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Dokumentenidentifikation DE69727139T2 14.10.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000910450
Titel ZWISCHENGESCHALTETE ENTGASUNGSVORRICHTUNG IN THERMISCHEN BEHANDLUNGSSYSTEMEN
Anmelder Tetra Laval Holdings Finance SA, Pully, CH
Erfinder HELLENSCHMIDT, P., Stephen, Highland Village, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69727139
Vertragsstaaten AT, CH, DE, ES, GB, IT, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.04.1997
EP-Aktenzeichen 979234648
WO-Anmeldetag 22.04.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/06984
WO-Veröffentlichungsnummer 9740905
WO-Veröffentlichungsdatum 06.11.1997
EP-Offenlegungsdatum 28.04.1999
EP date of grant 07.01.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.10.2004
IPC-Hauptklasse B01D 19/00

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entgasungsbehälter, der in einer Wärmebehandlungs- und Verpackungsanlage verwendet werden kann, die einen Entgasungszwischenbehälter einsetzen, um eine wärmebehandelte Hotfill-Flüssigkeit vor dem Abfüllen durch eine Verpackungsmaschine zu entgasen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Seit kurzer Zeit gibt es einen steigenden Bedarf an Hotfill-Getränken. Solche Getränke werden in der Regel auf eine Temperatur erwärmt, die dazu ausreicht, das Getränk sowie den Behälter, in den das Getränk eingefüllt wird, zu sterilisieren. Somit enthalten diese Getränke allgemein keine Konservierungsmittel.

Eine herkömmliche zur Wärmebehandlung des Getränks und Einfüllung des Getränks in einzelne Behälter zum anschließenden Verzehr verwendete Anlage wird in 1 dargestellt. Wie gezeigt, enthält die bei 10 allgemein gezeigte Behandlungsanlage eine Wärmebehandlungseinheit 15, einen Zwischenlagerungsbehälter 20 und eine Verpackungsmaschine 25. Die Wärmebehandlungseinheit 15 nimmt das unbehandelte Getränk auf und erwärmt es auf eine zur Desinfektion des Getränks sowie des Behälters, in den es letztendlich eingefüllt wird, ausreichende Temperatur. Dann wird das wärmebehandelte Getränk durch zum Beispiel ein oder mehrere Rohre 30 zum Eingang des Zwischenlagerungsbehälters 20 befördert. Der Zwischenlagerungsbehälter 20 wirkt als Puffer zwischen der Wärmebehandlungseinheit 15 und der Verpackungsmaschine 25. Solch ein Puffer ist in der Regel zum Ausgleich des Unterschieds zwischen dem allgemein konstanten Ausgabedurchfluss der Wärmebehandlungseinheit 15 und den allgemein variablen Getränkeeingabeerfordernisses der Verpackungsmaschine 25 erforderlich. Das wärmebehandelte Hotfill-Getränk wird durch ein oder mehrere Rohre 35 zur Verpackungsmaschine 25 weitergeleitet. In der Verpackungsmaschine 25 wird das Hotfill-Getränk in Behälter, wie zum Beispiel Glasflaschen oder -gefäße, Dosen, PET- oder andere Polymerbehälter usw., eingefüllt. In der US-A-1095463 wird eine Vorrichtung zum Entfernen von Luft aus Wasser offenbart. Das zu entlüftende Wasser tritt in den Boden eines geschlossenen Gefäßes ein, in dem eine Platte vorgesehen ist, die das Wasser in einem regenschirmförmigen Strom abgibt.

Mit steigender Verbrauchernachfrage nach Hotfill-Getränken werden steigende Anforderungen an die Wärmebehandlungs- und Abfüllanlagen gestellt. Insbesondere besteht nun das Erfordernis, die Abfüllgeschwindigkeit der Anlage zu erhöhen, um der erhöhten Verbrauchsrate von Hotfill-Getränken durch den Verbraucher zu entsprechen.

AUFGABEN DER ERFINDUNG

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung der Abfüllgeschwindigkeit einer Hotfill-Behandlungsanlage.

Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung des Schäumens eines Produkts während des Hotfill-Vorgangs.

Noch eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung des Schäumens von Orangensaft während des Hotfill-Vorgangs.

LÖSUNG

Diese und andere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung wie im Folgenden angeführt gelöst.

Eine Lösung ist eine Wärmebehandlungs- und Abfüllanlage, die es einem mit zum Beispiel einer herkömmlichen Wärmebehandlungseinheit und einer herkömmlichen Verpackungsmaschine ausgestatteten Anlage ermöglicht, einen erhöhten Durchsatz aufzuweisen, um den zusätzlichen Anforderungen, die durch den Verpacker an diese Anlage gestellt worden sind, zu genügen. Dazu ist bei der vorliegenden Erfindung erkannt worden, dass die Abfüllgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine einer solchen Anlage oftmals durch das Vorhandensein von Gasen begrenzt wird, die von der Hotfill-Flüssigkeit infolge der Wärmebehandlung abgegeben werden. In dem Produkt, insbesondere in breiartigen Produkten, wie zum Beispiel Orangensaft, verbleibende überschüssige freie Gase bewirken aufgrund des Schäumens, das bei der Abgabe des Produktes in den Behälter auftritt, „Niedrigfüllungen". Infolgedessen müssen die herkömmlichen Anlagen oftmals mit einer bedeutend geringeren Abfüllgeschwindigkeit im Vergleich zu ihrer maximalen Abfüllgeschwindigkeit betrieben werden.

Um diesem Problem entgegenzuwirken, wird eine Wärmebehandlungsanlage zur Behandlung eines flüssigen Hotfill-Produktes und Befüllen von Behältern mit dem flüssigen Hotfill-Produkt angeführt, die Folgendes umfasst: 1) eine Wärmebehandlungseinheit zur Wärmebehandlung des flüssigen Hotfill-Produktes; 2) eine Verpackungsmaschine zum Befüllen einzelner Behälter mit dem flüssigen Hotfill-Produkt; und 3) einen Entgasungszwischenbehälter. Der Entgasungszwischenbehälter umfasst einen Behälterkörper mit einem das wärmebehandelte flüssige Hotfill-Produkt von der Wärmebehandlungseinheit empfangenden Einlass, einer Innenkammer zur Aufnahme des flüssigen Produktes und einem Auslass, der die Strömungsverbindung des wärmebehandelten flüssigen Hotfill-Produktes von der Innenkammer des Entgasungsbehälters zur Verpackungsmaschine erleichtert, und eine Lüftung. In der Innenkammer des Behälterkörpers ist eine Entgasungsvorrichtung angeordnet, der das flüssige Hotfill-Produkt von dem Einlass empfängt. Die Entgasungsvorrichtung umfasst einen Einlass und einen Auslass und ist so geformt, dass er am Auslass eine größere Strömungsfläche aufweist als am Einlass, um die Entgasung des flüssigen Hotfill-Produktes zu erleichtern. Der Auslass der Entgasungsvorrichtung mündet in der Innenkammer des Behälterkörpers. Von dem flüssigen Produkt entfernte überschüssige Gase strömen zur Lüftung, damit sie zum Beispiel an die Umgebungsatmosphäre entlüftet werden können. In der Innenkammer des Behälterkörpers ist eine Prallfläche angeordnet, um den Auslass der Entgasungsvorrichtung von dem Einlass zumindest teilweise durch den Behälterkörper zu trennen. Die Prallfläche hilft dabei, ein Kurzschließen der Gase zum Behälterauslass zu verhindern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine besondere Ausführung der Entgasungsvorrichtung vorgesehen. Insbesondere enthält die Entgasungsvorrichtung einen Bogenabschnitt mit einem ersten offenen Ende, das zum Empfang des flüssigen Produktes von dem Einlass durch den Behälterkörper angeschlossen ist, und einem zweiten offenen Ende, das ungefähr in einem rechten Winkel zum ersten offenen Ende angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Entgasungsvorrichtung einen ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt mit einem ersten offenen Ende, das mit dem zweiten offenen Ende des Bogenabschnitts verbunden ist, und einem zweiten offenen Ende, das mit der Innenkammer des Behälterkörpers in Strömungsverbindung steht. Das zweite offene Ende des kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts weist einen Strömungsquerschnitt auf, der größer ist als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes des kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts.

Die Entgasungsvorrichtung ist mit einem zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt versehen. Solch ein zweiter kegelstumpfförmiger Kanalabschnitt umfasst ein erstes offenes Ende, das zum Empfang des flüssigen Produkts von dem zweiten offenen Ende des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts angeschlossen ist, und ein zweites offenes Ende, das mit der Innenkammer des Behälterkörpers in Strömungsverbindung steht. Das zweite offene Ende des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts weist einen Strömungsquerschnitt auf, der größer ist als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts, während der Strömungsquerschnitt des zweiten Endes des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts größer ist als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitts. Die erste Öffnung des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts ist zum Empfang eines Teils des flüssigen Produkts aus der Öffnung des zweiten offenen Endes des ersten kegelstumpfförmigen Abschnitts angeordnet und kann durch mehrere radiale Zungen, die sich zwischen den kegelstumpfförmigen Abschnitten erstrecken, verbunden sein.

Der vorhergehende Entgasungszwischenbehälter und die Entgasungsvorrichtung können mit ausgewählten Merkmalen versehen sein, aufgrund derer sie besonders für die allgemein sterile Umgebung, die bei Wärmebehandlungsanlagen erforderlich ist, geeignet sind. Zum Beispiel kann der Zwischenlagerungsbehälter mit einer wiederverschließbaren Einstiegsöffnung versehen sein, die den Einstieg einer Person in den Behälter zur Reinigung und Sterilisierung der Innenkammer und der darin befindlichen Komponenten gestattet. Darüber hinaus kann ein Paar Düsen vorgesehen sein, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Prallfläche angeordnet sind. Weiterhin (kann) können (der) die kegelstumpfförmige(n) Kanalabschnitt(e) von dem Bogenabschnitt trennbar sein, um einen Clean-In-Place-Betrieb zu erleichtern.

Die vorhergehende Anlage ist insofern für Hersteller vorteilhaft, als deren Herstellungskosten verringert werden können, indem die Linienkapazitäten erhöht werden, während die Betriebsfixkosten auf einer konstanten Höhe gehalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Wärmebehandlungs- und Abfüllanlage.

2 ist eine schematische Darstellung einer Wärmebehandlungs- und Abfüllanlage, die einen Entgasungsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.

2A ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Stromregelungssystems, das in der Wärmebehandlungseinheit der Anlage nach 2 verwendet werden kann.

3 ist eine isometrische Teilquerschnittsansicht einer Ausführungsform des Entgasungszwischenlagerungsbehälters nach 2.

4 ist eine Querschnittsansicht des oberen Teils des Entgasungszwischenlagerungsbehälters nach 2.

5 ist eine Unteransicht des Entgasungszwischenlagerungsbehälters nach 2.

6 ist eine Draufsicht des Entgasungszwischenlagerungsbehälters nach 2.

7 ist eine Teilquerschnittsansicht des Entgasungszwischenlagerungsbehälters nach 2.

8 und 9 stellen eine Ausführungsform einer Entgasungsvorrichtung zur Verwendung beim Entgasungszwischenlagerungsbehälter nach 2 dar.

BESTE DURCHFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG

In 2 wird bei 50 eine Wärmebehandlungs- und Abfüllanlage allgemein dargestellt. Die Anlage 50 enthält eine Wärmebehandlungseinheit 55, einen Entgasungszwischenlagerungsbehälter 60 und eine Verpackungsmaschine 65. Die Wärmebehandlungseinheit 55 kann gemäß einer herkömmlichen Wärmebehandlungseinheitsausführung konzipiert sein, und es kann sich dabei um eine Einheit handeln, wie sie zum Beispiel von Tetra Pak erhältlich ist. Die Wärmebehandlungseinheit empfängt die unbehandelte Flüssigkeit und erwärmt sie auf eine Temperatur, die dazu ausreicht, sowohl das Getränk als auch den Behälter, in den es letztendlich eingefüllt wird, zu desinfizieren.

Allgemein stellt die Wärmebehandlungseinheit die behandelte Flüssigkeit mit einem konstanten Durchfluss bereit. Die Strömung kann zum Beispiel unter Verwendung des in den 2 und 2A gezeigten Stromregelsystems 66 gesteuert werden. Das Stromregelsystem 66 verwendet eine PID-Steuerung 67 (PID: proportional-integralderivative), die die mit einem Strömungsmesser 68 erfasste Strömung zum Vergleich der gemessenen Strömung mit einem Sollwert verwendet. Die PID-Steuerung 67 ändert die Geschwindigkeit einer Zentrifugalsteuerpumpe 69 unter Verwendung eines Wechselstromfrequenzreglers, der hier als VCO 69 dargestellt ist, der eine Digitaldarstellung des Ausgangswerts der PID-Berechnung empfängt.

Dann wird die wärmebehandelte Flüssigkeit zum Beispiel. durch ein oder mehrere Rohre 70 zum Eingang des Entgasungszwischenlagerungsbehälters 60 befördert. Der Entgasungszwischenlagerungsbehälter 60 wirkt als Puffer zwischen der Wärmebehandlungseinheit 55 und der Verpackungsmaschine 65, um den Unterschied zwischen dem allgemein konstanten Ausgangsdurchfluss der Wärmebehandlungseinheit 55 und den allgemein variablen Getränkeeingangsanforderungen der Verpackungsmaschine 65 auszugleichen. Obgleich das Fassungsvermögen des Entgasungslagerungsbehälters 60 eine beliebige Größe aufweisen kann, die dazu ausreicht die Durchsatzunterschiede auszugleichen, wird bevorzugterweise das minimale Behälterfassungsvermögen gewählt, das diese Anforderung erfüllt, um die Verweilzeit, die Produktüberschuss im Behälter 60 verbleibt, bevor er von der Verpackungsmaschine verwendet wird, auf ein Minimum zu reduzieren.

Es ist wichtig, dass der Entgasungslagerungsbehälter 60 das Hotfill-Produkt, das es von der Wärmebehandlungseinheit 55 empfängt, entgast. Eine solche Entgasung führt zur Entfernung der überschüssigen Gase, die infolge der Wärmebehandlung erzeugt werden.

Dann wird die entgaste Hotfill-Flüssigkeit von dem Entgasungslagerungsbehälter 60 durch ein oder mehrere Rohre 75 zur Verpackungsmaschine 65 weitergeleitet. In der Verpackungsmaschine 65 wird dann die Hotfill-Flüssigkeit in Behälter, wie zum Beispiel Glasflaschen oder -gefäße, Dosen, PET- oder andere Polymerbehälter usw., eingefüllt. Da überschüssige Gase in der Flüssigkeit durch den Entgasungslagerungsbehälter 60 wesentlich reduziert worden sind, kann die Flüssigkeit durch die Verpackungsmaschine 65 mit einer Geschwindigkeit in die Behälter abgegeben werden, die wesentlich höher ist als bei ihrem nicht entgasten Gegenstück.

Bei an einem Prototyp der vorliegen Anlage durchgeführten Tests mit Pilotanlagen in verkleinertem Maßstab wurde ein Single-Strength-Pampelmusensaft entlüftet, wobei die Gesamtreduzierung des gelösten Sauerstoffes ca. 8,84 mg/l betrug. Im Vergleich dazu beträgt die Reduzierung bei einer standardmäßigen Behälterausführung ca. 7,53 mg/l und wurde eine Reduzierung von ca. 9,54 mg/l erzielt, als das Produkt einem Druck von –0,75 bar bei 55°C (130°F) ausgesetzt worden war, wie dies bei Flash-Entlüftung üblich ist. Somit zeigten diese Tests, dass die vorliegende Anlage innerhalb von 8% der Vakuumentlüftung und 14,4% über einem Kontrolllauf unter Verwendung eines standardmäßigen Behälters abschnitt.

Eine besondere Konstruktion für eine Ausführungsform des Entgasungslagerungsbehälters wird in Verbindung mit den 37 besprochen. Wie in den Teilquerschnittsansichten der 3 und 4 dargestellt, weist der Entgasungslagerungsbehälter 60 eine allgemein zylindrische Form auf und enthält einen Behälterkörper 80, der eine Innenkammer 85 definiert. Der Behälterkörper 80 wird zum Beispiel durch eine Stützanordnung 81 gestützt, die einen Rahmen 82 und mehrere verstellbare Beine 83 enthält.

Des Weiteren enthält der Lagerungsbehälter 60 einen Einlass 90, einen Auslass 95, eine Lüftung 100 und einen Füllstandssensorport 105. Der Einlass 90 und der Auslass 95 sind zum unteren Teil des Behälterkörpers 80 hin angeordnet und stehen bei der dargestellten Ausführungsform in einem rechten Winkel zueinander. Die Lüftung 100 ist zur Entlüftung von Gasen aus dem Kopfraum der Innenkammer 85 angeordnet und befindet sich somit im oberen Teil des Behälterkörpers 80. Der Füllstandssensorport 105 kann auf der Höhe angeordnet sein, auf der sich die Flüssigkeit im Behälter 60 befindet.

Eine Prallwand 110 trennt zumindest teilweise die Innenkammer 85 und kann zum Beispiel einen ersten allgemein planaren Abschnitt 115, der sich von der Seitenwand des Behälterkörpers 80 aus erstreckt, und einen zweiten allgemein planaren Abschnitt 120 enthalten. Die Seitenwand, von der sich der planare Abschnitt 115 erstreckt, definiert den kleinsten Bogen zwischen dem Einlass 90 und dem Auslass 95. Der erste planare Abschnitt 115 erstreckt sich von der Seitenwand und ist zum Auslass 95 abgewinkelt. Der zweite planare Abschnitt 120 erstreckt sich vom ersten planaren Abschnitt 115 in einem Winkel, der allgemein senkrecht zum Einlass 90 verläuft. Das vom ersten planaren Abschnitt 115 distale Ende des zweiten planare Abschnitts 120 definiert einen Kanal 125, durch den die Hotfill-Flüssigkeit fließen kann.

Eine allgemein bei 150 gezeigte Entgasungsvorrichtung ist zum Empfang von wärmebehandelter Hotfill-Flüssigkeit, die dem Einlass 90 von der Wärmebehandlungseinheit 55 zugeleitet wird, angeschlossen und weist ein in die Innenkammer mündendes Auslassende 155 auf. Die Entgasungsvorrichtung leitet das flüssige Hotfill-Produkt durch eine Reihe von Abschnitten mit Strömungsquerschnitten, die sich entlang der Länge der Entgasungsvorrichtung mit Beginn vom Einlass 90 zum Auslassende 155 allgemein vergrößern. Diese Vergrößerung der Strömungsquerschnitte führt zu einer Verringerung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit, wodurch wiederum ein Entweichen des überschüssigen Gases von der Flüssigkeit gestattet wird.

Die relative Höhe der Prallwand 110 und der Entgasungsvorrichtung 150 der dargestellten Ausführungsform sind am besten in der Teilquerschnittsansicht von 7 zu sehen. Wie dargestellt, erstreckt sich die Prallwand 110 über der bei 156 gestrichelt gezeigten Flüssigkeitshöhe, während der oberen Teil der Entgasungsvorrichtung 150 unter der Flüssigkeitshöhe 156 bleibt. Vorzugsweise liegt der obere Teil der Entgasungsvorrichtung nur etwas unter der Flüssigkeitshöhe 156. Zum Beispiel kann der Abstand X zwischen dem oberen Teil der Entgasungsvorrichtung und der Flüssigkeitshöhe 156 auf ca. 25 mm (1 Zoll) gehalten werden. Dadurch hilft die Prallwand 110 zusammen mit der relativen Ausrichtung des Einlasses 90, der Entgasungsvorrichtung 150 und des Auslasses dabei, ein Kurzschließen von überschüssigen Gases zum Auslass 150 zu verhindern.

Da die Wärmebehandlungsanlage 50 hygienische Behandlungs- und Abfüllbedingungen erfordert, sind im Lagerungsbehälter 60 mehrere vorteilhafte Konstruktionen enthalten, um die Reinigung und Wartung der Anlage zu erleichtern. Wie in 6 gezeigt, können zum Beispiel eine oder mehrere wiederverschließbare Einstiegsöffnungseinheiten 160 in der Oberseite des Behälterkörpers 80 vorgesehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform werden zwei Einstiegsöffnungseinheiten 160 benutzt und sind so positioniert, dass sie Zugang zu einander gegenüberliegenden Seiten der Prallwand 110 gestatten. Die Einstiegsöffnungseinheiten gestatten Zugang zum Innenraum des Behälters, um dem Produktionspersonal zu gestatten, die Nähte der Prallwand 110 auf einen Radius und eine Oberflächengüte zu schleifen und zu polieren, die für Anwendungen mit Hygiene-, Gesundheits- und Lebensmittelqualität akzeptabel ist. Darüber hinaus werden eine oder mehrere Sprühdüseneinheiten 165 verwendet, das Reinigungs- und/oder Sterilisationsfluid in die Innenkammer 85 zu leiten. Es werden zwei Düseneinheiten 165 gezeigt, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Prallwand 110 angeordnet sind. Jede Düseneinheit kann ein Rohr 170 enthalten, das das Reinigungs-/Sterilisationsfluid zu einer Kugeldüse 175 leitet.

In den 8 und 9 wird eine besondere Ausführung einer Ausführungsform der Entgasungsvorrichtung 150 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Entgasungsvorrichtung 150 enthält einen Bogenabschnitt 190 mit einem ersten offenen Ende 200, das zum Empfang des flüssigen Hotfill-Produktes von dem Einlass 90 angeschlossen ist. Des Weiteren enthält der Bogenabschnitt 190 ein zweites offenes Ende 205, das ungefähr im rechten Winkel zum ersten offenen Ende 200 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das erste offene Ende 200 einen kleineren Strömungsquerschnitt auf als die zweite Öffnung 205. Der Bogenabschnitt 190 kann zum Beispiel aus mehr als einem einzigen Materialstück bestehen.

Die Entgasungsvorrichtung 150 umfasst einen ersten und einen zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt 210 und 215. Der erste kegelstumpfförmige Kanalabschnitt 210 weist ein erstes offenes Ende 220, das mit dem zweiten offenen Ende 205 des Bogenabschnitts 190 verbunden ist, und ein zweites offenes Ende 230 auf, das mit der Innenkammer 85 in Strömungsverbindung steht. Das zweite offene Ende 230 des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts 210 weist einen größeren Strömungsquerschnitt auf als das erste offene Ende 220.

Der zweite kegelstumpfförmige Kanalabschnitt 215 weist ein erstes offenes Ende 235, das zum Empfang des wärmebehandelten flüssigen Hotfill-Produktes von dem zweiten offenen Ende 230 des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts 210 angeschlossen ist, und ein in die Innenkammer 85 mündendes zweites offenes Ende 240 auf. Das zweite offene Ende 240 des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts besitzt einen größeren Strömungsquerschnitt als das erste offene Ende 235. Der Strömungsquerschnitt des zweiten Endes 230 des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts 210 ist größer als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes 235 des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitts. Die Öffnung des ersten offenen Endes 235 des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts 215 ist zum Empfang eines Teils des wärmebehandelten flüssigen Hotfill-Produktes von der Öffnung des zweiten offenen Endes 230 des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts 210 angeordnet. Vorzugsweise sind der Strömungsquerschnitt des ersten und des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts so dimensioniert, dass eine allgemein gleiche Hotfill-Flüssigkeitsströmung aus dem zweiten Ende 230 und dem zweiten Ende 240 fließt, obgleich natürlich auch andere Anteile verwendet werden können. Der zweite kegelstumpfförmige Abschnitt 215 ist zum Beispiel über mehrere radiale Schweißzungen 250 mit dem ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt verbunden. Um die Reinigung der Entgasungsvorrichtung 150 zu erleichtern, können ein oder mehrere Abschnitte 190, 210 und 215 so ausgeführt sein, dass sie voneinander getrennt werden können.

Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Entgasungsvorrichtung in Unterteile A–F unterteilt sein, die den in TABELLE 1 angeführten Spezifikationen entsprechen.

TABELLE 1

Des Weiteren kann als Beispiel die Größe von G ca. 7'' betragen. Die Größe von H kann ca. 275 mm (11 Zoll) betragen, und die Größe von I kann 6'' betragen. Die Gesamthöhe der Entgasungsvorrichtung 150 kann somit ca. 600 mm (2 Fuß) betragen.

Wiederum auf das Anlagendiagramm von 2 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Art und Weise der Steuerung des Produktfüllstands im Entgasungslagerungsbehälter 60 dargestellt. Wie gezeigt, ist eine Füllstandserfassungsschaltung 300 zur Erfassung des Produktfüllstands im Behälter 60 angeordnet und vergleicht den Füllstand mit einem vorbestimmten Schwellwert, zum Beispiel 1''–2'' über der Prallwand. Die Füllstandssteuerschaltung 300 liefert ein Steuersignal entlang einer oder mehreren Leitungen 305 zu einem Ventil 315. Wenn sich der Füllstand im Behälter über dem vorbestimmten Schwellwertventil befindet, steuert die Füllstandssteuerschaltung 300 das Ventil 315, um das Produkt durch Rohre 320 oder dergleichen zur erneuten Behandlung zum Eingang der Wärmebehandlungseinheit 55 zu leiten. Wenn sich der Produktfüllstand im Behälter 60 auf seiner ordnungsgemäßen Betriebshöhe befindet, wird das Produkt vom Ausgang der Wärmebehandlungseinheit 55 durch Leitung 70 zum Eingang des Entgasungslagerungsbehälters 50 geleitet.


Anspruch[de]
  1. Entgasungsbehälter (60) zur Entgasung eines flüssigen Produktes, der einen Behälterkörper (80) aufweist, welcher eine Innenkammer (85) zur Aufnahme des flüssigen Produktes definiert, das durch einen Einlass (90) empfangen wird, wobei der Entgasungsbehälter (60) eine Lüftung (100) und einen Auslass (95) in Strömungsverbindung mit der Innenkammer (85) sowie eine in der Innenkammer (85) angeordnete Entgasungsvorrichtung (150) aufweist, die das flüssige Produkt von dem Einlass (90) empfängt, und wobei der Entgasungsbehälter (60) eine Prallfläche (110) aufweist, die in der Innenkammer (85) angeordnet ist, um die Entgasungsvorrichtung (150) zumindest teilweise von dem Auslass (95) durch den Behälterkörper zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungsvorrichtung (150) einen Bogenabschnitt (190), einen ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt (210) und einen zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt (215) aufweist, wobei der Bogenabschnitt ein erstes offenes Ende (200), das zum Empfang des flüssigen Produktes aus dem Einlass (90) durch den Behälterkörper (80) angeschlossen ist, und ein zweites offenes Ende (205), das ungefähr im rechten Winkel zum ersten offenen Ende (200) angeordnet ist, aufweist, wobei der erste kegelstumpfförmige Kanalabschnitt (210) ein erstes offenes Ende (220), das mit dem zweiten offenen Ende (205) des Bogenabschnitts (190) verbunden ist, und ein zweites offenes Ende (230), dessen Strömungsquerschnitt größer ist als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes (205), aufweist, wobei das zweite offene Ende (230) des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts (210) mit einem ersten offenen Ende (235) des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts (215) verbunden ist, wobei der zweite kegelstumpfförmige Kanalabschnitt (215) ein zweites offenes Ende (240) in Strömungsverbindung mit der Innenkammer (85) des Behälterkörpers (80) aufweist, wobei das zweite offene Ende (240) des zweiten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts (215) einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als das erste offene Ende (235), wobei der Strömungsquerschnitt des zweiten offenen Endes (230) des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts (210) größer ist als der Strömungsquerschnitt des ersten offenen Endes (235) des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitts (215), damit eine direkte Strömungsverbindung des ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitts (210) mit der Innenkammer (85) gestattet wird, wobei die Öffnung des ersten offenen Endes (235) des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitts (215) zum Empfang eines Teils des Produktes aus der Öffnung des zweiten offenen Endes (230) des ersten kegelstumpfförmigen Abschnitts (210) angeordnet ist.
  2. Entgasungsbehälter (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (110) eine zur Entgasungsvorrichtung (150) weisende erste Seite und eine zum Auslass (95) durch den Behälterkörper (80) weisende zweite Seite aufweist, eine erste Reinigungsfluiddüse (165) auf der ersten Seite der Prallfläche (110) angeordnet ist und eine zweite Reinigungsfluiddüse (165) auf der zweiten Seite der Prallfläche (110) angeordnet ist.
  3. Entgasungsbehälter (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterkörper (80) mindestens eine wiederverschließbare Öffnung (160) aufweist, die so dimensioniert ist, dass eine Person in die Innenkammer (85) gelangen kann.
  4. Entgasungsbehälter (60) nach Anspruch 1, bei dem die Lüftung (100) für eine Strömungsverbindung zwischen einem Kopfraum in der Innenkammer (85) und einer Umgebungsatmosphäre sorgt, wobei die Umgebungsatmosphäre ca. einen Atmosphärendruck beträgt.
  5. Entgasungsbehälter (60) nach Anspruch 1, bei dem der Auslass (95) durch den Behälterkörper (80) ungefähr im rechten Winkel zum Einlass (90) durch den Behälterkörper (80) angeordnet ist.
  6. Entgasungsbehälter (60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (110) einen ersten planaren Teil (115) und einen zweiten planaren Teil (120) aufweist, wobei der erste planare Teil (115) an einer Seitenwand des Behälterkörpers (80) zwischen dem Einlass (90) und dem Auslass (95) beginnt und sich in einem Winkel zum Auslass (95) durch den Behälterkörper (80) über einen ersten Teil der Innenkammer (85) erstreckt und wobei sich der zweite planare Teil (120) von dem ersten planaren Teil (115) in einem Winkel allgemein senkrecht zum Einlass (90) durch den Behälterkörper (85) erstreckt.
  7. Entgasungsbehälter (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Entgasungsbehälter (60) um eine Komponente einer Wärmebehandlungsanlage (50) zur Behandlung eines flüssigen Hotfill-Produkts und von Füllbehältern handelt, wobei die Wärmebehandlungsanlage (50) eine Wärmebehandlungseinheit (55) und eine Verpackungsmaschine (65) enthält, wobei die Wärmebehandlungseinheit (55) zur Wärmebehandlung eines flüssigen Hotfill-Produkts bestimmt ist und mit dem Einlass (90) des Entgasungsbehälters (60) in Strömungsverbindung steht, wobei die Verpackungsmaschine (65) mit dem Auslass (95) in Strömungsverbindung steht und einzelne Behälter mit dem flüssigen Hotfill-Produkt befüllt.
  8. Entgasungsbehälter (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite kegelstumpfförmige Kanalabschnitt (215) durch mehrere radiale Zungen (250) mit dem ersten kegelstumpfförmigen Kanalabschnitt (210) verbunden ist, wobei sich die Zungen dazwischen erstrecken.
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