit einer  Temperatur von<B>100</B> C in Büchsen verschlossen und  danach bei einer Temperatur von 115-118p C steri  lisiert. Werden die kalten Milchbüchsen sofort ohne  vorhergehende Erwärmung in die heisse     Sterilisier-          vorrichtung    gebracht, so wird die Güte der Milch  durch die Bildung eines Milchniederschlages an der  Innenseite der Büchsen beeinträchtigt, welcher Nieder  schlag als   Anbrennen   bekannt ist. Um das   An  brennen   zu vermeiden, muss die Temperatur der  Milchbüchsen durch eine vorbereitende Wärme  behandlung auf ungefähr die     Sterilisierungstemperatur     allmählich erhöht werden.

   Nach einem bereits bekann  ten Verfahren zum vorbereitenden Behandeln mit  Wärme werden die Büchsen durch Wasser in einem  offenen oder unter atmosphärischem Druck stehenden  Gefäss geleitet, wobei die Temperatur des Wassers so  reguliert wird, dass es am Eintragende des Gefässes  kühl ist, und dass die Temperatur des Wassers all  mählich erhöht wird, bis sie am Austragende des  Gefässes ungefähr den Siedepunkt erreicht.

   Es ist  einzusehen, dass die mit diesem Verfahren bei atmo  sphärischem Druck erreichbare Höchsttemperatur der  Siedepunkt des Wassers (100p C). ist, weshalb in  gewissem Ausmass ein   Anbrennen   erfolgt, wenn      die Büchsen bei     1000    C in eine     Sterilisiervorrichtung     eingetragen werden, deren Temperatur     11511    C beträgt,  sofern die Temperatur der Büchsen nicht vorher  dadurch erhöht wird, dass sie durch eine weitere Vor  wärmeinrichtung geleitet werden, deren Temperatur  auf 100      C-1150    C gehalten wird.  



  Die     Erfindung    ermöglicht es nun, in einer Ein  richtung durch vorheriges Erhitzen die Milchbüchsen  von einer niedrigen Anfangstemperatur aus auf eine  hohe Sterilisationstemperatur zu bringen, und zwar  in einem einzigen Druckgefäss, wobei     z.B.    Wasser als       Erhitzungsmittel    nach und nach von einer unterhalb  des Wassersiedepunktes bei atmosphärischem Druck  auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der  Temperatur des bei atmosphärischem Druck sie  denden Wassers liegt.  



  Die Erfindung wird nachstehend anhand der  Zeichnung beschrieben, die ein senkrechter axialer  Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer zur  Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens  dienenden Einrichtung ist.  



  Die Einrichtung 2 zum Durchführen des     erfin-          dungsgemässen    Verfahrens weist ein Druckgefäss mit    Haspel und Wendel   auf, wie in dem amerikani  schen Patent Nr. 2536116 beschrieben. Die Einrich  tung 2 weist im allgemeinen einen zylindrischen  Körper 3 mit verschlossenen Enden 4 und 6 und einer  einen Teil des Körpers bildenden Ablaufwanne 7 auf,  welche Teile     zusammen    ein Druckgefäss bilden.

   An  dem einen Ende des Körpers 3 ist ein den Druck  aufrecht erhaltendes     Büchseneintragventil    9 und am  anderen Ende des Körpers ein den Druck aufrecht  erhaltendes     Büchsenaustragventil    11 vorgesehen, welche  genannten Ventile im oben erwähnten Patent beschrie  ben sind und kalte Büchsen einer im Gefäss 8 ange  ordneten Haspel zuführen, welche Büchsen in erhitz  tem Zustand aus dem Gefäss 8 in eine nicht dar  gestellte     Sterilisiervorrichtung    ohne übermässig hohen  Verlust des Druckes im Gefäss befördert werden.  



  Die Haspel 12 weist zwei im Abstand stehende, an  einer in der Mitte angeordneten Antriebswelle befestigte  Radsterne 13 auf, die am Umfang eine Anzahl von aus  Winkeleisen bestehenden Stosstangen 16 tragen, so  dass am Umfang der Haspel eine Anzahl von sich in  der Längsrichtung erstreckenden Büchsenbahnen 17  gebildet wird. Die Welle 14 ist in den Stirnseiten 4 und  6 des Gefässes 8 gelagert und wird von einer geeigneten  (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung in Umdrehung  versetzt, die mit einem auf die Welle     aufgekeilten     Zahnrad 18 im Eingriff steht.  



  An der Innenwandung des zylindrischen Körpers 3  ist eine aus T-Eisen bestehende Führung 19 in Form  einer die Büchsen führenden Wendel konstanter  Ganghöhe befestigt, wobei das     Eintragventil    9 die  Büchsen der Wendel an dem einen Ende     zuführt,    die  die Büchsen am anderen Ende zum     Austragventil    11  leitet.

   Die Haspel 12 befindet sich innerhalb der  Führung 19 und wirkt     mit    dieser derart zusammen,  dass die Büchsen aus dem     Eintragventil    9 in die  Büchsenbahn 17 der Haspel fallen, wobei beim    Drehen der Haspel das Gewinde der     T-Eisenführung     19 an der Stirnseite der Büchsen angreift und diese  querliegend weiterschiebt, bis sie das     Austragventil    11  erreichen.  



  Die Haspel 12 ist durch kreisrunde, an dieser  befestigte Trennbleche 21, 22, 23 und 24 unterteilt,  während die Wanne 7 direkt unter diesen Trenn  blechen durch Trennbleche 21a,<I>22a,</I> 23a und<I>24a</I> in  fünf gesonderte, jedoch nicht voneinander isolierte  Heizeinheiten oder Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 unter  teilt ist. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass die  Trennbleche in keiner Weise den Durchlauf der Büch  sen aus der einen Zone in die nächste behindern, wie  die Trennbleche auch nicht die Strömung der Flüssigkeit  aus der einen Zone zur anderen behindern.  



  Das zum Erhitzen der Büchsen verwendete Wasser  wird durch eine Rohrleitung 32 in das Gefäss 8 bis zu  einer, durch die Linie 33 gekennzeichneten Höhe  gepumpt. Das Wasser wird durch Dampf erhitzt, der in  das Wasser durch die Dampfdüsen 34 in jede der  Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 in der Wanne geleitet wird.  Alle Dampfdüsen 34 stehen über einer Rohrleitung 35  mit einer Dampfquelle, beispielsweise einem Boiler 37  in Verbindung, wobei die Düsen 34 in jeder Zone  unabhängig voneinander von einer geeigneten selbst  tätigen     Temperaturregelvorrichtung    36 reguliert wer  den, die in das Wasser in den einzelnen Zonen nur so  viel Dampf treten lässt, dass die Temperatur in jeder  Zone auf einer vorher bestimmten Höhe gehalten wird.

    An der Welle 14 der Haspel 12 sind ähnliche Dampf  düsen 38 angebracht, die in jede Zone, die Zone 26  ausgenommen, Dampf leiten, welche Zone 26 am  kühlsten gehalten wird. Die Düsen 38 ergänzen die  Düsen 34 und dienen in erster Linie zum rascheren  Erwärmen des Wassers, wenn die Einrichtung 2 für den  Betrieb vorbereitet wird. Die Düsen 38 können alle von  einem einzelnen Regulierventil 39 in einer Leitung  reguliert werden, die von der Rohrleitung 35 aus  zu den Düsen 38 führt, während zum Aufrechterhalten  der gewünschten Temperaturen in den verschiedenen  Zonen die mit den Düsen in Verbindung stehenden  verschiedenen selbsttätigen     Temperaturregelvorrich-          tungen    36 dienen.  



  In das Gefäss 8 wird durch eine Rohrleitung 42  Pressluft eingelassen, so dass das Wasser im Gefäss  8 von einer Luftschicht überlagert wird. Diese Luft  schicht wird auf einem konstanten Druck gehalten,  welcher Druck über dem des gesättigten Dampfes  liegt, der gleich dem Druck bei der im Gefäss zu  verwendenden höchsten Wassertemperatur ist, das  heisst bei der Temperatur des Wassers in der Zone 30.  An die Rohrleitung 42 ist eine selbsttätige Druck  reguliervorrichtung 43 irgend einer bekannten Aus  führung angeschlossen, die selbsttätig den Druck im  Gefäss 8 auf einer vorher bestimmten Höhe hält.  Zum Ablesen des im Gefäss 8 herrschenden Druckes ist  ein Druckmesser 44 vorgesehen.  



  Zum Durchführen des     erfindungsgemässen    Ver  fahrens mit Hilfe der oben beschriebenen     Vorer-          hitzungseinrichtung    2 wird diese mit Wasser bis zu      der durch die Linie 33 angezeigten Höhe gefüllt und  durch die Rohrleitung 42 Pressluft in das Gefäss 8  gepumpt, so dass das Wasser im Gefäss von einer  Luftschicht überlagert wird. Der Druckregler 43 hält  den gewünschten Druck der Luft aufrecht, welcher  Druck ungefähr 0,843 bis 1,054 kg pro     cm2    beträgt,  der eine Erhitzung des Wassers in der Zone 30 auf     1150C     ohne Sieden zulässt.

   Danach wird das Wasser durch  den aus -den Düsen 34 und 38 tretenden Dampf  erhitzt, die vom Ventil 39 und der selbsttätigen       Temperaturregelvorrichtung    36 reguliert werden, so  dass in den Zonen 26, 27, 28, 29 und 30 eine Durch  schnittstemperatur von 600, 820,     93 ,    1040 bzw.  115 C aufrechterhalten wird.  



  Die vorzuwärmenden Milchbüchsen werden vom       Eintragventil    9 in die von der     T-Eisenführung    19  gebildete sich     schraubenlinienartig    windende Büchsen  führung eingeführt und von den Stosstangen 16 der  sich drehenden Haspel 12 zum     Austragventil    11  befördert. Wenn sich die Büchsen durch das erhitzte  Wasser in den verschiedenen Zonen des Gefässes  vorwärts bewegen, wird die Temperatur der Büchsen  allmählich von anfangs     130C    auf ungefähr 115 C  erhöht.

   Werden die Büchsen nunmehr aus der     Vorer-          hitzungseinrichtung    2 in die (nicht dargestellte)       Sterilisierungsvorrichtung    befördert, in der eine Tem  peratur von ungefähr 115 bis     1180C    aufrecht erhalten  wird, so erfolgt daher nur eine sehr geringe Erhöhung  der Temperatur und damit kein zu beanstandendes    Anbrennen  .

      Es sei darauf hingewiesen, dass die Trennbleche das  Gefäss wirksam in verschiedene     Erhitzungszonen     aufteilen, die Bewegung der Büchsen von Zone zu  Zone jedoch nicht behindern und zulassen, dass Wasser  und Luft zwischen den verschiedenen Zonen hin- und       herströmt.    Da die sich in ununterbrochener Folge  durch das Gefäss 8 bewegenden Büchsen dem Wasser  Wärme entziehen und sich immer zu den Zonen mit der  höheren Temperatur an der rechten Seite der Zeich  nung bewegen, kann die Durchschnittstemperatur in  jeder Zone von den Dampfdüsen 34 leicht aufrechter  halten werden, die von den     Temperaturregelvorrich-          tungen    36 selbsttätig geregelt werden.  



  Obwohl sich die vorstehende Beschreibung beson  ders auf ein Verfahren zum Behandeln von Büchsen  milch bezieht, ist einzusehen, dass das Verfahren auch  auf andere, in anderen Behältern befindliche Erzeug  nisse angewendet werden kann.  



  Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen,  dass das Verfahren zum     Vorerhitzen    von Büchsen  gegenüber den bisher bekannten Verfahren insofern  eine Verbesserung bedeutet, als die Temperatur der  Büchsen in einem einzelnen Gefäss mit Hilfe erhitzten  Wassers allmählich auf die     Sterilisierungstemperatur     erhöht werden kann, wobei das   Anbrennen   in den  Büchsen vollständig und auf billige Weise vermieden  wird.         Ohwohl    nur eine Ausführungsform der     Erfindung     dargestellt und beschrieben wurde, können selbst  verständlich verschiedene Änderungen und Abwand  lungen     vorgenommen    werden, ohne -von der Erfin  dung abzuweichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Behandeln von in verschlossenen Behältern befindlichen Erzeugnissen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Behälter durch ein eingeschlossenes flüssiges Erhitzungsmittel geleitet werden, dass auf der genannten eingeschlossenen Flüssigkeit ein vorbestimm ter Druck durch ein nicht-kondensierbares Gas aufrecht erhalten wird, und dass in der Flüssigkeit ein Temperaturgefälle aufrecht erhalten wird, wobei sich die Temperatur in der Richtung erhöht, in der die Behälter sich durch das Erhitzungsmittel bewegen. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte vorbestimmte Druck über dem atmosphärischen Druck liegt, und dass das Temperaturgefälle von einer unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei atmosphärischem Druck liegenden Temperatur sich bis zu einer ober halb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei atmosphäri schem Druck liegenden Temperatur erstreckt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter durch das einge schlossene flüssige Erhitzungsmittel in einer schrauben linienartigen Bahn mit konstanter Steigung geleitet werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Erhitzungsmittel derart eingeschlossen wird, dass es ein langgestrecktes Bad bildet, dass das nicht-kondensierbare Gas ober halb der Flüssigkeit eingeschlossen und unter einem oberhalb des atmosphärischen Druckes liegenden Druck gehalten wird, dass das langgestreckte Bad der Flüssigkeit und der Gasraum der Länge nach in mehrere Heizeinheiten unterteilt werden, dass in jeder Heizeinheit die durchschnittliche Temperatur auf einer vorbestimmten Höhe gehalten wird, wobei die Temperatur der Einheiten sich in der Längsrichtung des Flüssigkeitsbades allmählich erhöht,

   und dass die Behälter durch die Flüssigkeit und das Gas in jeder Einheit und durch die verschiedenen Einheiten geleitet werden. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenseitige Vermengung der in den einzelnen Einheiten befindlichen eingeschlos senen Flüssigkeit und des Gases zugelassen wird. 5. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in den ersten Einheiten unterhalb und in den anderen Einheiten oberhalb derjenigen Temperatur liegt, die ein Sieden der Flüssigkeit bei atmosphärischem Druck bewirkt. 6.

   Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter in einer schrauben- linienförmigen Bahn mit konstanter Steigung durch die Flüssigkeit und das Gas in jeder Einheit und durch die verschiedenen Einheiten geleitet werden.

   PATENTANSPRUCH 1I: Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Druckgefäss, durch eine Vorrich tung zum teilweisen Füllen des Gefässes mit der Flüssigkeit als Erhitzungsmittel, durch eine Vorrich tung zum Einlassen des nicht-kondensierbaren Gases in das Gefäss oberhalb der genannten Flüssigkeit und zum Aufrechterhalten eines über dem atmosphärischen Druck liegenden Gasdruckes, durch eine an dem einen Ende des langgestreckten Druckgefässes angeordnete Vorrichtung,

   die unter Aufrechterhaltung des Flüssig- keits- und Gasdruckes im Gefäss die verschlossenen Behälter in das Gefäss einträgt, durch eine Vorrichtung im Gefäss, die die Behälter von dem einen Ende des Gefässes zum anderen Ende befördert, durch eine mit dem Gefäss in der Nähe des anderen Endes verbundene Austragsvorrichtung, die die Behälter der genannten vorwärtsbewegenden Vorrichtung entnimmt und die die Behälter aus dem Gefäss unter Aufrechterhaltung des über dem atmosphärischen Druck liegenden Druckes austrägt, durch Erhitzungsmittel im lang gestreckten Gefäss zum Erhitzen der Flüssigkeit im Gefäss auf eine vorbestimmte Temperatur,

   die unter halb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei atmo- sphärischem Druck liegt in der Nähe des genannten einen Endes des Gefässes, und zum Erhöhen der Temperatur bis zum anderen Ende des Gefässes in einem vorbestimmten Gefälle bis auf eine oberhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit liegende Temperatur. UNTERANSPRUCH 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, gekenn zeichnet durch Mittel, die das genannte Gefäss in mehrere in der Längsrichtung im Abstand stehende Erhitzungszonen unterteilen, welche Mittel Durchlässe zwischen benachbarten Zonen bilden, die eine unbe hinderte Beförderung der Behälter und eine Vermi schung der Flüssigkeiten zwischen den Zonen zulassen, und durch unabhängig voneinander regulierte Er hitzungsmittel, die jeder Zone zugeordnet sind und in dieser eine vorbestimmte Durchschnittstemperatur aufrechterhalten sowie ein vorbestimmtes Tempera turgefälle zwischen den genannten Zonen,

   wobei die Temperatur in der an dem genannten einen Ende des Behälters befindlichen Zone die niedrigste der ver schiedenen Temperaturen ist und unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei atmosphärischem Druck liegt, während die Temperatur in der Zone am anderen Ende des Gefässes die höchste ist und ober halb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei atmospheri- schem Druck liegt.