CN101428694A - 隧道巴氏灭菌器 - Google Patents

Abstract

一种隧道巴氏灭菌器包括：向前运动装置(2)，其用于沿着向前运动路径将需要进行巴氏处理的产品(3)向前移动，加热区域(4)、热处理区域(5)和冷却区域(6)沿着所述向前运动路径依次定位。每个区域分成依次定位的两个或更多个装配有喷射装置(10)的子区域，所述喷射装置将处理液体(11)喷射到经过该子区域的产品(3)；和至少一个用于收集喷射到产品(30)上的液体(11)的容器(12)。每个热处理子区域(9)还包括收集装置(20)，用于收集润湿被处理的产品(3)的液体(11)。所述收集装置(20)能在第一操作状态和第二操作状态之间进行切换，在该第一操作状态下，它们将所收集的液体(11)向相关热处理子区域(9)内的收集容器(12)引导，而在该第二操作状态下，它们阻止所收集的液体(11)到达相关热处理子区域(9)内的收集容器(12)。

Description

隧道巴氏灭菌器

技术领域

本发明涉及通过以温度受控的液体(通常是水)向包装产品上喷射来对其进行热处理的那种隧道巴氏灭菌器(tunnel pasteuriser)。

背景技术

在这种隧道巴氏灭菌器中，待处理产品以恒定速度沿着向前运动路径向前运动，该向前运动路径依次穿过加热区域、热处理区域和冷却区域。

产品向前运动由一个或多个传送器实现，而每个区域分成多个基本子区域。

而且，每个子区域包括位于向前运动路径上方的喷射装置；和位于向前运动路径下方的收集容器，该容器收集那些被喷射装置喷射并润湿产品后剩下的液体。

将液体馈送到喷射装置的方法根据子区域位于热处理区域还是加热区域或冷却区域而变化。根据最普遍使用的现有方案，馈送到加热子区域内的喷射装置的液体从冷却区域内的容器中获取，而馈送到冷却子区域内的喷射装置的液体从加热子区域内的容器中获取。这样，可以节省大部分的能量，原因在于加热处于加热区域中的产品可以使用由冷却区域内的产品所传递给工作液体的热量。

与此相对照，在热处理区域中，馈送到每个子区域内的喷射装置的液体直接从该子区域内的收集容器中获取。

在加热区域和热处理区域两者中，处理液体温度的稳定性由连接在相关收集容器上的适当加热装置来保持。

图1示出了隧道巴氏灭菌器中的温度趋势曲线，该巴氏灭菌器具有3个子区域进行加热和冷却，4个子区域进行热处理。所示的例子是用于巴氏处理瓶装啤酒的系统。产品向前运动的方向是从左到右，如图中曲线上方的箭头所示。

各个区域中处理液体的温度趋势以联系到其温度值的实线表示。

虚线表示被处理的产品的理论温度趋势。

上述这种巴氏灭菌器的一个主要问题在于，如果向前运动装置因故停止，则产品有巴氏处理过度的风险。

当产品向前运动中断时，在没有专用紧急措施的情况下，位于热处理区域中的产品受到的巴氏处理将持续不确定的时间，因此损坏被处理的产品(以及浪费可观的能量)。

为了克服这一缺陷，以前已经研制了各种方案，诸如例如专利EP744,903、US4,849,235、IT1,197,934、EP204,138和EP430,907所述的方案。

在大部分现有技术的方案中，为了避免不可预料的巴氏灭菌器停止所带来的巴氏处理过度，提出了以较冷的水喷射巴氏处理区域中的产品，将其温度降到避免巴氏处理过度的温度值(该值通常仅比巴氏处理温度低几度)。

根据这些方案，可以直接从供水系统获取冷水，从专用容器获取，或者从加热或冷却区域其中之一获取。但是，在各种情况下，冷水都会与热处理区域中的容器所容纳的较热的水混合，使之冷却。

因此，当巴氏灭菌器能够重新启动时(因为导致向前运动装置停止的问题已经解决)，为了让系统重新正常操作，首先必须在热处理区域中的收集容器中建立处理温度，方法是利用加热装置，或者直接从专用容器(例如专利EP744,903所述)获取热水。

但是，在任何情况下，已知方案并不完美无缺。首先，所有的已知方案都导致与巴氏处理区域中的容器所容纳的水冷却相关联的能量浪费，或者与总是准备容纳高温水(诸如80℃)的容器相关联的能量浪费。

第二，在巴氏灭菌器重新启动时，所有的已知系统都需要相对较长的过渡状态以使热处理子区域中的水回到工作温度。

发明内容

在这种情况下，构成本发明基础的所要解决的技术问题是提供一种能克服以上缺陷的隧道巴氏灭菌器。

具体来说，本发明的技术目的是提供一种能量浪费最少的隧道巴氏灭菌器。

本发明另外的技术目的是提供一种能从正常操作状态尽可能快地切换到紧急状态或者进行相反切换的隧道巴氏灭菌器。

所指明的技术目的和暗含的目标基本上由权利要求书中所述的隧道巴氏灭菌器来实现。

附图说明

参照附图中所示的隧道巴氏灭菌器若干优选非限制性实施方式，本发明其他特征以及优势将从以下详细说明中体现出来，其中：

图1是正常工作的隧道巴氏灭菌器的标准曲线；

图2是根据本发明制作的隧道巴氏灭菌器布局的示意平面图；

图3是根据本发明制作的隧道巴氏灭菌器一部分的示意等轴图，所处状态为该灭菌器正常工作，且切掉一些部分以更好地示出其他部分；

图4是图3所示隧道巴氏灭菌器的一部分的正视图；

图5是图4所示灭菌器的放大细节图；

图6是图3所示隧道巴氏灭菌器的一部分在紧急操作状态下的示意等轴图；

图7是图6所示隧道巴氏灭菌器的一部分的正视图；

图8是图7所示巴氏灭菌器的放大细节图；

图9是图3所示巴氏灭菌器一部分的安装工程简化定性示意图；和

图10是图6所示巴氏灭菌器的一部分的安装工程简化定性示意图。

具体实施方式

参照附图，数字1表示根据本发明的整体隧道巴氏灭菌器。

隧道巴氏灭菌器1包括向前运动装置2，该装置例如可以包括一条或多条传送皮带或任何其他类型的传送器，用于沿着向前运动路径向前移动需要进行巴氏处理的产品3(在附图中为瓶子)。

在隧道巴氏灭菌器1中，存在沿着向前运动路径顺次定位的加热区域4，热处理区域5和冷却区域6。每个区域4、5、6还分成一个或多个顺次定位的子区域，分别用于加热7，热处理9和冷却8。具有优势的是，每个区域4、5、6包含至少两个子区域7、14、15、16；8、17、18、19；9、29、30。

在图2所示情况下，隧道巴氏灭菌器1包括3个加热子区域7(14、15、16)、3个冷却子区域8(17、18、19)和4个热处理子区域9、29、30。

每个子区域7、8、9装备有喷射装置10，用于向经过子区域7、8、9的产品3喷射处理液体11(优选为水——在附图中以三维箭头表示)；和至少一个容器12，用于在液体11喷射到产品3之后，收集它们。

优选喷射装置10和收集容器12分别定位在向前运动路径上方和下方。

此外，以已知的方式，可以在向前运动路径和收集容器12之间插置过滤器，用于防止灰尘渗入处理液体11(未示出)。

馈送到喷射装置10的处理液体11由连接在喷射装置10和收集容器12的专用馈送装置13提供。根据需要，馈送装置13将容纳在每个容器12中的液体11馈送到至少一子区域7、8、9内的具体喷射装置10。例如，优选容纳在第一、第二和第三加热子区域14、15、16(参照产品3运动方向)内的容器12中的液体11可以分别馈送到最后的、倒数第二个和倒数第三个冷却子区域17、18、19，而容纳在最后的、倒数第二个和倒数第三个冷却子区域17、18、19内的液体11可以分别馈送到第一、第二和第三加热子区域14、15、16内的喷射装置10。

与此相对照，每个热处理子区域9优选独立于连接在其自身收集容器12的自身喷射装置10进行管理。

根据本发明，隧道巴氏灭菌器1在热处理子区域9内包括用来收集液体11的装置20，该装置允许在喷射装置10喷射的液体11润湿产品3之后，回收这些液体。

此外，所述收集装置20可以在第一操作状态和第二操作状态之间切换，在第一操作状态时，它们向相关热处理子区域9内的收集容器12引导收集到的液体11，而在第二操作状态下，它们阻止收集到的液体11到达相关热处理区域9内的收集容器12。优选，当处于第二操作状态时，收集装置20向着加热区域4或冷却区域6引导收集到的液体11。

一般来说，收集装置20包括截断从处理过的产品3滴下的液体11流的结构21，在所示实施方式中，截断结构21由位于向前运动装置2和收集容器12之间的拐角面板构成。在附图中，截断结构21制作地使得收集到的液体流入收集区域22，在这里可以向适当的收集容器12归类。拐角面板向位于容器12上方并从容器12的边缘23a(图4和7)隔开预定距离(水平，与产品3向前运动路径平行)的边缘23引导液体11流。这样，在不存在其他元件的情况下，从边缘23排出的液体11将直接落入相关子区域内的收集容器12中。

但是，根据需要，可以存在本发明收集装置20的许多替代实施方式。

例如，截断结构21可以制作成能在第一操作状态和第二操作状态(该方案未示出)之间进行移动和/或切换的元件。或者，当处于第一操作状态时，截断结构21可以将收集到的液体11排放到相关热处理子区域9内的收集容器12中，而当处于第二操作状态时，可以将液体11向加热区域4或冷却区域6排放。

可以选择的是，该截断结构21可以由固定元件构成，且收集装置20可以包括与收集区域22关联并用于适当引导收集到的液体11的适当设备。

这种设备例如可以由配备有受控阀(该方案未示出)的适当导管或能在第一和第二位置(在方案在附图中示出)之间移动的元件24构成。具体来说，在所示实施方式中，移动元件24由截面为圆弧的延伸隔板构成。

当移动元件24处于第一位置时，它允许预定热处理子区域9中用来润湿待处理产品3的液体11收集在该子区域内的容器12中(图3-5)。与此相对照，当移动元件24处于第二位置时，它防止液体11收集在子区域容器12中，并将其向加热区域4或冷却区域6引导(图6-8)。

在所示实施方式中，根据设置在与待巴氏消毒产品3向前移动路径平行，特别是与待处理产品3向前运动方向平行的平面内的旋转轴线，移动元件24可以借助转动从第一位置向第二位置移动。

此外，在所述实施方式中，移动元件24制作地使其将液体11直接引向加热区域4和冷却区域6的至少一子区域内的收集容器12。但是，在另一个实施方式中，液体11可以被间接引向容器12。

图2示出了隧道巴氏灭菌器1不同区域内的容器12位置布局的示意平面图，强调了每个容器12的液体吸取导管25(带有相关的泵26)和热处理子区域9内每个容器12的相关移动元件24。在该实施方式中，每个热处理子区域9具有其自身的独立移动元件24。

在所示实施方式中，当处于第二位置时，移动元件24定位地使其将工作液体11引向最靠近热处理区域5的两个子区域其中之一内的容器12，就是说，最后的加热子区域7或者第一冷却子区域8。这是借助连接在最靠近热处理区域5的加热子区域7(这里是第三加热子区域16)内的容器12和最靠近热处理区域5的冷却子区域8(这里是倒数第三冷却子区域19)内的容器12之间的至少一个辅助容器27来实现的。所述辅助容器27定位地使其靠近热处理子区域9内的容器12，以使移动元件24处于第二位置时，可以将润湿待处理产品13的液体引向辅助容器27。

具有优势的是，每个移动元件24放置在拐角面板下边缘23处，并且当处于第二位置时，在辅助容器27上方形成其延伸部，以使处理液体11直接导入辅助容器27。

此外，在附图中，辅助容器27平行于产品3向前运动路径延伸并将最靠近热处理区域5的加热子区域7内的容器与最靠近热处理区域5的冷却子区域8内的容器12连接。但是，在其他实施方式中，它们也可以为两个或更多单独的辅助容器12，连接在最靠近热处理区域5的加热子区域7内的容器12上，或连接在最靠近热处理区域5的冷却子区域8内的容器12上。

此外，在所述实施方式中，辅助容器27由沟槽形成，该沟槽的基部28优选位于等于或略低于其所连接的收集容器12内的液体11正常液面。

此外，第一和最后一个热处理子区域29、20的收集装置20可以分别将液体11直接排入最靠近热处理区域5的加热子区域7内的容器12中，并排入最靠近热处理区域5的冷却子区域8内的容器12中。这可以借助向所述子区域16、10倾斜所述拐角面板并将移动元件14的旋转轴线定位地平行于横穿产品3向前移动方向的方向来实现。

在优选实施方式中，对于热处理区域5的每个子区域9来说，馈送装置23包括至少第一系统31，其用于将液体11馈送到连接在子区域9内的收集容器12上的喷射装置10；和至少第二系统32，其用于将液体11馈送到连接在加热区域4或冷却区域6的子区域7、8内的收集容器12上的喷射装置10。第一系统31和第二系统32可以相对于彼此或相对于其他子区域7、8、9的那些系统完全独立或者局部重合。特别是，在优选实施方式中，第一系统31包括加热区域7或冷却区域8的馈送装置13和配置有受控阀的导管，该导管从加热区域7或冷却区域8的馈送装置13引出。

图9和10示意性地示出了以上相对于图3和6中的隧道巴氏灭菌器的部分，图3和6中示出了最后的热处理子区域30和第一冷却子区域19。

图9示出了正常操作，移动元件24处于第一位置。为了简单，示出了两个子区域19、10内的收集容器12，当然实际上辅助容器27与冷却子区域19和/或加热子区域16内的容器12相邻并与其流体连通。

如图所示，热处理子区域9具有第一系统31，用于将来自容器12的液体11馈送到喷射装置10，该第一系统包括配置有第一泵34的第一进入导管33，该导管向第一输送导管35馈送，该第一输送导管分成第一分支36和第二分支37。第一分支36，被第一受控阀38截断，直接排放到热处理子区域30内的容器12中，并形成第三系统39，用于循环子区域30(其应用在以下说明)内的收集容器12所容纳的液体11。第二分支37被第二受控阀40截断，连接到热处理子区域9内的喷射装置10。

在第二阀40的下游接合第二分支37的是第三分支41，其又被第三受控阀442截断，该第三受控阀从向冷却子区域19内的喷射装置10馈送液体11的系统引出。后一个系统又包括配置有第二泵44的第二进入导管43，该导管将液体11送往连接在相关喷射装置10的第二输送导管45。以上第三分支41从第二输送导管45引出。

在巴氏灭菌器正常工作时(图9)，第一和第三阀38、42关闭，而第二阀40打开(阀关闭的情形通过以虚线而非实线绘制导管的相关分支来表示)。

这样，第一系统31激活，允许液体11通过，而第二和第三系统32、39停止。

因此，热处理子区域9和冷却子区域8的馈送装置13向各子区域内的喷射装置10馈送。

如果产品3向前运动中断，导致有巴氏处理过度的风险，则移动元件24移动到第二位置，第二阀40关闭，而第一和第三阀38、42打开。

这样，第一系统31不再操作，而第二和第三系统32、39开始工作。

因此，以从冷却子区域19内的容器12获取的液体11馈送全部的热处理子区域30和冷却子区域19内的喷射装置10。与此同时，加热子区域30内的容器12中的液体11保持不变，防止出现热力梯度，这归功于使用第三系统39。

显然，图9和10仅示出了馈送装置12根据需要的一种可能替代实施方式。

一般来说，隧道巴氏灭菌器1包括控制系统(未示出)，其可操作地至少连接到收集装置10和馈送装置13，以使在向前运动装置2中断而导致巴氏处理过度的情况下，可以发出指令，将收集装置20从第一操作状态切换到第二操作状态，并利用来自加热区域4或冷却区域6的至少一个子区域内的液体11向热处理子区域9内的喷射装置10馈送，而不是利用来自热处理子区域9的液体11。

此外，以已知的方式，隧道巴氏灭菌器1在每个子区域7、8、9内包括温度控制装置(类型已知，因此未示出)，用于保持馈送到该子区域内的喷射装置10的液体11的温度至少在正常操作下处于预设水平。此外，该温度控制装置还允许保持热处理子区域9内的容器12中的液体温度在紧急操作下处于特定的预设水平。

本发明带来以下重要优势：

第一，利用本发明，可以防止实践中正常操作下用于热处理子区域的较热液体与用于紧急情况的相对较冷液体混合。因此，可以消除因热处理容器中容纳的液体发生混合而导致的能量浪费。

第二，本发明可以免去使用专用的过热容器，诸如例如在专利EP744,903中所述的那种。

此外，利用本发明，紧急操作中产品的热损失不会浪费，而是积累在相关加热或冷却子区域内的液体中。因此，当系统重新启动时，这些热量可以在加热步骤中得以恢复。

应该注意，利用本发明，从正常操作切换到紧急操作甚至都不需要任何时间。

还应该注意，本发明相对容易实施，而且甚至与其实施有关的成本都不是太高。

以上所述的本发明可以改动并以若干方式适应性修改，而且不会脱离本发明构思的范围。

本发明的全部细节都可以由其他的技术等同元素替代，并且在实践中，所用的全部材料以及各种部件的形状和尺寸都可以根据需要来确定。

Claims (12)

1.一种隧道巴氏灭菌器(1)包括：

向前运动装置(2)，其用于沿着向前运动路径将需要进行巴氏处理的产品(3)向前移动；

沿着所述向前运动路径依次定位的加热区域(4)、热处理区域(5)和冷却区域(6)，每个区域分成依次定位的一个或多个子区域，分别用于加热、热处理和冷却，每个子区域还包括用于将处理液体(11)喷射到经过该子区域的产品(3)上的喷射装置(10)和至少一个用于收集喷射到产品(30)上的液体(11)的容器(12)；

馈送装置(13)，其连接到所述喷射装置(10)和所述容器(12)，用于将容纳在每个容器(12)中的液体(11)馈送到至少一个子区域的特定喷射装置(10)；

所述隧道巴氏灭菌器特征在于，其在每个热处理子区域(9)包括收集装置(20)，用于收集润湿被处理的产品(3)的液体(11)，所述收集装置(20)能在第一操作状态和第二操作状态之间进行切换，在该第一操作状态下，它们将所收集的液体(11)向相关热处理子区域(9)的收集容器(12)引导，而在该第二操作状态下，它们阻止所收集的液体(11)到达相关热处理子区域(9)的收集容器(12)。

2.如权利要求1所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，所述收集装置(20)包括至少一个能在第一位置和第二位置之间移动的元件(24)，在该第一位置时，该元件允许在预定子区域内润湿待处理产品(3)的液体(11)收集在该子区域内的收集容器(12)中，而在该第二位置时，该元件阻止所述液体(11)收集到该子区域内的收集容器(12)中，并将该液体至少向加热区域(4)或冷却区域(6)引导。

3.如权利要求1或2所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，当它们处于第二位置时，所述收集装置(20)将所述液体(11)向加热区域和冷却区域(4、6)的至少一个子区域内的收集容器(12)直接或间接引导。

4.如权利要求1、2或3所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，还包括至少一个辅助容器(27)，该辅助容器至少连接在最靠近热处理区域(5)的加热子区域(7)内的收集容器(12)或最靠近热处理区域(5)的冷却子区域(8)内的收集容器(12)，并且定位成靠近至少其中一个热处理子区域(9)内的收集容器(12)，所述收集装置(20)在其第二位置时将润湿待处理产品(3)的液体(11)直接引导到辅助容器(27)中。

5.如权利要求4所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，所述辅助容器(27)平行于所述产品(3)向前运动路径延伸，并将最靠近热处理区域(5)的加热子区域(7)内的收集容器(12)和最靠近处理区域(5)的冷却子区域(8)内的收集容器(12)连接起来。

6.如权利要求2所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，所述移动元件(24)借助旋转而从第一位置移动到第二位置。

7.如权利要求6所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，所述旋转根据位于与待处理产品(3)向前运动路径平行的平面内的旋转轴线而发生。

8.如前述权利要求任一所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，对于热处理区域(5)的每个子区域，所述馈送装置(13)包括至少第一系统(31)，该第一系统用于将液体(11)馈送到与该子区域内的收集容器(12)连接的喷射装置(10)；和至少第二系统(32)，该第二系统用于将液体馈送到与加热区域(4)或冷却区域(6)的子区域内的收集容器(12)连接的喷射装置(10)。

9.如权利要求8所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，对加热区域(5)的每个子区域，所述馈送装置(8)还包括至少第三系统(39)，用于循环该子区域内的收集容器(12)所容纳的液体(11)。

10.如权利要求8所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，所述第一系统(31)包括配置有受控阀的导管，所述导管从加热子区域(7)或冷却子区域的馈送装置(13)引出。

11.如前述权利要求任一所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，还包括控制系统，该控制系统可操作地至少连接到收集装置(20)和馈送装置(13)，从而能够发出指令，以将收集装置(20)从第一操作状态切换到第二操作状态，并且利用从加热子区域(4)或冷却区域(6)的至少一个子区域而来的液体(11)向热处理子区域(9)内的喷射装置(10)馈送。

12.如前述权利要求任一项所述的隧道巴氏灭菌器，其特征在于，还在每个子区域内包括温度控制装置，用于将液体(11)的温度保持在预设水平。

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