DE60038287T2

DE60038287T2 - Verfahren zur regelung eines dampfinjektors

Info

Publication number: DE60038287T2
Application number: DE60038287T
Authority: DE
Inventors: Bengt Palm
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: SE516081C2; BR0007677B1; EA200100817A1; WO2000045100A1; SE9900218D0; BR0007677A; EA002540B1; SE9900218L; CN1338037A; ATE389159T1; US6708709B1; AU2469900A; EP1163482A1; EP1163482B1; ES2300254T3; DE60038287D1; DK1163482T3; CN1153039C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Dampfinjektors von der Art, die einen Einlass für Dampf und einen Einlass für das Produkt, das wärmebehandelt werden soll, sowie einen Auslass für das fertig behandelte Produkt aufweist, wobei der Dampfinjektor ferner konzentrisch angeordnete Spalte für den Dampf und das Produkt aufweist, und die Spalte insofern geregelt werden können, als eine mittig angeordnete Regelspindel wechselseitig aus- oder eingezogen wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Wärmebehandlung von flüssigen Lebensmitteln, wie beispielsweise Milch oder Saft, um sie aseptisch zu machen, führt zu einem Produkt, das bei Lagerung bei Raumtemperatur haltbar bleibt. Das aseptische Produkt enthält keine schädlichen Mikroorganismen, die während der Lagerung wachsen können, und es ist keine ununterbrochene Kühlkette zur Verteilung des Produkts erforderlich, was vor allem in den Entwicklungsländern ein Vorteil sein kann.
Es gibt verschiedene Verfahren zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, wobei zwei Hauptgruppen unterschieden werden können – indirekte und direkte Erhitzung. Die indirekten Verfahren bestehen in einer Behandlung in verschiedenen Arten von Wärmeaustauschern. Von den direkten Verfahren kann eine Behandlung erwähnt werden, die Dampf in einem Injektor verwendet und mittels Infusion erhitzt.
Alle Verfahren zur Wärmebehandlung streben heutzutage nach einer so sanften Erhitzung als möglich, um eine Verschlechterung des Geschmacks des Produkts zu vermeiden, wobei das Verfahren gleichzeitig sowohl wirksam als auch zuverlässig sein muss. Die direkten Verfahren bieten dabei eine schnellere Erhitzung des Produkts mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, die Behandlungszeit zu verkürzen. Dadurch wird eine allgemein reduzierte Wärmewirkung auf das Produkt erzielt, was zur Folge hat, dass das Produkt eine sanftere Behandlung erfährt, soweit es den Geschmack betrifft.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das auf einen Injektor anwendbar ist, was zur Folge hat, dass eine zuverlässige und wirksame Behandlung des Produkts erreicht wird. Ein Injektor von der Art, die hier in Erwägung gezogen wird, wird in der schwedischen Patentspezifikation SE 367 121 beschrieben. Der Injektor, der von der sogenannten Ringspaltart ist, weist einen Einlass für Dampf und einen Einlass für das Produkt auf. Das Produkt und der Dampf werden in verschiedenen konzentrischen Spalten um eine Regelspindel verteilt und laufen zusammen, wobei eine Kondensation des Dampfes im Produkt erreicht wird.
Um eine wirksame Kondensation des Dampfes im Produkt zu erreichen, muss ein konstanter Druckunterschied über den Injektor aufrechterhalten werden. Die Injektoren des Standes der Technik hatten einen Hauptgriff, um für die Regelung der Position der Regelspindel im Injektor zu sorgen, was jedoch zur Folge hatte, dass eine unachtsame oder unsachgemäße Regelung zu einer unvollständigen Kondensation führte. Es muss ein gewisser Mindestdruckabfall bestehen, da es sonst zu schnellen und übermäßigen Druck- und Temperaturschwankungen kommen würde, mit dem Ergebnis, dass keine zuverlässige Wärmebehandlung erreicht wird. Außerdem ist ein gewisser Mindestdruckabfall eine obligatorische Anforderung, die von den Behörden in bestimmten Ländern gestellt wird.
Die Injektoren, die heutzutage auf dem Markt erhältlich sind, sind durch austauschbare Abstandsscheiben im Allgemeinen auf feste Kapazitäten eingestellt. Dies ist jedoch ein Nachteil, da es nicht möglich ist, die Kapazität des Injektors schnell und einfach zu regeln. Die Notwendigkeit, die Kapazität des Injektors regeln zu können, besteht zum Beispiel im Falle eines Ausfalls einer Füllmaschine während der Produktion oder im Falle eines Produktwechsels, wenn es keinen sterilen Tank gibt, der als ein Puffer in der Anlage fungiert. Bei Ausfall einer Füllmaschine in der Anlage zum Beispiel ist es gegenwärtig notwendig, das überschüssige Produkt über die Anlage wieder in Umlauf zu bringen, was eine Verschlechterung der Produktqualität zur Folge hat.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine einfache und zuverlässige Regelung der Spalte in einem Dampfinjektor bei Aufrechterhaltung eines konstanten Druckunterschieds über den Injektor zu realisieren.
LÖSUNG
Diese und andere Aufgaben wurden gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, indem dem Verfahren von der Art, die einleitend beschrieben wurde, das kennzeichnende Merkmal verliehen wurde, dass die Regelspindel durch eine Schaltvorrichtung geregelt wird, wobei die Schaltvorrichtung durch den Druckunterschied zwischen einem Druck, der im Produkteinlass gemessen wird, und einem Druck, der im Produktauslass gemessen wird, gesteuert wird.
Einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wurden ferner die kennzeichnenden Merkmale verliehen, die in den angehängten Teilansprüchen dargelegt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im Folgenden unter spezifischer Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
1 stellt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Injektors dar, für welchen das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann; und
2 ist ein Flussdiagramm zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Zeichnungen stellen nur jene Teile und Einzelheiten dar, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung unerlässlich sind, wobei die Position des Injektors in einer Wärmebehandlungsanlage – die dem Fachmann allgemein bekannt ist – weggelassen wurde.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 stellt einen Injektor 1 von der Art dar, die als Ringspaltinjektor bezeichnet wird und die in der schwedischen Patentspezifikation SE 367 121 genauer beschrieben ist. Der Injektor 1 weist einen Einlass 2 für das Produkt, das wärmebehandelt werden soll, und einen Einlass 3 für Dampf auf. Der Injektor 1 weist ferner eine mittig angeordnete Regelspindel 4 auf, welche im Injektor 1 wechselseitig aus- und eingezogen werden kann.
Um die Regelspindel 4 herum sind Spalte 5 und 6 für das Produkt beziehungsweise den Dampf, welche um den vorderen Abschnitt 7 der mittigen Regelspindel 4 konzentrisch münden. Der Injektor 1 besitzt auch einen Auslass 8 für das fertig behandelte Produkt. Der Injektor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner mit einer Schaltvorrichtung 9 zum Verschieben der Regelspindel 4 versehen. Die Schaltvorrichtung 9 kann die Regelspindel 4 stufenweise oder alternativ stufenlos verschieben.
Die Funktionsweise des Injektors 1 ist wie folgt: Ein Produkt, wie beispielsweise Milch oder Saft, wird durch den Einlass 2 unter Druck in den Injektor 1 geführt. Ähnlich wird unter Druck gesetzter Dampf durch den Einlass 3 zugeführt. Das Produkt und der Dampf verteilen sich im jeweiligen Spalt 5 und 6 und, wo die Spalte 5 und 6 am vorderen Abschnitt 7 der Regelspindel 4 zusammenlaufen, treffen das Produkt und der Dampf zusammen, und es findet beinahe augenblicklich eine Kondensation statt. Im Auslass 8 erfolgen eine Verringerung der Geschwindigkeit und dadurch eine Zunahme des Drucks, wodurch die Kondensation des Dampfes vollendet wird.
Um den Druckabfall über die Kapazität des Injektors 1 regeln zu können, kann die Regelspindel 4 in solch einer Weise wechselseitig aus- oder eingezogen werden, dass die Öffnung für den Produktspalt 5 und den Dampfspalt 6 geregelt wird. Zum Beispiel kann die Regelung des Injektors 1 erforderlich sein, wenn eine Füllmaschine in einer Anlage ausfällt, welche keinen Puffer in Form eines sterilen Tanks besitzt, in welchem Fall die Kapazität der Anlage geändert werden muss. Durch die Fähigkeit, den Injektor 1 zu regeln, wird ein konstanter Mindestdruckabfall über den Injektor 1 gewährleistet, wodurch eine zuverlässige und wirksame Wärmebehandlung des Produkts erreicht wird.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Regelung des Injektors 1 ist aus dem Flussdiagramm in 2 ersichtlich. Der Injektor 1 hat einen Druckanzeiger 10, der im Produkteinlass 2 angeordnet ist, und einen Druckanzeiger 11, der im Produktauslass 8 angeordnet ist. Nach dem Auslass 8 ist außerdem ein Gleichdruckregelventil 12 vorgesehen, damit der Druck im Produktauslass 8 auf einem bestimmten Pegel gehalten werden kann, um ein Sieden und Schäumen im Produktauslass 8 zu verhindern.
Die Werte, die in den Druckanzeigern 10 und 11 gemessen werden, werden im Regler 13 registriert. Der Regler 13 ist ein Gleichdruckunterschiedsregler, der den Druckunterschied zwischen den Messwerten vom Druckanzeiger 11 im Produktauslass 8 und dem Druckanzeiger 10 im Produkteinlass 2 vergleicht. Der Regler 13 steuert die Schaltvorrichtung 9, welche ihrerseits die Regelspindel 4 im Injektor 1 rück- oder vorwärts verschiebt, so dass der Druckunterschied auf einem konstanten Pegel gehalten wird. Vorausgesetzt, dass der Druckunterschied über den Injektor 1 ungeachtet von Änderungen im Produktfluss konstant gehalten wird, wird eine stabile Funktion im Injektor 1 erreicht. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass für jene Länder, in welchen solche Anforderungen obligatorisch sind, ein mindestzulässiger Druckunterschied besteht.
Als Ergebnis der Möglichkeit des Regelns der Kapazität eines Dampfinjektors gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine stabile Funktion für den Injektor erreicht. Das Verfahren sorgt für eine einfache und zuverlässige Regelung zum Beispiel im Falle des Ausfalls einer Füllmaschine in der Anlage, in welcher der Injektor enthalten ist.

Claims

Verfahren zur Regelung eines Dampfinjektors (1) von der Art, die einen Einlass (3) für Dampf und einen Einlass (2) für das Produkt, das wärmebehandelt werden soll, sowie einen Auslass (8) für das fertig behandelte Produkt aufweist, wobei der Dampfinjektor (1) ferner konzentrisch angeordnete Spalte (5, 6) für den Dampf und das Produkt aufweist, und die Spalte (5, 6) insofern geregelt werden können, als eine mittig angeordnete Regelspindel (4) wechselseitig aus- oder eingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelspindel (4) mittels einer Schaltvorrichtung (9) geregelt wird, wobei die Schaltvorrichtung (9) durch den Druckunterschied zwischen einem Druck, der im Produkteinlass (2) gemessen wird, und einem Druck, der im Produktauslass (8) gemessen wird, gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (9) über einen Regler (13) gesteuert wird, der die Werte von einem Druckanzeiger (10) im Produkteinlass (2) und einem Druckanzeiger (11) im Produktauslass (8) registriert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Regelspindel (4) stufenweise stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Regelspindel (4) stufenlos ist.