PL206294B1 - Urządzenie do obróbki produktu żywnościowego dostarczające płynny środek konserwujący do produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do obróbki produktu żywnościowego dostarczające płynny środek konserwujący do produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły.

Wynalazek dotyczy urządzenia do obróbki posiadającego wiele obrotowych przegród tworzących komory, które umożliwiają produktowi żywnościowemu, dostarczanemu w sposób ciągły, przechodzenie przez wiele stref, tak, że produkt żywnościowy jest obrabiany w procesie próżniowym.

Przechowywanie łatwo psujących się produktów było i wciąż ma duże znaczenie w handlu. Poprzez przedłużenie dopuszczalnego okresu przechowywania produktów żywnościowych, produkty żywnościowe nie tracą na swojej wartości. Zgodnie z tym, znanych jest wiele różnych (na przykład ścisła kontrola warunków przechowywania, pakowania, zastosowanie środków konserwujących poza i na miejscu) i róż norodnych kombinacji tych i innych technik stosowanych w praktyce w okreś lonym lub innym stopniu.

Odnośnie produktów żywnościowych, na przykład produktów wypiekanych (na przykład bułeczek, placków, rożków, obwarzanków, ciastek, chleba, i tym podobne), mają zastosowanie wszystkie powyższe techniki. Na przykład, produkty wypiekane mogą być umieszczane w zamrażarkach lub chłodniach, pakowane próżniowo i/lub uzupełniane dodatkiem środków konserwujących. Przy zastosowaniu środków konserwujących, środek konserwujący może być dodawany albo do rzadkiego ciasta albo do mieszanki, z których przygotowywane są produkty wypiekane. Również, środek konserwujący może być stosowany do gotowych produktów wypiekanych. W odniesieniu do gotowych produktów wypiekanych, zastosowanie małej ilości środka konserwującego może wydłużyć dopuszczalny okres przechowywania produktów wypiekanych od zazwyczaj 6-8 dni do 14-16 dni, gdy wszystkie inne warunki (na przykład opakowanie, warunki przechowywania i tym podobne) są jednakowe. Te środki konserwujące mogą zawierać różnorodne substancje (mianowicie substancje bakteriobójcze, substancje zwalczające drobnoustroje, i tym podobne), takie jak kwas octowy, kwas mlekowy, kwas węglowy, ich mieszaniny, i tym podobne.

W typowym procesie stosowania środków konserwujących, do dozowania środków konserwujących stosuje się konwencjonalne urządzenie do obróbki. Konwencjonalne urządzenie do obróbki zasadniczo składa się z ruchomego okapu w połączeniu z podstawą. Gdy są one ze sobą ściśle połączone, okap i podstawa tworzą określoną kubaturę. Okapem można manewrować (na przykład podnosić lub obniżać) tak, że produkty wypiekane poddawane obróbce, mogą być wkładane i wyjmowane z wnętrza. Następnie, okap może być wyposażony w otwór wejściowy do przyjmowania płynu do obróbki (na przykład środka konserwującego lub mieszaniny składającej się ze środków konserwujących, takiej jak ulegająca odparowaniu mieszanina dwutlenku węgla i kwasu octowego). Podstawa może zawierać płytę lub, w niektórych przypadkach, płytę połączoną z ruchomym przenośnikiem, który porusza się po płycie.

Podczas działania konwencjonalnego urządzenia do obróbki, okap jest podnoszony, produkty wypiekane prowadzone w partiach na przenośniku, są transportowane pod okapem, i przenośnik jest tymczasowo zatrzymywany. Następnie, okap jest zamykany i uszczelniany na płycie i/lub na przenośniku, tak, że we wnętrzu urządzenia do obróbki można uzyskać podciśnienie (na przykład próżnię). Po uzyskaniu próżni i po usunięciu atmosfery (na przykład powietrza) z wnętrza uszczelnionego urządzenia, do urządzenia do obróbki może być podawany płyn do obróbki, tak, że środek konserwujący pokrywa i/lub wnika w zewnętrzną powierzchnię produktów wypiekanych. Następnie, nadmiar płynu do obróbki może zostać wyssany. Okap może zostać podniesiony, i partia obrobionych produktów wypiekanych może zostać usunięta przy zastosowaniu przenośnika. Ten „cykl obróbki powtarzany jest dla każdej następującej lub kolejnej partii. Całkowity typowy cykl obróbki „partia-za-partią lub proces, zajmuje w przybliżeniu 25 do 30 sekund. A zatem, stosując cykl obróbki partia-za-partią można otrzymać znaczne opóźnienie w procesie przygotowawczym produktów wypiekanych.

Kolejny problem jaki występuje przy stosowaniu cyklu obróbki partia-za-partią jest taki, że produkty wypiekane są typowo dostarczane w sposób ciągły, na przykład, w określonym układzie. Te określone układy utrzymywane są w dużej części całego procesu przygotowawczego produktów wypiekanych. Jednakże, określone układy nie są kompatybilne z cyklem obróbki partia-za-partią, i przez to, określone układy produktów żywnościowych muszą być układane w partie produktów żywnościowych. Na przykład, produkty wypiekane są wstępnie transportowane w określonym układzie z dostarczanych w sposób ciągły produktów wypiekanych. W cyklu obróbki partia-za-partią, tuż przed tym jak określony układ produktów wypiekanych napotyka na urządzenie do obróbki, określony układ produkPL 206 294 B1 tów wypiekanych jest przerywany i produkty wypiekane są układane w partie. Partie te mogą być następnie obrabiane. Odtąd, partie produktów wypiekanych są rozkładane, produkty wypiekane są zestawiane, i określony układ produktów wypiekanych jest ponownie przywracany.

Oprócz niewątpliwie zachodzących opóźnień, musi być dostarczone dodatkowe wyposażenie do układania i rozkładania partii. Wyposażenie to często zajmuje cenną przestrzeń podłogową, ma skomplikowaną regulację, wymaga wyposażenia technicznego lub obsługi, zużywa energię, i tym podobne.

Innym problemem występującym przy obróbce produktów wypiekanych partia-za-partią, jest potrzeba zainstalowania zbiornika buforowego. Zbiornik buforowy jest zazwyczaj umieszczony w układzie wytwarzania płynu do obróbki pomiędzy konwencjonalnym urządzeniem do obróbki a pozostałą częścią układu wytwarzania płynu do obróbki. Zbiornik buforowy, jako taki, działa jako rezerwuar dla płynu do obróbki. Zbiornik buforowy umożliwia ciągły odbiór i okresowe wydalanie płynu do obróbki. Gdy zastosowany jest cykl obróbki partia-za-partią, układ wytwarzania płynu do obróbki może często wytwarzać płyn do obróbki szybciej niż konwencjonalne urządzenie do obróbki może zastosować ten płyn do obróbki na produkty wypiekane. W związku z tym, często konieczne jest zastosowanie zbiornika buforowego.

Zbiorniki buforowe są często albo ogrzewane, albo osłaniane próżnią. Następnie, te zbiorniki buforowe mają generalnie co najmniej dziesięciokrotną objętość urządzenia do obróbki, by przeciwdziałać zmianom ciśnienia wewnątrz urządzenia do obróbki podczas aplikowania płynu do obróbki. Gdy ciśnienie wewnątrz zbiornika buforowego ciągle zmienia się, normując w ten sposób ciśnienie panujące w urządzeniu do obróbki, do zwiększenia wydajności mieszania w układzie wytwarzania płynu do obróbki, wymagany jest regulowany, stały i objętościowy przepływ płynu. A zatem, przeważają tu wielomodulacyjne zawory sterujące, regulatory ciśnienia i system sterujący.

Konieczność zainstalowania zbiornika buforowego powoduje następnie opóźnienie i koszty przy obróbce produktów żywnościowych, takich jak produkty wypiekane. Jednakże, jeśli konwencjonalne urządzenie do obróbki mogłoby działać w sposób ciągły, zamiast działania partia-za-partią, zbiornik buforowy mógłby zostać wyeliminowany. Płyn do obróbki mógłby być przenoszony bezpośrednio od układu wytwarzania płynu do obróbki do urządzenia do obróbki.

Urządzenie do obróbki produktu żywnościowego dostarczające płynny środek konserwujący do produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera obudowę z zespołem przegród, które tworzą oddzielne komory w obudowie, zespół stref w obudowie, przez który przechodzi zespół komór, gdzie zespół stref stanowi strefę wejś cia, przez którą przechodzą komory, by przyjąć produkt żywnościowy do jednej z komór, strefę ciśnienia, następującą po strefie wejścia, do wytworzenia podciśnienia w jednej z komór, strefę obróbki, następującą po strefie ciśnienia, do redukcji podciśnienia w jednej z komór, i w której do produktu żywnościowego dostarczany jest płyn do obróbki, strefę wysysania, następującą po strefie obróbki, do usuwania niewykorzystanego płynu do obróbki z jednej z komór i strefę wyjścia, następującą po strefie wysysania, do wydalania produktu żywnościowego z jednej z komór i z obudowy.

Zespół stref posiada strefę oddzielającą do oddzielania sąsiadujących stref w zespole stref, gdzie strefa oddzielająca zapewnia przestrzeń pomiędzy sąsiadującymi strefami.

Przewód wejściowy połączony jest z obudową dla umożliwienia dostarczania produktu żywnościowego do jednej z komór w strefie wejścia, a przewód wyjściowy połączony jest z obudową dla umożliwienia dostarczania produktu żywnościowego z jednej z komór w strefie wyjścia.

Korzystnie przewód wejściowy i przewód wyjściowy znajdują się w różnych położeniach w odniesieniu do obudowy, by wykorzystać grawitację do dostarczania produktu żywnościowego do i z komór.

Zespół przegród jest przymocowany do obrotowego wału.

Przewód płynu do obróbki połączony jest z obudową, do dostarczania płynu do obróbki do jednej z komór w strefie obróbki.

Przewód podciśnienia połączony jest z obudową do wytwarzania podciśnienia w komorze w strefie ciśnienia, i przewód wysysania połączony jest z obudową do usuwania niewykorzystanego płynu do obróbki z komory w strefie wysysania.

Zespół przegród jest ruchomy wewnątrz obudowy i styka się z wewnętrzną powierzchnią obudowy, by zapewnić uszczelnienie zespołu komór wewnątrz obudowy.

Urządzenie do obróbki posiada obudowę i zespół obrotowych przegród znajdujących się wewnątrz obudowy. Przegrody i obudowa tworzą zespół komór. Następnie, produkt żywnościowy, który

PL 206 294 B1 to produkt żywnościowy dostarczany jest w sposób ciągły, wprowadzany jest do komory znajdującej się wewnątrz wielu komór. Produkt żywnościowy, jako taki, umieszczany jest w strefie wejścia.

Przegrody są następnie obracane, by produkt żywnościowy znajdujący się w komorze, przekazać ze strefy wejścia do strefy ciśnienia. Strefa ciśnienia zdolna jest do wytwarzania w komorze podciśnienia. Następnie, przegrody są obracane, by produkt żywnościowy znajdujący się w komorze przekazać ze strefy ciśnienia do strefy obróbki. Strefa obróbki redukuje podciśnienie panujące wewnątrz komory i umożliwia zastosowanie na produkt żywnościowy płynu do obróbki.

Po raz kolejny przegrody obracają się, by produkt żywnościowy znajdujący się w komorze przekazać ze strefy obróbki do strefy wysysania. Strefa wysysania umożliwia usunięcie z komory dowolnej ilości niewykorzystanego płynu do obróbki. Kontynuując, przegrody są następnie obracane, by produkt żywnościowy znajdujący się w komorze przekazać ze strefy wysysania do strefy wyjścia. Strefa wyjścia umożliwia wydalenie produktu żywnościowego z komory i z obudowy, po tym jak produkt żywnościowy, który to produkt żywnościowy dostarczany jest w sposób ciągły, został już obrobiony.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat technologiczny jednego przykładu wykonania procesu do przygotowywania wypiekanego produktu żywnościowego, fig. 2 przedstawia schemat technologiczny innego przykładu wykonania procesu do przygotowywania wypiekanego produktu żywnościowego, fig. 3 przedstawia perspektywiczny widok jednego przykładu wykonania urządzenia do obróbki według niniejszego wynalazku do zastosowania w procesach z fig. 1 i 2, fig. 4 przedstawia inny perspektywiczny widok urządzenia do obróbki z fig. 3, fig. 5 - przekrój poprzeczny widziany z góry urządzenia do obróbki wzdłuż linii 5-5 z fig. 3, fig. 6 - perspektywiczny widok przykładu wykonania urządzenia do obróbki z fig. 3 wykorzystujący grawitacyjny kanał wejścia produktu i wyjścia produktu, fig. 7 - schemat technologiczny dla jednego przykładu wykonania układu wytwarzania płynu do obróbki, do zastosowania w urządzeniu do obróbki z fig. 3-5, fig. 8 - w powiększeniu schemat strefy mieszania z fig.7.

Takie same odnośniki numeryczne zostały użyte do oznaczenia takich samych elementów.

Wiele elementów wyposażenia, takich jak łączniki, zawory, mocowania, przewody, czujniki, wyposażenie monitorujące, przewody instalacji elektrycznych, zostało pominiętych dla uproszczenia opisu. Jednakże, takie konwencjonalne wyposażenie i jego zastosowanie znane są znawcom tej dziedziny techniki, i jeśli jest to pożądane, może ono zostać użyte. Ponadto, pomimo, że niniejszy wynalazek opisany jest poniżej w kontekście aplikowania płynu do obróbki zawierającego środek konserwujący (na przykład mieszaninę dwutlenku węgla i kwasu octowego) na produkt wypiekany, gdzie wynalazek może być zastosowany z, i mieć zastosowanie do wielu różnych procesów.

Fig. 1 przedstawia szeroki nawias 1 ujmujący przygotowywanie komercyjnej ilości produktów żywnościowych, na przykład produktów wypiekanych (mianowicie bułeczek, placków, rożków, obwarzanków, ciastek, chleba i tym podobnych). Rzadkie ciasto jest przygotowywane i następnie nalewane do form, które są albo przenoszone na, albo tworzą część mechanizmu przenośnikowego. Mechanizm przenośnikowy przesuwa rzadkie ciasto przez strefę wypiekania, w której rzadkie ciasto jest całkowicie wypiekane.

Po opuszczeniu strefy wypiekania, produkt wypiekany jest wyjmowany z formy i umieszczany na drugim mechanizmie przenośnikowym. Procedura wyjmowania z formy typowo służy umieszczeniu produktów wypiekanych na drugim mechanizmie przenośnikowym tak, że produkty wypiekane rozmieszczane są w określonym układzie. Określony układ produktów wypiekanych jest transportowany przez tunel chłodzący, by doprowadzić produkty wypiekane do temperatury właściwej do pakowania (na przykład do temperatury pokojowej lub nieco wyższej).

W niektórych przypadkach przed pakowaniem, jak to pokazano na fig. 1, produkty wypiekane przechodzą przez konwencjonalne urządzenie do obróbki. Przed napotkaniem konwencjonalnego urządzenia do obróbki, produkty wypiekane zestawiane są w partie. W partiach, produkty wypiekane są transportowane przez konwencjonalne urządzenie do obróbki, gdzie na zewnętrzną powierzchnię produktów wypiekanych aplikowany jest płyn do obróbki zawierający środek konserwujący. Typowe środki konserwujące mogą zawierać różnorodne substancje (na przykład substancje bakteriobójcze, substancje zwalczające drobnoustroje, i tym podobne) takie jak kwas octowy, kwas mlekowy, kwas węglowy, ich mieszaniny i tym podobne. Środki konserwujące mają zdolność do radykalnego obniżania pH produktów żywnościowych i, jako takie, mogą wytępić i/lub wyeliminować dowolne bakterie znajdujące się w produkcie żywnościowym. Płyn do obróbki może zawierać środek konserwujący lub mieszaninę zawierającą środek konserwujący. Na przykład, jako płyn do obróbki może być zastosowana odparowana mieszanina dwutlenku węgla i kwasu octowego.

PL 206 294 B1

W innych przykładach, jak to przedstawiono i ujęto w nawiasie 1a na fig.2, odwrócono kolejność tunelu chłodzącego i konwencjonalnego urządzenia do obróbki. Innymi słowy, produkty wypiekane są wyjmowane z form, zestawiane w partie, obrabiane płynem do obróbki, ochładzane, ponownie układane w określony układ i następnie pakowane. Operacje ujęte w nawiasach 1, 1a, są następnie omówione w zgłoszeniu patentowym US 09/819 513 złożonym 28 marca 2001 roku (wciąż oczekującym), zatytułowanym „Apparatus and Method for Mixing a Gas and a Liquid. Podczas, gdy nawiasy 1, 1a przedstawiają etapy, które mogą być przeprowadzane podczas przygotowywania komercyjnych ilości produktów żywnościowych, to mogą być również zastosowane inne sposoby i procesy przygotowywania żywności.

Na fig.3-5 przedstawiono jeden przykład wykonania urządzenia do obróbki 2 według niniejszego wynalazku. Jak to będzie następnie szczegółowo wyjaśnione, urządzenie do obróbki 2 zdolne jest do przetwarzania i/lub obrabiania jednego lub więcej „produktów żywnościowych (nie pokazanych), które są dostarczane do urządzenia do obróbki w sposób ciągły. Innymi słowy, urządzenie do obróbki 2 może obrabiać produkty żywnościowe dostarczane w sposób ciągły. A zatem, stosowane tu, chyba że zostało to odmiennie zaznaczone, zwroty „produkt żywnościowy lub „produkty żywnościowe odnoszą się do jednego lub więcej produktów żywnościowych, które mogą być obrabiane w sposób ciągły, lub których powstanie wynika z ciągłego podawania produktów żywnościowych.

Urządzenie do obróbki 2 posiada obudowę 4 i zespół obrotowych przegród 6. W niektórych przykładach wykonania, urządzenie do obróbki 2 może posiadać wał 8, przewód wejściowy 10 produktu, przewód wyjściowy 12 produktu, przewód płynu do obróbki 14, przewód podciśnienia 16 i przewód wysysania 18.

Jak pokazano na fig. 3 i 4, obudowa 4 może być wykonana z różnych materiałów, takich jak stal nierdzewna, i mieć różne kształty, takie jak bęben. Obudowę 4 wyznaczają góra 20, podstawa 22 i obwód 24.

W odniesieniu do fig. 5, przegrody 6 umieszczone są wewnątrz obudowy 4. Przegrody 6 mogą być wykonane z różnych materiałów nieprzepuszczających płyny (na przykład ze stali nierdzewnej) i są rozmieszczone i przystosowane do obracania się wewnątrz obudowy 4. Każda przegroda 6 posiada wewnętrzne zakończenie 26 i zewnętrzne zakończenie 28. Każde wewnętrzne zakończenie 26 może być przymocowane (na przykład przyspawane) do innego wewnętrznego zakończenia, przymocowane do wału 8 lub przymocowane do wewnętrznego zakończenia i do wału. Zewnętrzne zakończenia 28 mogą szczelnie łączyć się z obudową 4 w pobliżu obwodu 24, i przegrody 6 mogą szczelnie łączyć się z obudową 4 w pobliżu góry 20 i podstawy 22. A zatem, pomiędzy przegrodami 8 i obudową 4 może być zapewnione płyno-szczelne uszczelnienie. Tak więc, przegrody 6 i obudowa 4, i w niektórych przypadkach wał 8, mogą wyznaczać komory 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f (zespół komór 30) wewnątrz obudowy 4.

Komory 30 przystosowane są do znoszenia i/lub doświadczania różnic ciśnienia. Na przykład, zespół komór 30 może być utrzymywany w ciśnieniu otoczenia lub, czasami, może być opróżniany z ciśnienia atmosferycznego (na przykład z powietrza) tak, że komora przyjmuje podciśnienie (na przykład próżnię). Następnie, zespół komór 30 może utrzymywać podciśnienie lub może, jeśli jest to pożądane, zredukować podciśnienie, by przywrócić lub istotnie przywrócić ciśnienie otoczenia.

Jak to pokazano na fig. 5, przewód wejściowy 10 produktu przechodzi przez obwód 24 obudowy 4 tak, że produkt żywnościowy może być dostarczany do komory 30a, która łączy się z przewodem wejściowym 10 produktu. A zatem, przewód wejściowy 10 produktu może wprowadzać produkty żywnościowe do obudowy 4 i/lub do urządzenia do obróbki 2. Przewód wyjściowy 12 produktu przechodzi przez obwód 24 obudowy 4. Jako taki, może przenosić dowolny produkt żywnościowy usuwany z komory 30f, która łączy się z przewodem wyjściowym 12 produktu. A zatem, przewód wyjściowy 12 produktu może przyjmować i przenosić wydalane produkty żywnościowe z obudowy 4 i/lub z urządzenia do obróbki 2.

W przykładzie wykonania, jak pokazano na fig. 6, przewód wejściowy 10 produktu może być połączony z górą 20. Następnie, przewód wyjściowy 12 produktu może być połączony z podstawą 22. W tym przykładzie wykonania, produkt żywnościowy może być wciąż dostarczany do, i wydalany z zespołu komór 30. Jednakże, jak to pokazano na fig. 6, konstrukcja i rozmieszczenie przewodu wejściowego 10 produktu i przewodu wyjściowego 12 produktu pozwala na wykorzystanie grawitacji jako wsparcia i/lub pomoc w dostarczaniu i transporcie produktu żywnościowego.

Jak pokazano na fig. 3 i 5, przewód podciśnienia 16 przechodzi przez obwód 24 obudowy 4. Ciśnienie atmosferyczne panujące wewnątrz komory 30b, które aktualnie zbliżone jest do i łączy się

PL 206 294 B1 z przewodem podciśnienia 16, może być redukowane aż do momentu, w niektórych przykładach wykonania, gdy wytworzy się i/lub powstanie podciśnienie (na przykład próżnia) wewnątrz komory.

W odniesieniu do fig. 3-5, przewód płynu do obróbki 14 przechodzi przez obwód 24 obudowy 4 tak, że przewód płynu do obróbki 14 może dostarczać i/lub wprowadzać płyn do obróbki do komory 30d, która aktualnie zbliżona jest do i łączy się z przewodem płynu do obróbki. Płyn do obróbki, gdy jest wprowadzany do komory 30d, jest wstępnie poddawany podciśnieniu wytworzonemu przez przewód podciśnienia 16. Jednakże, gdy wprowadzanie płynu do obróbki jest kontynuowane, podciśnienie panujące wewnątrz komory 30d jest redukowane aż do momentu, gdy w komorze zasadniczo zostanie przywrócone ciśnienie otoczenia. Zmiana ciśnienia od podciśnienia do zasadniczo ciśnienia otoczenia wspiera i/lub sprzyja absorpcji płynu do obróbki w produkt żywnościowy.

Jak pokazano na fig. 4 i 5, przewód wysysania 18 przechodzi przez obwód 24 obudowy 4 tak, że niezużyty, niepotrzebny i/lub pozostały płyn do obróbki może zostać wydalony z komory 30e, z obudowy 4 i z urządzenia 2.

Pomimo wielu przyrządów i/lub elementów wejściowych i wyjściowych przedstawionych jako przewody 10, 12, 14, 16, 18, w miejsce tych przewodów rozważane jest zastosowanie różnego rodzaju osprzętu, mocowań, przenośników i tym podobnych, które mogą zapewnić takie same lub korzystne działanie urządzenia do obróbki 2.

Na fig. 5, wał 8 lub podobny mechanizm może napędzać przegrody 6 tak, że przegrody obracają się w kierunku działania (na przykład zgodnie z ruchem wskazówek zegara), jak to pokazano strzałką kierunkową A. Ponieważ obudowa 4 typowo pozostaje nieruchoma gdy przegrody 6 są napędzane lub inaczej obracane, zespół komór 30 zmienia swoją pozycję wewnątrz i w stosunku do obudowy 4 oraz przewodów 10, 12, 14, 16, 18. Gdy każda komora 30 przemieszcza się przez obudowę 4, komora ta poddawana jest i/lub przechodzi przez zespół stref zawierający strefy 32, 34, 36, 38, 40, 42 znajdujące się w wewnętrznej kubaturze 44 obudowy 4. Ponadto, zewnętrzne zakończenia 28 przegród 6 stykają się i/lub muskają obwód 24 obudowy 4, gdy wał 8 obraca się zapewniając obracalne uszczelnione komory 30.

Strefa wejścia 32 określona jest jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, która jest najbliższa, i która łączy się z przewodem wejściowym produktu 12. A zatem, gdy produkt żywnościowy dostarczany jest do urządzenia do obróbki 2, produkt żywnościowy tymczasowo zalega lub jest umieszczony wewnątrz komory 30a, która aktualnie zajmuje strefę wejścia 32, jak pokazano na fig. 5. W strefie wejścia 32 typowo panuje ciśnienie otoczenia, ponieważ komora 30a i przewód wejściowy produktu 12 znajdują się wzajemnie w połączeniu otwartym i w połączeniu z ciśnieniem otoczenia panującym na zewnątrz urządzenia do obróbki 2.

Strefa ciśnienia 34 określona jest jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, która jest najbliższa, i która łączy się z przewodem podciśnienia 16. A zatem, przewód podciśnienia 16 może wprowadzać podciśnienie do (mianowicie usuwać powietrze z) komory 30b, która aktualnie zajmuje strefę ciśnienia 34, jak pokazano na fig. 5. Produkt żywnościowy umieszczony wewnątrz strefy ciśnienia 34 może być poddany działaniu podciśnienia. W wyróżnionych przykładach wykonania, jak pokazano na fig. 5, strefa ciśnienia 34 może sąsiadować ze strefą wejścia 32.

Strefa obróbki 36 określona jest jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, która jest najbliższa, i która łączy się z przewodem płynu do obróbki 14. A zatem, przewód płynu do obróbki 14 może wprowadzać płyn do obróbki do komory 30d, która aktualnie zajmuje strefę obróbki 36, jak pokazano na fig. 5. W komorze 30d, podciśnienie, które zostało wytworzone w strefie ciśnienia 34, może zostać zredukowane, gdy wprowadzanie płynu do obróbki będzie kontynuowane. Korzystnie, płyn do obróbki jest ciągle wprowadzany aż do momentu, gdy w komorze 30d zostanie przywrócone ciśnienie otoczenia. Produkt żywnościowy umieszczony w strefie obróbki 36 jest poddawany działaniu płynu do obróbki, podczas gdy podciśnienie panujące wewnątrz komory 30d jest redukowane. W wyróżnionych przykładach wykonania, jak pokazano na fig. 5, strefa obróbki 36 następuje po strefie ciśnienia 34, jednakże te dwie strefy, które mogą sąsiadować ze sobą, oddzielone są strefą oddzielającą 42, która jest opisana poniżej.

Strefa wysysania 38 określona jest jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, która jest najbliższa, i która łączy się z przewodem wysysania 18. A zatem, przewód wysysania 18 może usuwać dowolny niezużyty (mianowicie pozostający i/lub nadmierny) płyn do obróbki z komory 30e, która zajmuje strefę wysysania 38, jak pokazano na fig. 5. W wyróżnionych przykładach wykonania, strefa wysysania 38 może sąsiadować ze strefą obróbki 36.

PL 206 294 B1

Strefa wyjścia 40 określona jest jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, która jest najbliższa, i która łączy się z przewodem wyjściowym 12 produktu. A zatem, przewód wyjściowy 12 produktu może wydalać lub usuwać produkt żywnościowy z komory 30f, która aktualnie zajmuje strefę wyjścia 40, jak pokazano na fig. 5. W wyróżnionych przykładach wykonania, strefa wyjścia 40 znajduje się pomiędzy, lub może sąsiadować ze strefą wysysania 38 i strefą wejścia 32.

W wyróżnionych przykładach wykonania, jak pokazano na fig. 5, sąsiadujące strefy 32, 34, 36, 38, 40 w obudowie 4, posiadają jedną lub więcej stref oddzielających 42, tak jak na przykład strefa oddzielająca aktualnie zajęta jest przez komorę 30c. Strefy oddzielające 42 określone są jako część wewnętrznej kubatury 44 obudowy 4, które nie są najbliższe lub, które nie łączą się z przewodami 10, 12, 14, 16, 18, i/lub jako ta część wewnętrznej kubatury obudowy, która jest zdolna do oddzielania stref 32, 34, 36, 38, 40 i/lub sąsiadujących stref 32, 34, 36, 38, 40. A zatem, strefy oddzielające 42 zapewniają przestrzeń lub przerwę pomiędzy strefami 32, 34, 36, 38, 40. W wyróżnionych przykładach wykonania, strefa oddzielająca 42 umieszczona jest pomiędzy strefą ciśnienia 34 a strefą obróbki 36. Tak więc, strefa ciśnienia 34 i strefa obróbki 36, każda z nich sąsiaduje ze strefą oddzielającą 42.

Strefa oddzielająca 42, jak pokazano na fig. 5, może być zastosowana pomiędzy strefą ciśnienia 34 i strefą obróbki 36, by zapobiec kontaktowaniu się płynu do obróbki ze strefą ciśnienia. Jeśli pewna ilość płynu do obróbki w jakikolwiek sposób wydostanie się ze strefy do obróbki 36, na przykład, na skutek rozszczelnienia przegrody lub na skutek innych nieprawidłowości, to strefa oddzielająca 42 powstrzyma i/lub zapobiegnie przedostaniu się płynu do obróbki do strefy ciśnienia 34. W rezultacie, strefa oddzielająca 42 funkcjonuje jako bariera pomiędzy strefą obróbki 36 a strefą ciśnienia 34. Jeśli płyn do obróbki przedostałby się do strefy ciśnienia 34, to płyn do obróbki mógłby zostać wciągnięty przez pompę próżniową lub podobne urządzenie, które często połączone jest ze strefą ciśnienia, w ten sposób powodując uszkodzenie pompy lub urządzenia. A zatem, w obudowie 4 może być zastosowana jedna lub więcej stref oddzielających 42.

Podczas działania, pierwszy produkt żywnościowy (nie pokazany) jest wprowadzany do obudowy 4 przez przewód wejściowy 10 produktu. Po umieszczeniu w obudowie 4, pierwszy produkt żywnościowy jest wprowadzany do komory 30a. Jako taki, pierwszy produkt żywnościowy tymczasowo zalega w komorze 30a, która aktualnie zajmuje strefę wejścia 32. Następnie, wał 8 obraca się przesuwając przegrody 6 i w rezultacie zespół komór 30, w kierunku strzałki kierunkowej A, jak pokazano na fig. 5. Obrót powoduje przeniesienie pierwszego produktu żywnościowego znajdującego się w komorze 30a, ze strefy wejścia 32 do strefy ciśnienia 34. Podczas przenoszenia pomiędzy strefami (na przykład pomiędzy strefami 32 i 34), pierwszy produkt żywnościowy pozostaje w komorze 30a, która przyjęła produkt żywnościowy z przewodu wejściowego 10 produktu. Innymi słowy, gdy produkt przemieszcza się od strefy do strefy (na przykład 32 do 34), produkt żywnościowy pozostaje w tej komorze, do której został wprowadzony. Przykładowo, produkt żywnościowy nie przemieszcza się z komory 30a do komory 30b, gdy produkt żywnościowy przechodzi ze strefy 32 do strefy 34. Gdy pierwszy produkt żywnościowy przenoszony jest pomiędzy strefami, to „dodatkowy produkt żywnościowy może być jednocześnie wprowadzany do „nowo powstałej komory 30a, która jest teraz pusta, w wyniku obrotu komór, i łączy się z przewodem wejściowym 10.

Po poddaniu pierwszego produktu żywnościowego działaniu strefy ciśnienia 34, pierwszy produkt żywnościowy przemieszczany jest w obudowie 4 przez obrotowe przegrody 6, a zatem przez zespół komór 30. Obrót powoduje przemieszczenie pierwszego produktu żywnościowego ze strefy ciśnienia 34 do, w wyróżnionym przykładzie wykonania, strefy oddzielającej 42. Jednocześnie, „dodatkowy produkt żywnościowy zajmujący strefę wejścia 32 przemieszczany jest do strefy ciśnienia 34 i „kolejny dodatkowy produkt żywnościowy może zostać wprowadzony do „innej komory 30a, ponieważ komora ponownie stała się pusta w wyniku obrotu komór.

Gdy zespół komór 30 kontynuuje obrót, pierwszy produkt żywnościowy przechodzi przez strefę oddzielającą 42, strefę obróbki 36, strefę wysysania 38 i strefę wyjścia 40, gdzie obrabiany pierwszy produkt żywnościowy jest usuwany i/lub wydalany z komory 30f, z obudowy 4 i/lub z urządzenia do obróbki 2, do ewentualnego zapakowania. Tak jak poprzednio, gdy pierwszy produkt żywnościowy jest przemieszczany od strefy do strefy, to dodatkowy produkt żywnościowy również jest przemieszczany od strefy do strefy, i jednocześnie w nowej komorze 30a przyjmowane są kolejne dodatkowe produkty żywnościowe. Innymi słowy, jedna z komór zespołu komór 30 nieustannie przyjmuje nowe produkty żywnościowe, przemieszcza produkty żywnościowe pomiędzy strefami i wydala obrobione produkty żywnościowe tak, że urządzenie do obróbki 2, podczas działania, pozostawia produkty żywnościowe do zapakowania.

PL 206 294 B1

Poprzez zastosowanie zespołu komór 30 do przekazywania produktu żywnościowego przez zespół stref, urządzenie do obróbki 2 zapewnia obróbkę produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły. Produkt żywnościowy może przemieszczać się przez urządzenie do obróbki 2 w sposób ciągły i/lub nieprzerwany, bez konieczności ustawiania go w partie. Opóźnienia czasowe wynikające z ustawiania w partie, jak również duża ilość elementów wyposażenia zespołu ustawiającego w partie, mogą zostać wyeliminowane z procesu obróbki produktu żywnościowego.

W wyróżnionym przykładzie wykonania, obrót zespołu przegród 6i zespół komór 30 jest ciągły dla przedłużonych okresów czasu. Jednakże, rozważa się również, że obrót przegród 6 i zespołu komór 30 może być selektywnie nieregularny, przerywany, z krótkimi przerwami i/lub stanowić pewną ich kombinację, podczas gdy wciąż możliwe jest dostosowanie do ciągłego zasilania produktem żywnościowym. Na przykład, obrót może być czasowo przerywany lub wstrzymywany, w zależności od charakterystyki obrotu (mianowicie od prędkości, przyspieszenia i/lub czasu trwania obrotu), które zależą od, na przykład, obrabianego produktu żywnościowego, czasu jaki każda strefa potrzebuje na wykonanie swojej określonej funkcji, efektywności towarzyszących urządzeń (na przykład pomp próżniowych, i tym podobne) oraz od wielu innych czynników. Pomimo dowolnego tymczasowego wstrzymania obrotu, urządzenie do obróbki 2 wciąż może być dostosowane do ciągłego zasilania produktem żywnościowym i nie wymaga zestawiania w partie.

Układ wytwarzania płynu 100, taki jak pokazano na fig. 7, który może być zastosowany w urządzeniu do obróbki 2, 46, zdolny jest do mieszania gazu nośnego i odparowanego płynu z niewielką ilością, o ile w ogóle, zawartych kropel. W układzie wytwarzania płynu 100, zbiornik 101 zawiera ciekły dwutlenek węgla, typowo w ciśnieniu około 2068,4 kPa (nadciśnienie). Ciekły dwutlenek węgla przekazywany jest do odparowywacza 102 i przemieniany w gaz zasadniczo, jeśli nie całkowicie, wolny od jakichkolwiek kropli. Gaz następnie przechodzi przez zawór redukcyjny 103 i ciśnienie gazu jest zmniejszane od 2068,4 kPa do 689,5 kPa. Gazowy CO₂ jest następnie przekazywany do podgrzewacza 104 i ogrzewany zasadniczo do tej samej temperatury co zawartość komory mieszania/oddzielania 123 (na przykład 333,15°K) . Zespół regulacji temperatury 126 koordynuje temperaturę podgrzewacza 104 i komory 123. Z podgrzewacza 104, gazowy dwutlenek węgla pod ciśnieniem 689,5 kPa przekazywany jest do miernika masowego natężenia przepływu 105, który jest sterowany przez regulator przepływu 106. Podczas właściwego działania pompy 107, regulator przepływu 106 umożliwia przemieszczenie dwutlenku węgla od miernika masowego natężenia przepływu 105 do rury 108. Rura 108 rozdziela się na rury 109 i 110. Ilość dwutlenku węgla przenoszonego w każdej z rur 109 i 110 może się zmieniać, typowo, rura 109 może przenosić około dziesięć procent (10%) masy, zaś rura 110 będzie przenosić pozostałe około dziewięćdziesiąt procent (90%) masy dwutlenku węgla. Strumień dwutlenku węgla przechodzący przez rurę 110 może również przechodzić przez zawór sterujący 111 przed wejściem do komory wstępnego mieszania 112.

Ciekły kwas octowy usuwany jest ze zbiornika 113 przez zawór zwrotny 114 na skutek działania pompy 115. Ciekły kwas octowy przechodzi przez przewód 116 i zawór 117 do pompy dozującej 107. Jeśli dysza rozpylająca 120 jest gotowa do działania, to ciekły kwas octowy jest podawany do dyszy rozpylającej, gdzie ciekły kwas octowy jest rozpylany razem z dwutlenkiem węgla dostarczanym do dyszy przewodem 109. Jeśli dysza rozpylająca 120 nie działa, to ciekły kwas octowy jest zawracany do zbiornika 113 przewodem 118 i zaworem zwrotnym 119.

Rozpylony kwas octowy przekazywany jest z dyszy rozpylającej 120 do górnej części komory mieszania/oddzielania 123, w której jest odparowywany przez kontakt z dwutlenkiem węgla dostarczanym z komory wstępnego mieszania 112 przez kryzę dławiącą 121. Dwutlenek węgla, dostarczany przewodem 110 do komory wstępnej 112, przechodzi przez zawór redukcyjny 111, w którym ciśnienie dwutlenku węgla zmniejszane jest od 689,5 kPa do 34,5 kPa. Ciśnienie rozpylonego kwasu octowego, wytworzone w komorze mieszania/oddzielania 123, również wynosi 34,5 kPa. Temperatura, ciśnienie i objętość dwutlenku węgla wprowadzonego do górnej części komory mieszania/oddzielania 123, są wystarczające by rozpylony kwas octowy zasadniczo całkowicie odparował przez kontakt z nim.

Dysza rozpylająca 120 przechodzi przez komorę wstępną 112 i przez kryzę dławiącą 121, i komunikuje się z górną częścią komory mieszania/oddzielania 123. Dysza rozpylająca 120 może rozciągać się do górnej części komory mieszania/oddzielania 123 o dowolną odpowiednią długość, ale zazwyczaj koniec dyszy znajduje się w jednej płaszczyźnie z lub wystaje tylko nieznacznie poza kryzę dławiącą 121.

W odniesieniu do fig. 8, kryza dławiąca 121 oddziela komorę wstępną 112 od górnej części komory mieszania/oddzielania 123, i otacza dolne zakończenie dyszy rozpylającej 120. Typowo, kryza

PL 206 294 B1 dławiąca 121 umieszczona jest w otworze wejściowym stropu komory lub górnej ściany 129, i nachylona jest w ten sposób, że co najmniej, a korzystnie wiele otworów 122 jest przechylonych w kierunku rozpylanej mieszaniny 124. Ilość, wielkość i położenie otworów 122 w kryzie dławiącej 121 mogą być dogodnie różne. W wyróżnionym przykładzie wykonania, kryza dławiąca 121 jest ogrzewana.

Dwutlenek węgla w postaci gazu przemieszcza się w nadciśnieniu od komory wstępnej 112 do rozprysku 124, który wylatuje z zakończenia dyszy rozpylającej 120. Obszar w górnej części komory mieszania/oddzielania 123, w którym dwutlenek węgla w postaci gazu 122a zderza się z rozpryskiem 124, stanowi strefę mieszania komory. Pozostałą część komory mieszania/oddzielania 123 stanowi strefa oddzielania, która składa się prawie całkowicie z dolnej części komory. W strefie mieszania, rozpylony kwas octowy odparowuje w gazowy kwas octowy i pozostałość kwasu octowego w postaci kropel.

Odnosząc się ponownie do fig. 7, pozostałość kwasu octowego w postaci kropel oddziela się grawitacyjnie od mieszaniny gazowego dwutlenku węgla i kwasu octowego, gdy mieszanina ta krąży wokół strefy oddzielania komory 123. Ostatecznie, pozostałość kwasu octowego w postaci kropel gromadzi się na dnie 125 komory 123. W wyróżnionym przykładzie wykonania, dno 125 jest ogrzewane, by wspomagać parowanie zgromadzonej pozostałości kwasu octowego w postaci kropel. Alternatywnie lub w połączeniu z ogrzewanym dnem, pozostałości kwasu octowego w postaci kropel są w sposób ciągły lub okresowy wydalane z komory 123 przez odpływ 130.

Komora mieszania/oddzielania 123 wykonana jest z dowolnego konwencjonalnego materiału, jest dobrze izolowana i skonstruowana tak, by utrzymywać wysokie ciśnienie (na przykład pomiędzy od 34,5 kPa do 137,9 kPa. Komora 123 wyposażona jest w czujnik temperatury (nie pokazany), który połączony jest regulatorem temperatury 126, który z kolei połączony jest z podgrzewaczem 104. Regulator temperatury 106 steruje podgrzewaczem 104, by zwiększyć temperaturę dwutlenku węgla podawanego do komory wstępnej 112 tak, by utrzymać pożądaną temperaturę (na przykład 333,15°K) w komorze mieszania/oddzielania 123. Komora 123 może być również wyposażona w czujnik ciśnienia i zawór bezpieczeństwa (oba nie pokazane). Czujnik ciśnienia (nie pokazany) może przekazywać informacje do pompy 107 i/lub do miernika masowego natężenia przepływu 105.

Sporadycznie, niewielka ilość pozostałości kwasu octowego w postaci kropel, przechodzi do strefy oddzielania komory 123. Mieszanina gazowego dwutlenku węgla i kwasu octowego oraz pozostałości kwasu octowego w postaci kropel, znajduje się pod wysokim ciśnieniem i jako taka wyprowadzana jest całkowicie przez wewnętrzną kubaturę komory 123 (za wyjątkiem strefy mieszania, która jako taka znajduje się pod wysokim ciśnieniem z powodu mieszaniny wyrzucanej z dyszy rozpylającej 120 i dwutlenku węgla wytryskiwanego z komory wstępnej 112). To wysokie ciśnienie ostatecznie uwalnia gazowy kwas octowy od znacznej ilości pozostałości w postaci kropel przez otwór wejściowy 127, do i przez przewód wyjściowy 128, i w końcu poza komorę 123. Ponieważ otwór wejściowy 127 przewodu wyjściowego 128 umieszczony jest w górnej części, korzystnie w pobliżu stropu 129 komory 123, większość, jeśli nie całość, pozostałości kwasu octowego w postaci kropel jest oddzielana od gazowej mieszaniny na skutek oddziaływania grawitacji. Krople te gromadzą się na wewnętrznych ścianach komory 123 i na zewnętrznych ścianach przewodu wyjściowego 128, ostatecznie gromadząc się na dnie 125.

Gazowa mieszanina dwutlenku węgla i odparowanego kwasu octowego, wydalana przewodem 128 z układu wytwarzania płynu 100, ma zapewnione zastosowanie w urządzeniach do obróbki 2, 46 w przewodach płynu do obróbki 14, 54. Mieszanina, jako taka, może być zastosowana do produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły odpowiednio do odparowanego ciekłego kwasu octowego z gazowym dwutlenkiem węgla dostarczanych w sposób ciągły. A zatem, wyeliminowano konieczność zastosowania konwencjonalnego zbiornika buforowego. Gazowa mieszanina wydalana z przewodu wyjściowego 128 jest przenoszona bezpośrednio, w wyróżnionych przykładach wykonania, do urządzenia do obróbki 2 lub do urządzenia do obróbki 46.

Zgłoszenie patentowe US 09/819 513 złożone 28 marca 2001 roku, zatytułowane „Apparatus and Method for Mixing a Gas and a Liquid, ujawnia inne i różne przykłady wykonania oraz elementy w układzie wytwarzania płynu i przez to, zawartość i ujawnienie tego zgłoszenia jest włączone do niniejszego zgłoszenia całkowicie jako odniesienie.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do obróbki produktu żywnościowego dostarczające płynny środek konserwujący do produktu żywnościowego dostarczanego w sposób ciągły, znamienne tym, że zawiera obudowę (4) z zespołem przegród (6), które tworzą oddzielne komory (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) w obudowie (4), zespół stref w obudowie (4), przez który przechodzi zespół komór (30), gdzie zespół stref stanowi strefę wejścia (32), przez którą przechodzą komory, by przyjąć produkt żywnościowy do jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), strefę ciśnienia (34) następującą po strefie wejścia (32), do wytworzenia podciśnienia do jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), strefę obróbki (36), następującą po strefie ciśnienia (34), do redukcji podciśnienia w jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f), i w której do produktu żywnościowego dostarczany jest płyn do obróbki, strefę wysysania (38), następującą po strefie obróbki (36), do usuwania niewykorzystanego płynu do obróbki z jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) i strefę wyjścia (40), następującą po strefie wysysania (38), do wydalania produktu żywnościowego z jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) i z obudowy (4).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół stref posiada strefę oddzielającą (42) do oddzielania sąsiadujących stref w zespole stref, gdzie strefa oddzielająca (42) zapewnia przestrzeń pomiędzy sąsiadującymi strefami (34, 36).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód wejściowy (10) połączony jest z obudową (4) dla umożliwienia dostarczania produktu żywnościowego do jednej z komór (30) w strefie wejścia (32), a przewód wyjściowy (12) połączony jest z obudową (4) dla umożliwienia dostarczania produktu żywnościowego z jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) w strefie wyjścia (40).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że przewód wejściowy (10) i przewód wyjściowy (12) znajdują się w różnych położeniach w odniesieniu do obudowy (4), by wykorzystać grawitację do dostarczania produktu żywnościowego do i z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół przegród (6) jest przymocowany do obrotowego wału (8).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód płynu do obróbki (14) połączony jest z obudową (4), do dostarczania płynu do obróbki do jednej z komór (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f) w strefie obróbki (36).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód podciśnienia (16) połączony jest z obudową (4) do wytworzenia podciśnienia w komorze w strefie ciśnienia (34), i przewód wysysania (18) połączony jest z obudową (4) do usuwania niewykorzystanego płynu do obróbki z komory w strefie wysysania (38).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół przegród (6) jest ruchomy wewnątrz obudowy (4) i styka się z wewnętrzną powierzchnią obudowy (4), by zapewnić uszczelnienie zespołu komór (30) wewnątrz obudowy (4).