WO2007121494A2 - Mikrowellensterilisator - Google Patents

Mikrowellensterilisator Download PDF

Info

Publication number
WO2007121494A2
WO2007121494A2 PCT/AT2007/000171 AT2007000171W WO2007121494A2 WO 2007121494 A2 WO2007121494 A2 WO 2007121494A2 AT 2007000171 W AT2007000171 W AT 2007000171W WO 2007121494 A2 WO2007121494 A2 WO 2007121494A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microwave
sterilizer according
pasteurization
tunnel
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT2007/000171
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007121494A3 (de
Inventor
Hubert Petutschnig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AT6762006A external-priority patent/AT502609A1/de
Priority claimed from AT772007A external-priority patent/AT504716A1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2007121494A2 publication Critical patent/WO2007121494A2/de
Publication of WO2007121494A3 publication Critical patent/WO2007121494A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/02—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/12—Microwaves

Definitions

  • the invention relates to a microwave sterilizer according to the preamble of claim 1.
  • microwaves in microwave heaters according to the state of the art can never be conducted as accurately and uniformly into the mass of the sterilizing material of a passing container stream as for sterilizing a sensitive product, such as eg iced coffee with milk or cream in beverage cans. in exact
  • Pasteurization units without temperature overrun or underrun is essential.
  • Heater according to the prior art can not heat the contents of a single container exactly to a narrow target temperature, the expended for the targeted heating microwave energy depending on the contents, the output temperature of the
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a microwave sterilizer of the type described, which is characterized in that the microwaves are uniformly concentrated in the Sterilleitersgut the individual containers of a container stream passed without microwave energy through unrecognizable uncontrollable reflections or as a result of interference and similar phenomena locally reduced or strengthened or led away, so that a uniform and homogeneous heating takes place in the individual containers with optimum energy yield of the microwaves. Furthermore, it should be possible that the content of each individual container of the entire container flow, regardless of its initial temperature, of its capacity or the
  • Deviations that lie outside the temperature tolerances can be detected, and the affected products can be discarded from the container stream.
  • the pasteurization space has the shape of a tunnel which has a cross section which is preferably similar to a circular shape.
  • the diameter of the tunnel cross-section may preferably be dimensioned smaller than the wavelength of the microwaves used.
  • Microwaves can be radially coupled into the tunnel from at least one microwave generator, preferably from a cascade of microwave generators arranged next to one another. Due to the structural distances of the individual Mikrowelleneinkoppelitch a structure can be created, which individual heating chambers or pasteurization corresponds.
  • the coupling of the microwaves can be done via rectangular waveguide, wherein the longer side of the rectangular waveguide is preferably parallel or transverse to the tunnel longitudinal direction.
  • At least one transport device for the introduction and removal of the sterilized good can lead through the sterilization tunnel, which has longitudinally-spaced drivers for longitudinally-spaced transport of the containers as seen in the transport direction, wherein the longitudinal distances are selected so that their distances are preferably not smaller than the depth of penetration of the heating chambers , so that in each heating chamber is essentially only a piece of container for pasteurization in the passage.
  • the container of the container stream are preferably transported in a horizontal position through the sterilization tunnel, which is characterized in that the bottom or lid of the container in the transport direction or transverse thereto, ie in the passage whose vertical axis is parallel or transverse to the transport direction, comparatively similar to a pneumatic tube.
  • the invention further relates to a method according to the preamble of claim 52, which is characterized in that the containers, in particular cylindrical plastic cans, are transported sequentially in a lying position through a number of Pasteurticianshus and in each pasteurization space microwaves in the container, in particular of below, coupled and allows the already mentioned advantages, in particular allows a uniform and rapid heating of the can contents.
  • Microwaves in the pasteurization tunnel predominantly, in particular entirely, below the passing through containers, or in particular when the
  • Cross-section takes place, wherein the longer cross-sectional side of the rectangular waveguide is preferably aligned approximately parallel to the conveying direction and the mean chamber depth in the conveying direction example by about 50% - 100% greater than the longer cross-sectional side of a waveguide.
  • Microwave is, hardly interference, and thus "hot spots" or
  • a homogeneous temperature distribution in the sterilizing material is essentially also achieved in that the coupling of the microwaves and thus the heating takes place from below the horizontal container, because physically by convection within the container, a mixing between the initial different temperature-controlled product layers only from bottom to top can be done, which in the experiment then actually only more temperature differences ⁇ 5 ° C are detectable within the Pasteurticiansgutes.
  • a continuous monitoring of the heating process can be carried out by a series of thermal sensors, in particular infrared sensors, which periodically monitor the heating process during the container cycle Measure surface temperature at several defined measuring points of the doses, 1 where a corresponding surface temperature is assigned a certain, empirically determined temperature of the contents of the can.
  • the particularly simple structure of the pasteurization tunnel with a cross section similar to a circular shape substantially corresponds to a tube through which the containers are conveyed through in the longitudinal direction.
  • this structure further allows the particular embodiment in a form similar to two half-shells, a lower and an upper, the lower half-shell is connected via flanges fixed to the microwave generators and the upper half-shell is provided via a mechanism liftable.
  • the microwave sterilizer has any number of microwave-tight service openings, for example, to remove bursted or stuck cans from the passage area quickly accessible manually or even to further cleanings
  • each container of the container stream is conveyed in a temporally and spatially precisely defined movement in. A lying position through the pasteurization tunnel, and from a number of
  • microwave generators which are connected to the sterilization tunnel and arranged at preferably regular intervals along the transport path, microwave dosed coupled intensity, time and / or time duration. Furthermore, at each beverage can during the
  • Heating profile which is compared with a corresponding desired heating profile, wherein each measurement point on the container stream, a programmed temperature can be assigned, whereby it is possible, the temperature rise of the content of each beverage can on the way through
  • temperature setpoints may be made individually for each individual can by increasing, decreasing, or disabling the injected microwave power of each one Microwave generator can be compensated.
  • the use or the recording of a measured value of each thermal imaging camera or of each thermal sensor takes place when a beverage can reaches different measuring points precisely defined in the conveying direction, whereby this position detection preferably takes place without contact, for example by optical, capacitive and / or laser sensors.
  • a preferred embodiment provides that a shaft, in particular the control of the transport unit, has a clock which drives a counter, whereby in combination of detection of the entry of a can in the sterilizer with the clock and counter the respective positions of all in the sterilizer located beverage cans are known precisely at any time during the passage.
  • This information can be used to preferably only ever start up the microwave generator for power output, at the Einkoppelungsort is a beverage can, the delivered for each beverage can microwave power beyond only until the required temperature for this position, after time and / or Power, continuous or pulsed, is coupled.
  • a relative target temperature is reached, or in addition no excess energy is coupled into the sterilizer, or eliminates the need to decouple excess microwave energy via an isolator and a circulator again.
  • the life of the microwave generators based on the number of sterilized containers is also extended. Beverage cans that do not reach or exceed the target temperature can be defined using this procedure or a rejection mechanism.
  • Another advantage of the individual heating of each individual beverage can is that if the target temperature of several containers is not reached in a row, it is immediately recognized that a technical disturbance in the area of the microwave generators or their energy supply can be present, and the sterilization system can therefore be stopped immediately.
  • Sterilization good within a beverage can continuous, mechanical mixing of the can contents proposed, preferably in such a way that this mixing effect is achieved by different, preferably changing, speeds of the transport conveyor, so controlled in the pulling direction oscillating movement of the transport conveyor. It can be provided for this purpose at least two different speeds, the beverage cans are preferably moved longitudinally parallel in the transport direction, the cans are moved in the microwave coupling at a lower speed at the coupling or come to a halt, or are the beverage cans in Passage between two
  • Coupling openings moved at a greater or higher speed. This transport with at least two different speeds is equal to a shaking of the cans in their longitudinal direction, which experience has shown to result in an extremely homogeneous temperature distribution in the sterilization material, ie the contents of the can.
  • a particularly good mixing is achieved when the transport of the beverage cans by the microwave sterilizer takes place in such a way that along the sterilization tunnel a kind of push or pull rod is provided, protrude from the preferably movable carrier and in the
  • This device can by means of a
  • Linear motor, electromagnet, pneumatic cylinder, etc. periodically perform an oscillating movement in the axial direction, wherein the
  • Stroke length of such a movement is preferably so great that, in particular in one cycle, a beverage can is always distinguished from a microwave
  • Transport sections Fig. 9 example Pasteurticianstunnel in side elevation with oscillating transport device, sectional view
  • FIG. 13 is a side elevation of a sterilization tunnel with a transport conveyor belt running through by way of example, FIG. 13a section of a transport conveyor, FIG. 14 is a tear-off of a sterilization tunnel with a transport conveyor belt running through by way of example in the middle, FIG. 15 Pipe pasteurization tunnel, ground plan
  • Fig. 17 Module-like structure of a sterilizer of the same
  • the pasteurization chamber of a microwave sterilizer consists of a pasteurization tunnel 1 made of metal, which is characterized by symbolic
  • Dividing axes 6, 9, etc., in the distances D1, D2, etc., in individual heating chambers 7, 8, 10, etc., or heating ranges with the section lengths A1, A2, etc., is divided.
  • These imaginary spatial separations arise in particular by the ratio of the widths 4, 4 ', etc., the Einkoppelungsflansche 3, 3', etc., to the distances D1, D2, etc., because only by such a large distance a chamber effect , in which it is ensured that the microwaves coupled in the axes 13, 14, etc., essentially penetrate only into the container to be sterilized and there to achieve the Frictional heat are consumed, but no significant influence of the microwave radiation in an adjacent heating section through
  • the chamber effect is gem by an exemplary embodiment of the inner wall of the pasteurization. 4, wherein here, too, sections are formed, for example, by the section axes 29, 30, 31, etc., but in each case the inner chamber diameter in the section axes 29, 30, 31, etc., is preferably smaller than in FIGS Regions of Einkoppelungsachsen 13, 14, etc. with the respective largest diameter of a chamber portion, whereby coupled microwave radiation, which is reflected at the respective opposite inner wall, exemplified by the arrows 27 and 28, according to the law of reflection back into the respectively einkoppelnden Chamber section is reflected back. It does not interfere with the adjacent chamber, resulting in a better specific energy yield and
  • Fig.7 can be provided with transverse coupling openings.
  • At least the lower half of the pasteurization tunnel with a microwave permeable thermally and mechanically highly resilient plastic 11, such as Teflon, sealed liquid-tight against the coupling openings.
  • a microwave permeable thermally and mechanically highly resilient plastic 11 such as Teflon
  • Fig. 5 shows a further preferred embodiment, which consists of a lower half-shell 1 and an upper half-shell 32, wherein the two half-shells are arranged to be movable relative to each other by means of a closure system 33, whereby an opening mechanism for service purposes, etc., is created.
  • Fig. 6 shows a further preferred embodiment, which is characterized by another cross-sectional shape, for example a rectangular shape of similar dimensions, wherein in the longitudinal direction instead of the corners
  • a transport conveyor 36 is provided in the longitudinal direction for the transport of the container stream, wherein the longitudinal distance of the individual containers is achieved by partitions 37 of the conveyor belt 36.
  • Fig. 7 shows a further preferred embodiment of a Pasteurization tunnels 38, 39, which is characterized in that exemplary coupling openings 40, 41, 42, etc., with the wider side of the rectangular waveguide are arranged transversely to the transport direction 43, wherein the coupling of the microwaves also here preferably from the bottom 40 of lower half shell 39 takes place.
  • FIG. 8 shows a further preferred embodiment, which is characterized in that the longitudinal path of the pasteurization tunnel including its transport device is subdivided by the sterilizer into sections A1, A2, A3, A4, etc., which in turn do not increase significantly in turn and again but in any case by the effect of convection of the hotter part of a beverage in the container each strives upward, so each flows into the higher-lying portion of a container, whereby a continuous mixing different tempered content takes place within a container.
  • the present invention will be further described by, but not limited to, the following example of FIG. 2:
  • the length of an exemplary heating section, in which the wider cross-sectional side of the rectangular waveguide is parallel to the transport direction, ie the tunnel longitudinal axis, is approximately 20% to 300% greater than the width of the rectangular waveguide, preferably approximately 50% to 150% greater, in particular 100%. larger than the larger side of the waveguide opening in cross section. Furthermore, the diameter of the pasteurization tunnel moves in comparison to the dimensions of the standard waveguide width provided here from -50% to
  • + 300% preferably between -25% to + 150%.
  • it is approximately the same size as the inner net width of the cross-sectional opening of the waveguide in FIG
  • Rectangular waveguide so based on the shorter side, preferably between 125% and 250%, in particular by 150%, of the considered in cross-section waveguide length so again the shorter cross-sectional side.
  • the pasteurization space 45 according to FIG. 1 has a small diameter in cross-section, which is approximately 10% to 100%, preferably 15% to 50%, in particular approximately 20%, larger than the diameter of a horizontal container.
  • the pasteurization space is one embodiment of an inventive device Microwave sterilizer from a made of metal pasteurization tunnel 1, which is preferably formed in cross-section of two longitudinally leading halves, ie an upper half-shell 1 and a lower half-shell 2, which in the region of the axis 28 - 28 'on both sides are microwave tight together.
  • the upper half-shell 1 has longitudinally extending the transport unit for the container transport for passage through the sterilizer and the lower half-shell 2 has the Einkoppelungsö Maschinenschenen the microwave generators. This arrangement is exemplary for a more uniform temperature distribution in the sterilization.
  • the lower half-shell 2 is preferably provided over its entire length with a microwave-stable and liquid-tight lining, preferably a plastic cladding such as: Teflon, to protect the underlying microwave generators, provided that the coupling takes place just from the bottom.
  • the panel is always provided only for the spatial, liquid-tight / gas-tight separation of sterilization and Einkoppelungsötechnisch, that is, when the coupling of the microwaves from the top or side, then the panel / seal just there to provide.
  • the half-shell 1 has in the exemplary embodiment according to. FIG.
  • Metal surface for the reflective inner surface of which a simple treatment against metal-attacking substances is sufficient.
  • a microwave sterilizer provides, in a preferred embodiment, a transport device for the containers passing through the sterilizer in such a way that over the entire length of the pasteurization tunnel a longitudinal guide 31 provided laterally for receiving a rod-shaped, axially oscillating rod is embedded therein Component 3 was created.
  • This lifting rod 3 is oscillated within a required and therefore precisely defined stroke length via a drive, so constantly moving back and forth, with movable driver 4, 5, 6, 7, etc., through the slots 20, 21, 22, 23, etc. , which protrude half shell 1 in the sterilization chamber 27.
  • each driver pushes a beverage can in front of him, when retracting the lifting rod 3 in the direction 33 of FIG. 3, the slide
  • Figure 10 shows a preferred embodiment of an upper half-shell 1, which has for example a recessed longitudinal guide 31 which is closed by the two side walls 18 and 19 on both sides, and wherein the longitudinal guide 31 upwardly through the cover 29 (Fig. 1) is microwave-tightly sealed, said longitudinal guide 31 via exemplary
  • FIG 11 shows an exemplary push rod 3 in elevation, wherein in a preferred embodiment drivers 4, 6, etc., on the one hand and drivers 5, 7, etc., are mounted on the other side, preferably by gravity up to an exemplary lower stop surface 13 fall down and abut against this, as long as the push rod performs a movement from the starting position 34 (35) in the direction 32.
  • These drivers are moved according to the illustrated movement line 39 when sliding over the underlying cans or containers up when the push rod 3 moves back in the course of the return movement 33 in the starting position 34.
  • the drive of the push rod 3 takes place either by a pneumatic or hydraulic cylinder, a linear motor or by the stroke of a
  • Electro-magnets or by a connection with an eccentric, the drive not necessarily once on the front side or in the rear end position (for example: position 39, Fig. 3) must be provided.
  • a plurality of smaller sized drives along the push rod 3 are mounted, which then preferably operate synchronized simultaneously, whereby the push rod 3 is exposed to a more uniform introduction of force over the entire length.
  • Figure 12 shows a plan view of a push rod 3, wherein in particular the recesses 8, 9, 10, 12, etc., are recognizable, which receive therein the movable drivers 4, 5, 6, 7, etc., wherein, for example
  • the Driver 4 is housed in the exemption 8.
  • the driver 4 preferably has a small shaft or axis, which is accommodated in the bore 17 with sufficient bearing clearance, on the opposite side of an enlarged opening 40 is provided for securing the axis.
  • FIG. 13 shows a further preferred embodiment of a preferably two-part sterilization tunnel, which consists of the upper half shell 91 and the lower half shell 92, wherein a functionally sufficiently large free space 96 is provided between the two half shells on both sides, for example, through which a longitudinally running conveyor belt is provided
  • This conveyor belt is characterized in that it has at intervals according to FIG. 13a exemptions 121, these exemptions are arranged so that they with the Positions of Einkoppelungsorte 119, 119 ', 119 ", etc., match, so that is shown in FIG. 14 in the passage of the container stream, in particular at the same time, above each Einkoppelungsort a beverage can, said beverage cans by the mounted on the conveyor belt 113 driver 120 in front of him be pushed.
  • FIG. 15 shows a further preferred embodiment of a pasteurization tunnel, which consists in one piece of a tubular body 42, wherein a series of openings is further provided, via which the exemplary flange connections 48, 50, 52, 54, etc., the hollow waveguides 49, 51, 53, 55, etc., are attached for the coupling of microwaves.
  • the sterilization room 41 also has, in a preferred embodiment, an inner lining 43 of preferably microwave-resistant plastic, such as e.g.
  • the sterilization tunnel is preferably installed in the machine frame, so that it occupies a tilt angle relative to the machine base plane, so that in the case of destroyed containers with contents outlet cleaning of the tunnel can be done by one-sided introduction of a cleaning liquid, the liquid exits on the inclined side and discharged from there can be.
  • FIG. 17 shows a further preferred embodiment of a
  • Each module preferably has its own movable sliding / pulling unit for transporting the containers, symbolically represented here by the vectors 66, 67, 68, 69, etc.
  • the transport units of a module group are replaced by a common
  • each module has its own Mikrowelleneinkoppelache 65.
  • the container 3 are advantageously cylindrical cans made of glass or plastic, possibly with aluminum lids.
  • Fig. 18 shows a sterilization tunnel 1 in elevation as a sectional view and Fig. 19 in plan view with exemplified beverage containers or in particular cylindrical cans 3, which lying transversely through the Sterilization tunnel 1 are moved in the conveying direction 6.
  • Transport chain can also be used other transport mechanisms.
  • the beverage cans 3 are located between the transport rollers 5 of the transport chain, which are connected by the connecting elements 4 exactly longitudinally spaced, so that the beverage cans 3 as shown in Fig. 19 as a dashed can figure 13, in particular at the same time, each come to rest just above the waveguide coupling openings ,
  • the same technical characteristics as in a can transport of cans in the longitudinal direction can be realized in order to achieve a mixing of the can contents at the speed changes during stopping and the speed recording.
  • at least two different transport speeds can be provided. There is a time-defined
  • Cans are present in the defined Einkoppelungs Symposium, thereby maintaining a same temperature of the container contents of all beverage cans, and to prevent doses in any transport position could be heated differently by uncontrolled Mikrowelleneinkoppelung.
  • By the 0 rotation of the cans 3 during transport is also a thorough mixing of
  • FIG. 18 further shows that the height 7 of the sterilization tunnel is only larger by the amount X than the diameter of the can 3.
  • the width 8 is only wider by the value X than the height of a can
  • the cans 3 are centrally located through the
  • the waveguide 2 is preferably smaller by the amount X than the can cross section 13, thereby ensuring that even with a scattering
  • a transport mechanism may be provided in a further preferred embodiment, as in a longitudinal can transport in such a way that the cans on the one hand with
  • Peripheral area is located at a Einkopplungsort, the coupling of microwaves is interrupted until it is ensured that the microwave energy is introduced only in the subsequent container. Accordingly, the control of the transport device takes place.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellensterilisator zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Substanzen, vorzugsweise Getränken oder flüssigen Lebensmitteln, in dicht verschlossenen Gebinden, vorzugsweise Dosen oder Flaschen, überwiegend nicht metallischer Konsistenz, mit zumindest einem Pasteurisierungsraum, insbesondere zum Vorwärmen, Erhitzen und gegebenenfalls Abkühlen, und zumindest einem damit verbundenen Mikrowellengenerator, sowie einer Vorrichtung zum Transport des Sterilisierungsgutes durch den Pasteurisierungsraum. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von derartigen Erhitzungsräumen in Form eines Tunnels (45) hintereinander in Transportrichtung der Gebinde angeordnet ist, und dass die jeweiligen Pasteurisierungsräume (45) die Form eines Tunnels mit Erhitzungsabschnitten aufweisen, in die jeweils von zumindest einem Mikrowellengenerator, insbesondere von unten, Mikrowellen eingekoppelt werden und durch welche hintereinander angeordneten Erhitzungsräume zumindest eine Transportvorrichtung (18) für die Ein- und Ausbringung des Sterilisierungsgutes (13) führt.

Description

Mikrowellensterilisator Die Erfindung betrifft einen Mikrowellensterilisator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Nachteile bekannter Mikrowellensterilisatoren für Getränkebehälter oder ähnliche Behälter, welche in einem möglichst kontinuierlichen Behälterstrom durch den Sterilisator ziehen, liegen vor allem darin, dass die Mikrowellen durch ihre Strahlungscharakteristik in einem rechteckig begrenzten Raum nicht konzentriert und gleichmäßig in das Sterilisierungsgut geleitet werden können, wobei dann in Folge im Erhitzungsraum durch Interferenzen energiereiche und energiearme Knoten entstehen, die bekannten „Hot Spots" und „Cold Spots".
Weitere Nachteile liegen darin, dass Mikrowellen in Mikrowellenerhitzern gemäß dem Stand der Technik nie so exakt und gleichmäßig in die Masse des Sterilisierungsgutes eines vorbeiziehenden Behälterstromes geleitet werden können, wie dies zur Sterilisierung eines empfindlichen Produktes, wie zum Beispiel Eiskaffee mit Milch oder Sahne in Getränkedosen, in exakten
Pasteurisierungseinheiten ohne Temperaturüber- oder Unterschreitung unerlässlich ist. Erhitzer gemäß dem Stand der Technik können den Inhalt eines einzelnen Gebindes auch nicht genau auf eine eng begrenzte Zieltemperatur erhitzen, wobei die für die zielgerichtete Erhitzung aufzuwendende Mikrowellenenergie in Abhängigkeit vom Füllgut, der Ausgangstemperatur des
Füllgutes, dessen Füllmenge in der Dose, und deren Durchzugsgeschwindigkeit durch den Sterilisator verschieden ist. Der Fall, dass der Inhalt von Getränkedosen zum gleichen Zeitpunkt verschiedene, vom Sollwert abweichende Temperaturen im gleichen Behälterstrom aufweist, tritt zum Beispiel bereits dann ein, wenn die
Transportfortbewegung des Behälterstromes durch den Mikrowellensterilisator unvorhergesehen unterbrochen worden ist, so dass beim Wiederanfahren des Gebindetransportes die Getränkedosen einerseits verschiedene Temperaturen aufweisen und daher als Folge die exakten Bestrahlungszeiträume nicht mehr mit den erforderlichen und genau einzuhaltenden Vorgaben übereinstimmen. Der praktische Versuch mit transparenten Getränkedosen zeigt, dass die sichtbare Zerstörung, z.B.: eines milchhaltigen (proteinhaltigen) Eiskaffees, im leistungsbezogen Bestrahlungsgrenzbereich bei der Überschreitung der Zufuhr der Mikrowellenbestrahlung von nur 1-2 Sekunden schlagartig einsetzt, indem die Proteine zu einer Masse verklumpen und sich der Rest des Eiskaffees in eine bräunliche wässerige, unappetitliche Flüssigkeit zersetzt, wobei jedoch der Zeitpunkt der Produktzerstörung in den Gebinden des selben Behälterstromes nicht zwingend nach Ablauf der gleichen Bestrahlungszeit eintritt, was wiederum einen, für jede Getränkedose individuellen, kontrollierten und gesteuerten Bestrahlungszeitraum der einzelnen Behälter mit einer ebenfalls genau angepassten Bestrahlungsenergie notwendig machen würde. Weitere Abweichungen von der errechneten und auf wenige Grade sehr genau einzuhaltenden Sterilisierungs -Zieltemperatur treten aber auch bereits dann ein, wenn es zu Spannungsschwankungen im Stromnetz der Mikrowellengeneratoren kommt, bzw. wenn in einer Kaskade von Mikrowellengeneratoren einzelne Generatoren größere Toleranzen bezüglich der abgegebenen bzw. eingekoppelten Mikrowellenleistung aufweisen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellen- sterilisator der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der sich dadurch auszeichnet, dass die Mikrowellen gleichmäßig konzentriert in das Sterilisierungsgut der einzelnen Behälter eines Behälterstromes geleitet werden, ohne dass Mikrowellenenergie durch nicht erkennbare unkontrollierbare Reflexionen bzw. in Folge durch Interferenzen und ähnliche Erscheinungen lokal vermindert oder verstärkt bzw. weggeleitet wird, so dass eine gleichmäßige und homogene Erhitzung in den einzelnen Gebinden mit optimaler Energieausbeute der Mikrowellen erfolgt. Des Weiteren soll es möglich sein, dass der Inhalt eines jeden einzelnen Behälters des gesamten Behälterstromes, unabhängig von dessen Ausgangstemperatur, von dessen Füllmenge oder der
Durchzugsgeschwindigkeit des Behälterstromes, möglichst punktgenau auf eine Zieltemperatur innerhalb eines vorgegebenen engen Toleranzbereichs mit der für eine industrielle Bearbeitung bzw. Herstellung erforderlichen
Wiederholungsgenauigkeit, erhitzt werden kann, wobei gegebenenfalls
Abweichungen, die außerhalb der Temperaturtoleranzen liegen erkannt werden, und die davon betroffen Produkte aus dem Behälterstrom ausgesondert werden können.
Die gestellten Aufgaben werden mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmalen gelöst.
Von Vorteil ist es, wenn der Pasteurisierungsraum die Form eines Tunnels aufweist, welcher einen Querschnitt besitzt, der vorzugsweise einer Kreisform ähnlich ist. Dabei kann der Durchmesser des Tunnelquerschnittes vorzugsweise kleiner als die Wellenlänge der eingesetzten Mikrowellen dimensioniert sein. In den Tunnel können aus zumindest einem Mikrowellengenerator, vorzugsweise aus einer Kaskade von aneinander gereihten Mikrowellengeneratoren Mikrowellen radial eingekoppelt werden. Durch die baulichen Abstände der einzelnen Mikrowelleneinkoppelungen kann eine Struktur geschaffen werden, welche einzelnen Erhitzungskammern bzw. Pasteurisierungsräumen entspricht. Die Einkoppelung der Mikrowellen kann über Rechteckhohlleiter erfolgen, wobei die längere Seite der Rechteckhohlleiter vorzugsweise parallel oder quer zur Tunnellängsrichtung liegt. Durch den Sterilisierungstunnel kann zumindest eine Transportvorrichtung für die Ein- und Ausbringung des Sterilisierungsgutes führen, welche in Transportrichtung gesehen über längendistanzierte Mitnehmer zum längendistanzierten Transport der Gebinde verfügt, wobei die Längendistanzen so gewählt sind, dass deren Abstände vorzugsweise nicht kleiner sind als die Durchzugstiefe der Erhitzungskammern, so dass sich in jeder Erhitzungskammer im Wesentlichen jeweils nur ein Stück Gebinde zum Pasteurisieren im Durchzug befindet. Die Gebinde des Behälterstromes werden vorzugsweise in einer liegenden Lage durch den Sterilisierungstunnel transportiert, welche sich dadurch auszeichnet, dass deren Boden oder Deckel der Gebinde in Transportrichtung oder quer dazu weist, also im Durchzug deren Hochachse parallel oder quer zur Transportrichtung liegt, vergleichsweise ähnlich wie bei einer Rohrpost.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 52, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gebinde, insbesondere zylinderförmige Kunststoffdosen, der Reihe nach in liegender Stellung durch eine Anzahl von Pasteurisierungsräumen transportiert werden und in jedem Pasteurisierungsraum Mikrowellen in das Gebinde, insbesondere von unten, eingekoppelt werden und die schon erwähnten Vorteile ermöglicht, insbesondere eine gleichmäßige und rasche Erwärmung des Doseninhaltes ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Versuche in Bezug auf die Positionierung eines oder mehrerer Gebinde in einem Erhitzungsraum haben auch in dieser Tunnelkonfiguration überraschenderweise gezeigt, dass das gleichzeitige Vorhandensein bereits von nur zwei Gebinden in einer Erhitzungskammer bei gleicher Mikrowellen- Bestrahlungsdauer und -Leistung zu verschiedenen Temperaturen führt, wobei insbesondere zwischen den beiden Gebinden immer deutliche Temperaturunterschiede messbar waren. Erfindungsgemäß erfolgte eine Unterteilung des gesamten Pasteurisierungstunnels in Einzelbereiche, was einerseits durch das distanzierte Anbringen der Einkoppelungsflansche am Pasteurisierungstunnel erreicht werden konnte, bzw. andererseits durch ein längendistanziertes Transportsystem für die Gebinde des Behälterstromes. Dadurch konnte vermieden werden, dass sich zwei Behälter gleichzeitig im Strahlungsbereich einer Mikrowelleneinkoppelung befinden. Weitere Versuche haben ergeben, dass die Erhitzung des Inhaltes in Getränkedosen während des Durchzuges durch eine Pasteurisierungskammer immer dann weitgehend gleichmäßig ist, wenn sich die Einkoppelungsorte der
Mikrowellen in den Pasteurisierungstunnel überwiegend, insbesondere zur Gänze, unterhalb der durchziehenden Gebinde befinden, bzw. insbesondere wenn die
Einkoppelung mittels eines Hohlleiters von vorzugsweise rechteckigem
Querschnitt erfolgt, wobei die längere Querschnittsseite des rechteckigen Hohlleiters vorzugsweise etwa parallel zur Förderrichtung ausgerichtet ist und die mittlere Kammertiefe in Förderrichtung gesehen beispielhaft um ca. 50% - 100% größer ist als die längere Querschnittsseite eines Hohlleiters.
Weiters haben Versuche mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anlage überraschenderweise ergeben, dass die besten Ergebnisse in Bezug auf eine schnelle und gleichmäßige Erhitzung des Pasteurisierungsgutes dann erfolgte, wenn der Sterilisierungstunnel einen Querschnitt aufweist, welcher ähnlich einer Kreisform ist, wobei der Durchmesser oder die Höhe des Querschnittes nicht markant größer ist als der Durchmesser der Sterilisierungsgebinde. Diese vorstehende Konfiguration hat im Versuch Ergebnisse in Bezug auf den Wirkungsgrad eines Mikrowellensterilisators erbracht, der im Bereich von 95% - 98% der rechnerisch maximal möglichen Leistung liegt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass bei einem, der Kreisform ähnlichen Querschnitt, die eingekoppelten Mikrowellen an der Wandung des Tunnels von allen Seiten weitestgehend wieder in das Zentrum des liegenden Gebindes reflektiert und für die Erhitzung maximal wirksam werden, wobei in dieser Konfiguration weiters auch durch einen Tunneldurchmesser, der kleiner als die Wellenlänge der
Mikrowellen ist, kaum Interferenzen auftreten, und somit „Hot Spots" bzw.
Energieverluste vermieden werden.
Eine homogene Temperaturverteilung im Sterilisierungsgut wird im Wesentlichen auch dadurch erreicht, dass die Einkoppelung der Mikrowellen und damit auch die Erhitzung von unterhalb des liegenden Gebindes her erfolgt, weil physikalisch durch Konvektion innerhalb des Gebindes eine Durchmischung zwischen den anfänglich verschieden temperierten Produktschichten nur von unten nach oben erfolgen kann, wobei im Versuch dann auch tatsächlich nur mehr Temperatur-unterschiede < 5°Celsius innerhalb des Pasteurisierungsgutes nachweisbar sind.
Erfindungsgemäß kann ferner eine kontinuierliche Überwachung des Erhitzungsprozesses durch eine Reihe von Thermosensoren, insbesondere Infrarotsensoren erfolgen, welche während des Gebindedurchlaufes periodisch die Oberflächentemperatur an mehreren definierten Messpunkten der Dosen messen, 1 wobei einer entsprechenden Oberflächentemperatur eine gewisse, empirisch ermittelte Temperatur des Doseninhaltes zugeordnet wird.
Der besonders einfache Aufbau des Pasteurisierungstunnels mit einem Querschnitt ähnlich einer Kreisform entspricht im Wesentlichen einem Rohr, durch das die Gebinde in Längsrichtung durchgefördert werden.
Aus Hygienegründen erlaubt dieser Aufbau weiters die besondere Ausgestaltung in einer Form ähnlich zwei Halbschalen, einer unteren und einer oberen, wobei die untere Halbschale über Flansche fest mit den Mikrowellengeneratoren verbunden ist und die obere Halbschale über eine Mechanik abhebbar vorgesehen ist. Dadurch verfügt der Mikrowellensterilisator über eine beliebige Anzahl von mikrowellendichten Serviceöffnungen, um zum Beispiel aufgeplatzte oder hängen gebliebene Dosen aus dem Durchzugsraum rasch zugänglich manuell zu entfernen oder auch um weitergehende Reinigungen
15 durchzuführen.
Die an die Erfindung gestellten Aufgaben werden auch dadurch gelöst, dass jedes Gebinde des Behälterstromes in einer zeitlich und räumlich genau definierten Bewegung in. einer liegenden Position durch den Pasteurisierungstunnel gefördert wird, und aus einer Reihe von
20 Mikrowellengeneratoren, welche mit dem Sterilisierungstunnel verbunden und in vorzugsweise regelmäßigen Abständen entlang des Transportweges angeordnet sind, Mikrowellen dosiert nach Intensität, Zeitpunkt und/oder Zeitdauer eingekoppelt werden. Ferner können an jeder Getränkedose während des
Durchzuges durch den Sterilisator an einer Reihe von im Sterilisator entlang der
25
Durchzugsbahn angeordneten Messpunkten , insbesondere an dem auf der Dose stirnseitig aufgebördelten metallischen Deckel der von Mitnehmern der Transportanlage vor sich hergeschobenen Getränkedosen, laufend, vorzugsweise mittels Wärmebildkameras, berührungslos Temperaturmessungen vorgenommen
^0 werden. Die ermittelten Werte ergeben über eine (Computer-) Erkennung ein Ist-
Erhitzungsprofil, welches mit einem entsprechenden Soll-Erhitzungsprofil verglichen wird, wobei jedem Messpunkt am Behälterstrom eine programmierte Temperatur zugeordnet werden kann, wodurch es möglich wird, den Temperaturanstieg des Inhaltes einer jeden Getränkedose auf dem Weg durch
35 . den Sterilisator zu verfolgen und die ermittelten Temperatur-Istwerte mit
Temperatur-Sollwerten zu vergleichen. Abweichungen von Temperatur-Sollwerten können für jede einzelne Dose individuell durch eine Erhöhung, Erniedrigung oder Abschaltung der eingekoppelten Mikrowellenleistung jedes einzelnen Mikrowellengenerators kompensiert werden. Die Verwendung bzw. die Aufnahme eines Messwertes einer jeden Wärmebildkamera bzw. eines jeden Wärmesensors erfolgt, wenn eine Getränkedose verschiedene, in Förderrichtung genau definierte Messpunkte erreicht, wobei diese Positionserkennung vorzugsweise berührungslos, z.B.: durch optische, kapazitive und / oder Lasersensoren, erfolgt. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eine Welle, insbesondere die Ansteuerung der Transporteureinheit, über einen Taktgeber verfügt, welcher einen Zähler ansteuert, wodurch in Kombination einer Erkennung über den Eintritt einer Dose in den Sterilisator mit dem Taktgeber und Zähler die jeweiligen Positionen aller im Sterilisator befindlichen Getränkedosen zu jedem Zeitpunkt während des Durchzuges präzise bekannt sind. Diese Informationen können verwendet werden, um vorzugsweise jeweils immer nur den Mikrowellengenerator zur Leistungsabgabe hochzufahren, an dessen Einkoppelungsort sich eine Getränkedose befindet, wobei die für jede Getränkedose abgegebene Mikrowellenleistung darüber hinaus nur bis zur Erreichung der für diese Position erforderlichen Solltemperatur, nach Zeit und/oder Leistung, kontinuierlich oder gepulst, eingekoppelt wird. Durch diese Maßnahme wird einerseits eine relative Zieltemperatur erreicht, bzw. wird darüber hinaus keine überschüssige Energie in den Sterilisator eingekoppelt, bzw. entfällt das Erfordernis, überschüssige Mikrowellenergie über einen Isolator und einen Zirkulator wieder auszukoppeln.
Als weiterer Effekt wird auch noch die Lebensdauer der Mikrowellengeneratoren bezogen auf die Anzahl der sterilisierten Gebinde verlängert. Getränkedosen, die die Zieltemperatur nicht erreicht oder diese überschritten haben, können mit Hilfe dieser Vorgangsweise bzw. eines Mechanismus zur Aussonderung definiert werden.
Ein weiterer Vorteil der individuellen Erhitzung jeder einzelnen Getränkedose liegt darin, dass beim Nichterreichen der Solltemperatur von mehreren Gebinden in Folge sofort erkannt wird, dass eine technische Störung im Bereich der Mikrowellengeneratoren bzw. deren Energieversorgung vorliegen kann, und die Sterilisierungsanlage daher sofort angehalten werden kann.
Diese Maßnahmen zur individuellen Erhitzung jeder Getränkedose müssen nicht ausreichen, um das komplette Volumen des Doseninhaltes innerhalb der vorgegebenen Toleranz auf die gleiche Temperatur zu bringen. Temperaturunterschiede im Sterilisierungsgut können dazu führen, dass am
Messpunkt einer Getränkedose, zum Beispiel am Metalldeckel der Dose, ein Temperaturwert ermittelt wird, der nicht für den gesamten Doseninhalt zutreffend ist, wodurch es in Folge zu einer falschen Gesamtbestrahlungsleistung kommen würde, mit der Folge einer Überhitzung des Doseninhaltes, oder dass eine Sterilisierung überhaupt nicht erzielt werden könnte.
Erfindungsgemäß wird als weitere, insbesondere alternative oder zusätzliche, Maßnahme zur überwiegend homogenen Temperaturverteilung des
Sterilisierungsgutes innerhalb einer Getränkedose eine kontinuierliche, mechanische Vermischung des Doseninhaltes vorgeschlagen, vorzugsweise in der Art, dass dieser Vermischungseffekt durch verschiedene, vorzugsweise sich verändernde, Geschwindigkeiten des Transportförderers, also einer in Zugrichtung gesteuerten oszillierenden Bewegung des Transportförderers erreicht wird. Es können dazu zumindest zwei verschiedene Geschwindigkeiten vorgesehen werden, wobei die Getränkedosen vorzugsweise längs liegend in Transportrichtung achsparallel bewegt werden, wobei die Dosen im Bereich der Mikrowelleneinkoppelung mit einer kleineren Geschwindigkeit an der Einkoppelungsöffnung vorbeibewegt werden oder überhaupt zum Stillstand kommen, bzw. werden die Getränkedosen im Durchzug zwischen zwei
Einkoppelungsöffnungen, mit einer größeren oder hohen Geschwindigkeit bewegt. Dieser Transport mit zumindest zwei verschiedenen Geschwindigkeiten kommt einem Schütteln der Dosen in deren Längsrichtung gleich, was erfahrungsgemäß zu einer äußerst homogenen Temperaturverteilung im Sterilisierungsgut, also dem Doseninhalt führt.
Eine besonders gute Vermischung wird erreicht, wenn der Transport der Getränkedosen durch den Mikrowellensterilisator in der Art erfolgt, dass entlang des Sterilisierungstunnels eine Art Schub- bzw. Zugstange vorgesehen ist, von der vorzugsweise bewegliche Mitnehmer abstehen und in den
Sterilisierungsraum hineinragen. Diese Vorrichtung kann mittels einer
Antriebseinheit, z.B.: Linearmotor, Elektromagnet, Pneumatikzylinder, etc. periodisch eine oszillierende Bewegung in axialer Richtung ausführen, wobei die
Hublänge einer solche Bewegung vorzugsweise so groß ist, dass, insbesondere in einem Takt, eine Getränkedose immer von einer Mikrowellen-
Einkoppelungsöffnung zur nächsten befördert wird und somit in einer pulsierenden
Bewegung durch den Sterilisator befördert wird.
In den nachfolgenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Pasteurisierungstunnel im Aufriss
Fig. 2 Pasteurisierungstunnel im Grundriss
Fig. 3 Pasteurisierungstunnel im Seitenriss Fig. 4 Pasteurisierungstunnel mit konkaven Abschnitten Fig. 5 Pasteurisierungstunnel mit rundem Querschnitt und einer beispielhaften runden Halbschale, verschließbar Fig. 6 Pasteurisierungstunnel mit rechteckig / abgerundetem Querschnitt
Fig. 7 Pasteurisierungstunnel mit querliegend angeordneten
Einkoppelungsöffnungen
Fig. 8 Pasteurisierungstunnel mit ansteigenden und abfallenden
Transportabschnitten Fig. 9 beispielhafter Pasteurisierungstunnel im Seitenriss mit oszillierender Transportvorrichtung, Schnittbild
(Querschnitt, Schnitt AB Fig. 2),
Fig. 10 Pasteurisierungstunnel im Grundriss, Ansicht von oben,
Fig. 11 oszillierende Transportvorrichtung im Aufriss,
Fig. 12 oszillierende Transportvorrichtung im Grundriss, Fig. 13 Seitenriss eines Sterilisierungstunnels mit einem beispielhaft mittig durchlaufenden Transportförderband, Fig. 13a Abschnitt eines Transportförderbandes, Fig. 14 Aufriss eines Sterilisierungstunnels mit einem beispielhaft mittig durchlaufenden Transportförderband, Fig. 15 Rohrpasteurisierungstunnel, Grundriss
Fig. 16 Rohrpasteurisierungstunnel, Seitenriss
Fig. 17 Modulartiger Aufbau eines Sterilisators aus gleichen
Baueinheiten
Fig. 18 Sterilisierungstunnel im Schnitt
Fig. 19 Sterilisierungstunnel in Draufsicht
Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Pasteurisierungsraum eines erfindungsgemäßen Mikrowellensterilisators aus einem aus Metall gefertigten Pasteurisierungstunnel 1 welcher durch symbolische
Trennachsen 6, 9, etc., in den Distanzen D1 , D2, etc., in einzelne Erhitzungskammern 7, 8, 10, etc., bzw. Erhitzungsbereiche mit den Abschnittslängen A1 , A2, etc., unterteilt ist. Diese gedachten räumlichen Trennungen entstehen insbesondere auch durch das Verhältnis der Weiten 4, 4', etc., der Einkoppelungsflansche 3, 3', etc., zu den Distanzen D1 , D2, etc., weil erst durch eine so große Distanz ein Kammereffekt entsteht, bei dem sichergestellt ist, dass die in den Achsen 13, 14, etc., eingekoppelten Mikrowellen im Wesentlichen nur in das zu sterilisierende Gebinde eindringen und dort zur Erzielung der Reibungswärme verbraucht werden, jedoch keine Wesentliche Beeinflussung der Mikrowellenstrahlung in einem benachbarten Erhitzungsabschnitt durch
Interferenzen etc., erfolgt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Kammereffekt durch eine beispielhafte Ausgestaltung der Innenwand des Pasteurisierungsraumes gem. Fig.4 verbessert, wobei auch hier Abschnitte beispielhaft durch die Abschnittsachsen 29, 30, 31 , etc., gebildet werden, wobei aber jeweils der innere Kammerdurchmesser in den Abschnittsachsen 29, 30, 31 , etc., vorzugsweise kleiner dimensioniert ist als in den Bereichen der Einkoppelungsachsen 13, 14, etc. mit dem jeweils am größten ausgebildeten Durchmesser eines Kammerabschnittes, wodurch eingekoppelte Mikrowellenstrahlung, welche an der jeweils gegenüber liegenden Innenwand reflektiert wird, beispielhaft dargestellt durch die Pfeile 27 und 28, nach dem Reflexionsgesetz wieder in den jeweils einkoppelnden Kammerabschnitt zurückreflektiert wird. Sie gelangt dadurch nicht interferierend in die benachbarte Kammer, wodurch eine bessere spezifische Energie-ausbeute und
Temperatursteuerung erzielt wird, wobei eine solche ins Abschnittszentrum reflektierende bauseitige Vorrichtung auch für eine Ausführungsform gem. Fig.7 mit querliegenden Einkoppelungsöffnungen vorgesehen sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest die untere Hälfte des Pasteurisierungstunnels mit einem mikrowellendurchlässigen thermisch und mechanisch hochbelastbarem Kunststoff 11 , wie zum Beispiel Teflon, flüssigkeitsdicht gegen die Einkoppelungsöffnungen verschlossen. In jedem Fall sind aber die Einkoppelungsöffnungen gegen den Pasteurisierungsraum flüssigkeitsdicht und mikrowellendurchlässig verschlossen, unabhängig von deren Position.
Fig. 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, welche aus einer unteren Halbschale 1 und einer oberen Halbschale 32 besteht, wobei die beiden Halbschalen mittels eines Verschlusssystems 33 zueinander beweglich angeordnet sind, wodurch ein Öffnungsmechanismus für Servicezwecke, etc., geschaffen wird.
Fig. 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, welche sich durch eine andere Querschnittsform auszeichnet, beispielhaft eine Rechteckform ähnlicher Dimensionierung, wobei in Längsrichtung an Stelle der Ecken
Verrundungen vorgesehen sind. Ein Transportförderband 36 ist in Längsrichtung für den Transport des Behälterstroms vorgesehen, wobei die Längsdistanzierung der einzelnen Behälter durch Trennwände 37 des Transportbandes 36 erreicht wird.
Fig. 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Pasteurisierungs-tunnels 38, 39, der dadurch gekennzeichnet ist, dass beispielhafte Einkoppelungsöffnungen 40, 41 , 42, etc., mit deren breiterer Seite der Rechteckhohlleiter quer zur Transportrichtung 43 angeordnet sind, wobei die Einkoppelung der Mikrowellen auch hier vorzugsweise von der Unterseite 40 der unteren Halbschale 39 erfolgt.
Fig. 8 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Längsbahn des Pasteurisierungstunnels einschließlich dessen Transportvorrichtung durch den Sterilisator in Abschnitte A1 , A2, A3, A4, etc., unterteilt ist, welche in Folge abwechselnd nicht wesentlich ansteigend und wieder abfallend angeordnet sind, wobei aber jedenfalls durch den Effekt der Konvektion der heißere Teil eines Getränks im Gebinde jeweils nach oben strebt, also jeweils in den höher liegenden Abschnitt eines Gebindes strömt, wodurch eine kontinuierliche Vermischung verschieden temperierter Inhalte innerhalb eines Gebindes erfolgt. Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel gemäß Fig. 2 näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein:
Die Länge eines beispielhaften Erhitzungsabschnittes, bei dem die breitere Querschnittsseite des Rechteckhohlleiters parallel zur Transportrichtung, also der Tunnellängsachse liegt, ist ca. 20% - 300% größer als die Breite des Rechteckhohlleiters, vorzugsweise ca. 50% - 150% größer, insbesondere 100% größer als die größere Seite der Hohlleiteröffnung im Querschnitt. Weiters bewegt sich der Durchmesser des Pasteurisierungstunnels im Vergleich zu den Abmessungen der hier vorgesehenen Standard-Hohlleiterbreite von -50% bis
+300%, vorzugsweise zwischen -25% bis + 150%. Insbesondere ist er cirka gleich groß wie die innere Nettoweite der Querschnittsöffnung des Hohlleiters in
Standardkonfiguration. Die Achsabstände der quer zur Transportrichtung liegenden Einkoppelungsöffnungen gemäß Fig. 7 zwischen zwei benachbarten Einkoppelungsöffnungen in Transportrichtung gesehen bewegen sich zwischen 100% und 500% in Bezug auf die Länge der Querschnittsöffnung des
Rechteckhohlleiters, also bezogen auf dessen kürzere Seite, vorzugsweise zwischen 125% und 250%, insbesondere um 150%, von der im Querschnitt betrachteten Hohlleiterlänge also nochmals der kürzeren Querschnittsseite. Weiters weist der Pasteurisierungsraum 45 gemäß Fig.1 im Querschnitt einen geringen Durchmesser auf, der cirka 10% bis 100%, vorzugsweise 15% bis 50%, insbesondere ca. 20% größer ist als der Durchmesser eines liegenden Gebindes.
Gemäß dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Pasteurisierungsraum einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrowellensterilisators aus einem aus Metall gefertigten Pasteurisierungstunnel 1 , welcher im Querschnitt vorzugsweise aus zwei längs führenden Hälften, d.h. einer oberen Halbschale 1 und einer unteren Halbschale 2 ausgebildet ist, welche im Bereich der Achse 28 - 28' beidseitig mikrowellendicht aneinander liegen. Bei in einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die obere Halbschale 1 in Längsrichtung verlaufend die Transporteinheit für den Gebindetransport für die Passage durch den Sterilisator und die untere Halbschale 2 verfügt über die Einkoppelungsöffnungen der Mikrowellengeneratoren. Diese Anordnung ist beispielhaft für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Sterilisierungsgut. Bei der Einkoppelung der Mikrowellen an der Unterseite des Pasteurisierungstunnels und somit auch des zu sterilisierenden Gebindes werden zunächst die untersten Schichten der Flüssigkeit erwärmt, die dann in Folge durch Konvektion im Gebinde hochsteigen, was zu einer optimalen Vermischung von kalten und warmen Getränkeanteilen führt. Darüber hinaus ist die untere Halbschale 2 vorzugsweise über deren gesamte Baulänge mit einer mikrowellenstabilen und flüssigkeitsdichten Verkleidung, vorzugsweise einer Kunststoffverkleidung wie z.B.: Teflon, zum Schutz der darunter liegenden Mikrowellengeneratoren versehen, sofern die Einkoppelung eben von der Unterseite her erfolgt. Jedenfalls wird die Verkleidung immer nur zur räumlichen, flüssigkeitsdichten / gasdichten Trennung von Sterilisierungsraum und Einkoppelungsöffnungen vorgesehen, das heißt wenn die Einkoppelung der Mikrowellen von der Oberseite her oder seitlich erfolgt, dann ist die Verkleidung / Abdichtung eben dort vorzusehen.
Die Halbschale 1 verfügt in der beispielhaften Ausführungsform gem. Fig.
1 demgegenüber vorzugsweise nur über eine, die Mikrowellen reflektierende
Metalloberfläche, für deren reflektierende Innenfläche eine einfache Behandlung gegen Metall angreifende Substanzen ausreichend ist.
Ein Mikrowellensterilisator gemäß Fig. 1 und Fig.2 sieht in bevorzugter Ausführungsform eine Transportvorrichtung für die den Sterilisator durchlaufenden Gebinde in der Art vor, dass über die gesamte Baulänge des Pasteurisierungstunnels eine seitlich daran vorgesehene Längsführung 31 zur Aufnahme eines darin eingebetteten stangenartig ausgeformten, axial oszillierenden Bauelementes 3 geschaffen wurde. Diese Hubstange 3 wird innerhalb einer erforderlichen und daher genau festgelegten Hublänge über einen Antrieb oszillierend, also ständig vor und zurückbewegt, wobei bewegliche Mitnehmer 4, 5, 6, 7, etc., durch die Schlitze 20, 21, 22, 23, etc., der Halbschale 1 in den Sterilisierungsraum 27 ragen. Bei der Vorwärtsbewegung in Richtung 32 gemäß Fig. 3 schiebt jeweils jeder Mitnehmer eine Getränkedose vor sich her, beim Zurückziehen der Hubstange 3 in Richtung 33 gemäß Fig. 3, gleiten die
Mitnehmer 4, 5, 6, 7, etc. über die Getränkedosen ohne diese zu verschieben bis die Schubstang 3 in die Endlage bzw. Ausgangsposition 34 gemäß Fig. 2 gelangt. Die Mitnehmer 4, 5, 6, 7, etc. im Bereich der beispielhaften Lagerbuchse
17 gemäß Fig. 3 weisen ein ausreichendes Lagerspiel auf und sind dadurch äußerst leichtgängig, sodass diese vorzugsweise allein durch die Schwerkraft an den unteren Anschlag 13 gemäß Fig. 3. herabfallen, sobald die Schubstange 3 ihre Endlage bzw. Ausgangsposition 34 gemäß Fig. 2 erreicht hat. Sofern die Schubstange 3 die Ausgangslage 34 gemäß Fig. 2 in Richtung 35 geringfügig überfährt, können sämtliche Mitnehmer 4, 5, 6, 7, etc. frei in deren unterste Position 13 herabfallen und bleiben somit nicht an einer möglicherweise noch ein wenig zu weit hinten liegenden Dose hängen. Der eingangs beschriebene oszillierende Vorgang, dass sich die Schubstange 3 in Richtung 32 und dann wieder zurück gemäß der Richtung 33 nach Position 34 und 35 bewegt, wird wiederholt, um so die im Pasteurisierungstunnel befindlichen Getränkedosen oder Gebinde durch diesen so durchzubewegen, dass die Dosen oder Gebinde mit einer vorzugsweise schnellen Schubbewegung von einem Mikrowellen- Einkoppelungsort zum nachfolgend nächsten bewegt werden und dort jeweils für ein(e) vorgegebene(s) Zeitspanne bzw. Zeitintervall angehalten bleiben, um damit die exakte, positionsbezogene Mikrowellenerhitzung zu erreichen, wobei die horizontale Durchmischung des Sterilisierungsgutes der möglicherweise verschieden temperierten Abschnitte innerhalb eines jeden Gebindes durch die
Stärke der Schubbewegung der beschriebenen Transportvorrichtung erfolgt.
Figur 10 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer oberen Halbschale 1 , welche beispielhaft über eine vertiefte Längsführung 31 verfügt, welche durch die beiden Seitenwände 18 und 19 zu beiden Seiten hin verschlossen ist, und wobei die Längsführung 31 nach oben hin durch die Abdeckung 29 (Fig.1 ) mikrowellendicht verschlossen ist, wobei diese Längsführung 31 über beispielhafte
Längs- schlitze 20, 21 , 22, 23, etc., verfügt, welche sich vorzugsweise außerhalb der Mittelachse 35 befinden. Dadurch entsteht zwischen den Längsschlitzen ein Steg 36, welcher die Voraussetzung für die einstückige Ausgestaltung der Halbschale 1 darstellt, wobei sich Schlitzanfang und Schlitzende jeweils in Längsrichtung um das Maß 37 und 38 überschneiden. Die Vorschub-Bewegung der Schubstange 3 in axialer Richtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Anstieg der Beschleunigungsbewegung und der Geschwindigkeitsabfall im Zuge der Verzögerung derselben nicht eine zufällige Größe, sondern diese Verlaufskurve vielmehr eine spezifisch wählbare Größe ist, sodass vorzugsweise einer stärkeren Beschleunigung eine langsamere Verzögerung folgt, so dass die Gebinde die erforderlichen Bestrahlungspositionen möglichst nicht überschießen.
Figur 11 zeigt eine beispielhafte Schubstange 3 im Aufriss, wobei in bevorzugter Ausführungsform Mitnehmer 4, 6, etc., auf der einen Seite und Mitnehmer 5, 7, etc., auf der anderen Seite angebracht sind, wobei diese vorzugsweise durch die Schwerkraft bis an eine beispielhafte untere Anschlagfläche 13 herabfallen und an dieser anliegen, solange die Schubstange eine Bewegung aus der Ausgangslage 34 (35) in Richtung 32 vollführt. Diese Mitnehmer werden gemäß der dargestellten Bewegungslinie 39 beim Übergleiten der darunter liegenden Dosen bzw. Gebinde nach oben bewegt, wenn die Schubstange 3 im Zuge der Zurückbewegung 33 in die Ausgangslage 34 zurückfährt.
Der Antrieb der Schubstange 3 erfolgt dabei wahlweise durch einen Pneumatik oder Hydraulikzylinder, einen Linearmotor oder durch den Hub eines
Elektro-magneten, bzw. durch eine Verbindung mit einem Exzenterrad, wobei der Antrieb nicht zwingend einmalig an der Stirnseite oder in hinterer Endlage (z.B.: Position 39, Fig. 3) vorgesehen sein muss. Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführung sind mehrere kleiner dimensionierte Antriebe entlang der Schubstange 3 angebracht, welche dann vorzugsweise synchronisiert gleichzeitig arbeiten, wodurch die Schubstange 3 einer gleichmäßigeren Krafteinbringung über deren gesamte Baulänge ausgesetzt ist.
Figur 12 zeigt einen Grundriss einer Schubstange 3, wobei insbesondere die Ausnehmungen 8, 9, 10, 12, etc., erkennbar sind, welche darin die beweglichen Mitnehmer 4, 5, 6, 7, etc., aufnehmen, wobei zum Beispiel der
Mitnehmers 4 in der Freistellung 8 untergebracht ist. Der Mitnehmer 4 verfügt vorzugsweise über eine kleine Welle oder Achse, welche in der Bohrung 17 mit ausreichend Lagerspiel untergebracht ist, wobei auf der Gegenseite eine vergrößerte Öffnung 40 zur Sicherung der Achse vorgesehen ist.
Figur 13 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines vorzugsweise zweiteiligen Sterilisierungstunnels, welcher aus der oberen Halbschale 91 und der unteren Halbschale 92 besteht, wobei zwischen den beiden Halbschalen beispielhaft beidseitig ein funktionell ausreichend großer Freiraum 96 vorgesehen ist, dass durch diesen ein längslaufendes Förderband
113 durchbewegt werden kann. Dieses Förderband ist dadurch auszeichnet, dass dieses gemäß Fig. 13a in periodischen Abständen über Freistellungen 121 verfügt, wobei diese Freistellungen so angeordnet sind, dass diese mit den Positionen der Einkoppelungsorte 119, 119', 119" etc., übereinstimmen, sodass sich gemäß Fig. 14 im Durchzug des Behälterstromes, insbesondere gleichzeitig, über jedem Einkoppelungsort eine Getränkedose befindet, wobei diese Getränkedosen durch die auf dem Förderband 113 angebrachten Mitnehmer 120 vor sich hergeschoben werden.
Figur 15 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Pasteurisierungs-tunnels, welcher einstückig aus einem Rohrkörper 42 besteht, wobei weiters eine Reihe von Öffnungen vorgesehen ist, an welche über die beispielhaften Flanschverbindungen 48, 50, 52, 54, etc., die Hohlwellenleiter 49, 51 , 53, 55, etc., zur Einkoppelung von Mikrowellen angebracht sind. Es sind Schlitze 44, 45, 46, 47, etc., in Längsrichtung vorgesehen, durch welche wiederum Mitnehmer in den Sterilisierungsraum 41 ragen, um Getränkegebinde durch den Sterilisierungsraum in Pfeilrichtung 50 vor sich herschiebend zu fördern. Der Sterilisierungsraum 41 verfügt in bevorzugter Ausführungsform ebenfalls über eine Innenverkleidung 43 aus vorzugsweise Mikrowellen resistentem Kunststoff wie z.B.
Teflon zur Abdichtung der Mikrowellen-einkoppelungsöffnungen. Der Sterilisierungstunnel wird vorzugsweise in den Maschinenrahmen eingebaut, sodass dieser einen Neigungswinkel gegenüber die Maschinengrundebene einnimmt, sodass im Falle von zerstörten Gebinden mit Inhaltsaustritt eine Reinigung des Tunnels durch einseitiges Einbringen einer Reinigungsflüssigkeit erfolgen kann, wobei die Flüssigkeit auf der geneigten Seite austritt und von dort ausgeleitet werden kann.
Figur 17 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines
Mikrowellensterilisators, welcher aus einer beliebigen Anzahl baugleicher Module
61 , 62, 63, 64, etc., besteht, welche in den Achsbereichen 76, 77, 78, etc., mikrowellendicht miteinander mechanisch verbunden sind. Jedes Modul verfügt vorzugsweise über eine eigene verfahrbare Schiebe- / Zugeinheit zum Transport der Gebinde, hier symbolisch dargestellt durch die Vektoren 66, 67, 68, 69, etc. Die Transporteinheiten einer Modulgruppe werden durch eine gemeinsame
Schiebe- / Zugeinheit 74 in den Punkten 70, 71, 72, 73, etc., verbunden, wodurch ein einheitliches Transportsystem für einen beliebig langen Sterilisatortunnel entsteht, wobei jedes Modul über eigene Mikrowelleneinkoppelungen 65 verfügt.
Die Gebinde 3 sind vorteilhafterweise zylinderförmige Dosen aus Glas oder Kunststoff, allenfalls mit Aluminiumdeckeln.
Fig. 18 zeigt einen Sterilisierungstunnel 1 im Aufriss als Schnittbild und Fig. 19 in Draufsicht mit beispielhaft dargestellten Getränkegebinden bzw. insbesondere zylinderförmigen Dosen 3, welche quer liegend durch den Sterilisierungstunnel 1 in Förderrichtung 6 bewegt werden.
1 Anstelle des dargestellten Transportportmechanismus einer
Transportkette können auch andere Transportmechanismen eingesetzt werden. Die Getränkedosen 3 liegen zwischen den Transportrollen 5 der Transportkette, welche durch die Verbindungselemente 4 genau längsdistanziert verbunden sind, sodass die Getränkedosen 3 wie in Fig. 19 als strichlierte Dosenabbildung 13 dargestellt, insbesondere gleichzeitig, jeweils genau über den Hohlleiter Einkoppelungs-öffnungen zu liegen kommen.
Grundsätzlich können auch bei dieser weiteren Ausführungsform die selben technischen Merkmale wie bei einem Dosentransport der Dosen in Längsrichtung verwirklicht werden, um bei den Geschwindigkeitsänderungen beim Anhalten und der Geschwindigkeitsaufnahme ein Durchmischen des Doseninhaltes zu erreichen. Insbesondere können zumindest zwei verschiedene Transportgeschwindigkeiten vorgesehen werden. Es erfolgt ein zeitlich definierter
15 Pulsbetrieb mit Leistungsabgabe durch die Einkoppelungsöffnungen, wenn
Dosen im definierten Einkoppelungsbereich vorhanden sind, um dadurch eine gleiche Temperatur der Gebindeinhalte aller Getränkedosen zu erhalten, und um zu verhindern, dass Dosen in beliebiger Transportposition durch unkontrollierte Mikrowelleneinkoppelung verschieden erhitzt werden könnten. Durch die 0 Rotation der Dosen 3 beim Transport erfolgt ebenfalls eine Durchmischung des
Doseninhalts.
Fig. 18 zeigt weiters, dass die Höhe 7 des Sterilisierungstunnels nur um den Betrag X größer ist als der Durchmesser der Dose 3.
Auch die Breite 8 ist nur um den Wert X breiter als die Höhe einer Dose
25
13. Vorzugsweise werden die Dosen 3 mittig liegend durch die
Partierungskammem bewegt.
Der Hohlleiter 2 ist vorzugsweise um den Betrag X kleiner als der Dosenquerschnitt 13, dadurch wird sichergestellt, dass selbst bei einer Streuung
_0 der eingekoppelten Mikrowellen die gesamte Energie in das zu sterilisierende
Produkt geleitet wird.
Bei dieser Ausführungsform kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform jedenfalls auch ein Transportmechanismus wie bei einem Dosenlängstransport in der Art vorgesehen sein, dass die Dosen einerseits mit
35 einer Art Schubstange oder andererseits durch ein im Sterilisierungstunnel in dessen Längsrichtung verlaufendes Transportband mit abstehenden Mitnehmern immer nur um eine Position weiter zum nachfolgenden Einkoppelungsort gefördert werden, und jeweils dort in eine genau positionierte feststehende und damit unbewegliche Vertiefung einrollen und in dieser für eine vorgegebene ^ Zeitspanne stabil zu liegen kommen, bis die Gebinde durch die nächstfolgende
Schubbewegung in die nächste Position befördert werden.
Sofern es beim Transport zu einer Überschneidung derart kommt, dass sich der Endbereich eines Gebindes sowie der Anfangsbereich des 5 nachfolgenden Gebindes in demselben Mikrowellenfeld bzw. dessen
Randbereich an einem Einkopplungsort befindet, wird die Einkopplung von Mikrowellen so lange unterbrochen bis sichergestellt ist, dass die Mikrowellenenergie nur in das nachfolgende Gebinde eingebracht wird. Entsprechend erfolgt die Steuerung der Transportvorrichtung. Durch
Überwachung der Lage der Dosen kann eine derartige Lageungenauigkeit von Gebinden festgestellt werden.
Ganz allgemein folgen die Einkopplungsabschnitte bzw. Pasteurisierungsräume unmittelbar aufeinander, insbesondere mit der Vorgabe, 5 dass Mikrowellenenergie in einem Abschnitt nur in eine Dose eingekoppelt wird.
0
5
0
5

Claims

Patentansprüche:
1. Mikrowellensterilisator zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Substanzen, vorzugsweise Getränken oder flüssigen Lebensmitteln, in dicht verschlossenen Gebinden, vorzugsweise Dosen oder Flaschen, überwiegend nicht metallischer Konsistenz, mit zumindest einem Pasteurisierungsraum, insbesondere zum Vorwärmen, Erhitzen und gegebenenfalls Abkühlen, und zumindest einem damit verbundenen Mikrowellengenerator, sowie einer Vorrichtung zum Transport des Sterilisierungsgutes durch den Pasteurisierungsraum, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von derartigen Erhitzungsräumen in Form eines Tunnels (45) hintereinander in Transportrichtung der Gebinde angeordnet ist, und dass die jeweiligen Pasteurisierungsräume bzw. -abschnitte (45) die Form eines Tunnels mit Erhitzungsabschnitten aufweisen, in die jeweils von zumindest einem Mikrowellengenerator, insbesondere von unten, Mikrowellen eingekoppelt werden und durch welche hintereinander angeordneten Erhitzungsräume zumindest eine Transportvorrichtung ( 18 ) für die Ein- und Ausbringung des Sterilisierungsgutes ( 13 ) führt. (Fig. 1 , 2)
2. Mikrowellensterilisator zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Substanzen, vorzugsweise Getränken oder flüssigen Lebensmitteln, in dicht verschlossenen Gebinden, vorzugsweise Dosen oder Flaschen, überwiegend nicht metallischer Konsistenz, mit zumindest einem Pasteurisierungsraum, insbesondere zum Vorwärmen, Erhitzen und gegebenenfalls Abkühlen, und zumindest einen damit verbundenen
Mikrowellengenerator, sowie einer Vorrichtung zum Transport des Sterilisierungsgutes durch den Pasteurisierungsraum, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die jeweiligen
Pasteurisierungsraum (räume) (45) die Form eines Tunnels aufweist, in den oder in dessen Abschnitte die jeweils von zumindest einem Mikrowellengenerator, insbesondere von unten, Mikrowellen eingekoppelt werden und durch welchen Tunnel zumindest eine Transportvorrichtung (18) für die Ein- und Ausbringung des Sterilisierungsgutes (13) führt (Hg. 1 , 2)
3. Mikrowellensterilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungsraum (45) einen Querschnitt (2) aufweist, der einer Kreisform ähnlich ist.
4. Mikrowellensterilisator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungsraum (45) Fig.1 im Querschnitt eine(n) Querschnittsfläche oder einen Durchmesser aufweist, die (der) cirka 10% bis 100%, vorzugsweise 15% bis 50% größer ist als der Durchmesser eines liegenden Gebindes.
5. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungstunnel (45) in Längsrichtung eine Anzahl von Erhitzungsabschnitten (29-30, 30-31 , etc.) aufweist, wobei die Länge und Lage dieser Abschnitte durch die Breite (5, 5', 5"), der Hohlleiteröffnung und den Abstand der Hohlleiterachsen (13, 14, 51 , etc.) bestimmt ist. (Fig. 4)
6. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungsraum ( 45 ) flüssigkeitsdicht und gasdicht gegen die Öffnungen der Hohlleiter ( 5, 5', 5") vorzugsweise durch eine Auskleidung (11) abgedichtet ist.
7. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Pasteurisierungsraum ( 45 ) eine Transportvorrichtung (
36 ) in Form eines Transportbandes oder einer Transportkette geführt ist.
8. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ( 36), z.B. als abstehende Mitnehmer, ausgebildete Fortsätze ( 37, 37', 37", etc.,) aufweist.
9. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Mitnehmer ausgebildeten Fortsätze ( 37, 37', 37", etc.,) auf der Transportvorrichtung in periodischen Abständen angeordnet sind.
10. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ' dadurch gekennzeichnet, dass die Gebinde des Behälterstromes in einer liegenden Position durch den Pasteurisierungstunnel (45) transportiert werden, wobei deren Bodenseite oder Deckelseite in oder quer zur Transportrichtung weisen also im Durchzug die Gebindehochachse parallel oder senkrecht zur Transportrichtung liegt.
11. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Erhitzungsabschnittes, bei dem die breitere Querschnittsseite des Rechteckhohlleiters parallel zur Transportrichtung, also der Tunnellängsachse liegt, ca. 20% - 300% größer ist als die Breite des Rechteckhohlleiters, und vorzugsweise ca. 50% - 150%, insbesondere 100%, größer ist als die größere Seite der Hohlleiteröffnung im Querschnitt.
12. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Erhitzungsabschnitt ( A1 , A2, A3, etc., ) des Pasteurisierungstunnels (45) durch die Öffnungen ( 5, 5', 5", etc.) über eine eigene
Mikrowelleneinkoppelung verfügt. (Fig. 4)
13. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwischen einem Mikrowellengenerator und dem jeweiligen Abschnitt (A1 , A2, A3, etc.,) des Pasteurisierungsraumes (45) ein Isolator/ Zirkulator vorgesehen ist, welcher nicht verbrauchte Mikrowellen aus den Abschnitten des Pasteurisierungstunnels ( 45 ) ausleitet.
14. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenabstände der Mitnehmer ( 37, 37', 37", etc., ) der Transportvorrichtung (36) so bemessen sind, dass sich beim endlosen Durchlauf in jedem Erhitzungsabschnitt oberhalb der Einkoppelungsöffnungen ( 13, 14, 57, etc.,) des Pasteurisierungstunnels (45) im Wesentlichen jeweils nur ein Stück Pasteurisierungsgut befindet. (Fig. 6)
0 15. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Einkoppelungsöffnungen in den Pasteurisierungsraum (45) in einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Transportrichtung, welche parallel zur Tunnelachse verläuft, einheitlich und/oder verschieden gruppiert, angeordnet sind.
5
16) Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungstunnel (45) in seiner Längsrichtung aufgrund einer Halbschalenbauweise und durch einen Öffnungsmechanismus (33) eine Anzahl von Wartungsöffnungen (32) vorsieht, welche mikrowellendicht verschließbar und mit Q Sicherheitsschaltungen versehen sind. (Fig. 5)
17. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass über den gesamten Bereich des Pasteurisierungstunnels (45) Thermo- Messsensoren vorgesehen sind, wobei die Erwärmung der Gebinde des 5 Behälterstromes während des gesamten Durchzuges durch den Sterilisator überwacht und gesteuert wird.
18. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebinde am Ende der Erhitzungsphase einer Abkühlungsvorrichtung zugeführt werden.
19. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (A1 , A2, A3, etc.,) des Pasteurisierungsraum (45) in Bezug auf die Längsrichtung des Pasteurisierungstunnels (45) einen konkaven Querschnitt aufweisen.
20. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbahn des Pasteurisierungstunnels einschließlich dessen Transport-vorrichtung durch den Sterilisator in Abschnitte (A1 , A2, A3, A4, etc.) unterteilt ist, welche in Folge abwechselnd ansteigend und wieder abfallend angeordnet sind bzw. ansteigende und abfallende Innenwandfläche aufweisen.
21. Mikrowellensterilisator zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Substanzen, vorzugsweise Getränken oder flüssigen Lebensmitteln, in dicht verschlossenen Gebinden, vorzugsweise Dosen oder Flaschen überwiegend nicht metallischer Konsistenz, mit zumindest einem Pasteurisierungsraum, insbesondere zum Vorwärmen und Erhitzen, und zumindest einen, damit verbundenen 0 Mikrowellengenerator, sowie einer Vorrichtung zum Transport des Sterilisierungsgutes durch den Pasteurisierungsraum, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung eine Schubeinheit ( 3 ) und/oder eine mit Freistellungen durchsetzte Zugeinheit ( 113 ) umfasst, wobei mit der Schubeinheit ( 3 ) verbundene Mitnehmer ( 4 ) oder mit der 5
Zugeinheit ( 1 13 ) verbundenen Mitnehmer ( 120 ) die zu befördernden Gebinde, vorzugsweise Dosen oder Flaschen (115, 116, 117 ) mit variabler Geschwindigkeit durch den Sterilisierungstunnel ( 27, 114 ) ziehen oder schieben.
π 22. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sterilisator über einen Sterilisierungstunnel verfügt, an dem eine Reihe von, vorzugsweise in regelmäßigen Längsabständen angeordneten, Einkoppelungsöffnungen (56, 57, 58, 59) vorgesehen ist, durch welche Mikrowellen zur Erhitzung des Sterilisierungsgutes eingekoppelt werden. 5
23 Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport der zu sterilisierenden Gebinde, insbesondere Dosen oder Flaschen, in Längsrichtung durch den Sterilisierungstunnel erfolgt.
24. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport der zu sterilisierenden Gefäße durch den Sterilisierungstunnel (115, 116, 117, etc.,) jeweils zwischen zwei Einkoppelungsöffnungen mit zumindest zwei verschieden großen, insbesondere sich abrupt ändernden, Geschwindigkeiten erfolgt, wodurch ein Effekt entsteht, der einem Schütteln des Gebindeinhaltes in Längsrichtung gleichkommt, was eine Vermischung verschieden temperierter Flüssigkeitsanteile innerhalb des Gebindes zur Folge hat.
25. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Pasteurisierungstunnels eine Längsführung ( 31 ) vorgesehen ist, welche zur Aufnahme, zumindest einer axial verfahrbaren Schub- Zugstangeneinheit ausgebildet ist.
26. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in die Führung ( 31 ) eine axial verfahrbare Schub- / Zugstange ( 3 ) eingebettet ist, welche über eine beliebige Anzahl von Mitnehmern ( 4, 5, 6, 7, etc., ) verfügt.
27. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schub- / Zugstange ( 3 ) für jeden Mitnehmer über eine Anschlagfläche ( 13 ) verfügt, wobei diese Fläche auch den maximalen Bewegungswinkel des Mitnehmers nach unten hin begrenzt.
28. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Sterilisierungsraum aus zwei Halbschalen besteht, und zwar aus der oberen Halbschale ( 1 ) und aus der unteren Halbschale ( 2 ), wodurch der Sterilisierungstunnel für Reinigung oder Wartungszwecke geöffnet werden kann.
29. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sterilisierungstunnel vorgesehen ist, welcher einstückig aus einer Rohreinheit ausgebildet ist.
30. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellensterilisator aus vorzugsweise baugleichen Modulen zusammengesetzt ist, welche mikrowellendicht mechanisch verbunden sind.
31. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch ^ gekennzeichnet, dass jedes Modul vorzugsweise über eine eigene Schub- /
Zugstange (66, 67, 68, 69, etc.,) verfügt.
32. Mikrowellensterilisator nach einem der Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Schub- / Zugstangen mechanisch verbunden sind.
33. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul ( 61 , 62, 63, 64, etc.,) über einen eigenen Antrieb seiner Schub- / Zugstange für dessen modulare Transportförderung verfügt, wobei die Synchronisierung der Transportbewegung aller einzelnen Module auf elektrischem Wege erfolgt.
34. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch 15 gekennzeichnet, dass der Sterilisierungstunnel (7) über Schlitze ( 44, 45, 46, 47, etc.,) verfügt, welche in Längsrichtung verlaufen und außerhalb der Tunnelmitte verlaufen, sodass zwischen den Schlitzen ein Steg (80) verbleibt, oder welche Schlitze ( 20, 21 , 22, 23, etc., ) längs verlaufen, wobei ein Steg ( 36 ) verbleibt.
0 35. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schub- / Zugstange über einen axialen, insbesondere zur Längsachse des Patentsicherungsprogramms parallel verlaufender Antrieb verfügt, beispielhaft einen Pneumatik- bzw. Hydraulikzylinder oder einen Linearmotor oder
Elektrohubmagnet oder einen Excenterantrieb. 25
36) Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer ( 4, 5, etc., ) in den Sterilisierungsraum (27) hineinragen, und dadurch bei der Vorwärtsbewegung der Schub- / Zugstange (3) die __ Gebinde um jeweils eine Hublänge in Zugrichtung nach vorne schieben, und diese Gebinde bei der Rückwärtsbewegung übergleiten und dass bei der jeweils folgenden Hubbewegung dieser Vorgang wiederholt wird.
37. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch 35 gekennzeichnet, dass die Schub- / Zugstange ( 3 ) die hintere Endlage ( 34 ) um eine definierte Länge bis in die Position ( 35 ) überfährt um dadurch sicherzustellen, dass die Mitnehmer der Zugstange ( 3 ) frei und somit durch kein Gebinde in der Vertikalbewegung behindert, vorzugsweise durch Schwerkraft, in die unter Endlage an den Anschlag ( 13 ) herunterfallen können. 1
38. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass zur Förderung des Sterilisierungsgutes ein Transportband
(113) vorgesehen ist. 5
39. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband ( 113 ) über davon abstehende Mitnehmer ( 120 ) verfügt.
10
40. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband ( 113 ) über eine beliebige Anzahl von aufeinander folgenden Freistellungsöffnungen ( 121 ) verfügt, innerhalb der sich die Gebinde (1 15 ) während des Transportes durch den Sterilisierungstunnel befinden.
15
41. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellungen ( 121 ) des Transportbandes ( 113 ) vorzugsweise in den selben Abständen angeordnet sind, wie die Einkoppelungsöffnungen der Mikrowelleneinkoppelungen, sodass während der
20 Transportbewegung jeweils ein Gebinde ( 115, 116, 117, etc.,) über einer Einkoppelungsöffnung ( 119, 119', 119", etc.,) zu stehen kommt.
42. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Halbschalen ( 1 und 2 ) eine Freistellung
25
( 96 ) verbleibt, durch welche die Bandführung für den Gebindetransport erfolgt.
43. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Freistellung ( 96 ) zumindest so groß ist, dass
^0 es zu keiner elektrischen Entladung der Hochfrequenz zwischen der oberen und er unteren Begrenzungsfläche einer jeden Halbschale ( 91 , 92 ) kommt.
44. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Temperatur des Gebindeinhaltes
35 vorzugsweise über die Aluminium-Verdeckelung des Gebindes mittels einer Wärmekamera bzw. eines Wärmesensors an einer beliebigen bzw. vorgegebenen Anzahl von Positionen entlang des Sterilisierungstunnels erfolgt.
45. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der mittels der Wärmesensoren ermittelten Ist-Temperatur die Leistung der nachfolgenden Mikrowellen-generatoren zur Erzielung der Soll-Temperatur bzw. im Überhitzungsfall durch einen Teillastbetrieb und/oder Pulsbetrieb und/oder Abschaltung von Generatoren angepasst wird bzw. bei einer zu geringen Temperatur das entsprechende Gebinde wegen mangelnder Pasteurisierung ausgesondert wird.
46. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellengeneratoren vorzugsweise nur dann Leistung abgeben, das heißt Mikrowellen in den Sterilisierungsraum einkoppeln, wenn sich ein Gebinde im Bereich einer Einkoppelungsöffnung befindet.
47. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Gebinde zwischen den
Einkoppelungsöffnungen sowie deren Verzögerung nicht willkürlich erfolgen, sondern vielmehr gesteuerte Bewegungsgrößen darstellen.
48. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Pasteurisierungstunnel insbesondere innerhalb der aufgestellten Maschine gegenüber der Erdoberfläche über einen Neigungswinkel verfügt.
49. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungstunnel über eine Kühlvorrichtung für den auf eine Kunststoffdose aufgebrachten Aluminium-Deckel verfügt, um dadurch den empfindlichen Verbindungsbereich zwischen Kunststoffdose und dem darauf verrollten Alu-Deckel im Hochtemperaturbereich zu schonen.
50. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebinde (3) durch den Pasteurisierungstunnel (45) gerollt werden und vorzugsweise in Vertiefungen der Mikrowelleneinkopplungsorte für eine bestimmte Zeitspanne angehalten werden.
51. Mikrowellensterilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Sterilisierungstunnels (45) um einen vorgegebenen Betrag (X) größer ist als der Durchmesser des insbesondere zylinderförmigen Gebindes (3) und die Breite des Sterilisierungstunnels (45) um den selben Betrag (X) größer ist als die Höhe des Gebindes (3), wobei vorteilhafterweise der Betrag (X) 10 - 30 %, vorzugsweise 15 bis 25 %, des Durchmessers der Dose (3) beträgt.
52. Verfahren zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Substanzen, vorzugsweise Getränken oder flüssigen Lebensmitteln in dicht verschlossenen Gebinden, überwiegend nichtmetallischer Konsistenz, insbesondere aus Kunststoff oder Glas, gegebenenfalls mit aus Aluminium bestehenden Deckeln, mit einem Mikrowellensterilisator, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebinde, insbesondere zylinderförmige Kunststoffdosen, der Reihe nach in liegender Stellung durch eine Anzahl von Pasteurisierungsräumen transportiert werden und in jedem Pasteurisierungsraum Mikrowellen in das Gebinde, insbesondere von unten, eingekoppelt werden.
53. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebinde in den einzelnen Pasteurisierungsräumen zur Einstrahlung von Mikrowellen angehalten werden.
54. Verfahren nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit und/oder die Temperatur der Gebinde überwacht bzw. gesteuert wird, insbesondere dass die Temperatur der Gebinde laufend gemessen und mit einer Sollwerttemperatur verglichen wird.
55. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass es beim Transport zu einer Überschneidung derart kommt, dass sich der Endbereich eines Gebindes sowie der Anfangsbereich des nachfolgenden Gebindes in demselben Mikrowellenfeld bzw. dessen Randbereich an einem Einkopplungsort befindet, die Einkopplung von Mikrowellen so lange unterbrochen wird, bis sichergestellt ist, dass die Mikrowellenenergie nur in das nachfolgende Gebinde eingebracht wird.
PCT/AT2007/000171 2006-04-20 2007-04-13 Mikrowellensterilisator Ceased WO2007121494A2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA676/2006 2006-04-20
AT6762006A AT502609A1 (de) 2005-09-29 2006-04-20 Mikrowellensterilisator / mikrowellenpasteur
ATA77/2007 2007-01-15
AT772007A AT504716A1 (de) 2007-01-15 2007-01-15 Mikrowellen sterilisator, transportvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007121494A2 true WO2007121494A2 (de) 2007-11-01
WO2007121494A3 WO2007121494A3 (de) 2007-12-27

Family

ID=38283091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2007/000171 Ceased WO2007121494A2 (de) 2006-04-20 2007-04-13 Mikrowellensterilisator

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2007121494A2 (de)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO873952L (no) * 1986-09-23 1988-03-24 Keyes Uk Ltd Fremgangsmaate for pakking av en matvare.
JPH0622537B2 (ja) * 1987-09-29 1994-03-30 凸版印刷株式会社 マイクロ波加熱殺菌方法
JPH0761248B2 (ja) * 1988-02-22 1995-07-05 凸版印刷株式会社 マイクロ波加熱殺菌方法
JPH0761249B2 (ja) * 1988-03-28 1995-07-05 凸版印刷株式会社 マイクロ波加熱殺菌装置
DE10138938A1 (de) * 2001-08-08 2003-02-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Sterilisation von Behältnissen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007121494A3 (de) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2331148B1 (de) Vorrichtung zum sterilisieren von verschlüssen
EP2021161B1 (de) Verfahren zum erwärmen von kunststoffrohlingen mit mikrowellen
DE69205296T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbewahrung von biologischen Produkten.
EP0358876B1 (de) Arbeitsverfahren und Vorrichtung zum gleichmässigen Erwärmen mittels Mikrowelle
EP0891526B1 (de) Vorrichtungen zur wärmebehandlung von schüttgütern in schnecken-förderern und verfahren zum trocknen von schüttgut
EP0393231B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von medizinischen Sonderabfällen
DE2411817A1 (de) Sterilisationsvorrichtung
DE2100818A1 (de) Vorrichtung zum Erwärmen, Garen, Braten und Auftauen von Speisen
EP0782686B1 (de) Beschickungsanlagen für behandlungsanlagen von in gefässen oder behältnissen befindlichen stoffen
EP1450867B2 (de) Sterilisiertunnel für pharmazeutische behältnisse
EP2338830B1 (de) Kühleinrichtung zum Stabilisieren einer Behältnisstruktur
EP2627959A1 (de) Be- und entladevorrichtung für eine gefriertrocknungsanlage
DE2149122A1 (de) Anlage zum sterilisieren von mit gut, insbesondere mit lebens- oder genussmitteln, gefuellten packungen
DE2244560C3 (de) Vorrichtung zur Dampfbehandlung von Nahrungsmitteln
DE69516585T2 (de) Autoklav zum kontinuierlichen Kochen und Sterilisieren von Lebensmitteln
AT504716A1 (de) Mikrowellen sterilisator, transportvorrichtung
WO2007121494A2 (de) Mikrowellensterilisator
DE2251455A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln von artikeln mit einem sterilisierungsmedium
EP3755506B1 (de) Anlage zum herstellen von verzehrgut
DD283939A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur mikrowellen-sterilisation von ampullen
EP3035803B1 (de) Vorrichtung zum backen von teiglingen
EP1352571A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erhitzung von in Trays eingesiegelten Fertiggerichten mit Mikrowellen
EP2313117B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur detektion von glasbruch in einem durchlauf-sterilisiertunnel
DE102019106261B4 (de) Verfahren und anlage, insbesondere in modulbauweise, zur, vorzugsweise kontinuierlichen, mikrowellen-gefriertrockung von pharmazeutischen wirkstoffen und, insbesondere essbaren, schäumen, extrakten, konzentraten und pürees auf fruchtbasis in vials und trays
AT502609A1 (de) Mikrowellensterilisator / mikrowellenpasteur

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07718387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07718387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2