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Die Erfindung betrifft eine verbesserte
Vorrichtung und ein Verfahren zum Aussetzen eines Produkts, einschließlich eines
Nahrungsmittelprodukts, Halbleitern und irgendeines Produkts, welches
nachteilig mit Luft reagiert, einer kontrollierten Umgebung. Insbesondere
betrifft diese Erfindung eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes
Verfahren zum Ersetzen von Luft im Produkt und/oder in Behältern durch
eine gewünschte
kontrollierte Umgebung bzw. Atmosphäre, einschließlich ein
Inertgas, Kombinationen von Gasen und anderen Aromen, Nebeln, Feuchtigkeit
etc.
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Verschiedene Produkte einschließlich Nahrungsmittelprodukte,
Halbleiterprodukte und irgendein anderes Produkt, welches eine nachteilige Reaktion
mit Luft zeigt, werden in einer kontrollierten Umgebung verpackt.
Es wurden verschiedene Versuche unternommen, um diese Produkte in
kontrollierten Umgebungen unter Verwendung eines Vakuums und/oder
einer kontrollierten Umgebung effizient zu verpacken.
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Verschiedene Nahrungsmittelprodukte,
einschließlich
Bäckereiwaren,
Fleischwaren, Früchte, Gemüse etc.
werden unter atmosphärischen
Bedingungen verpackt. Viele dieser Produkte werden in Supermärkten beispielsweise
in Kartons oder Kartonbehältern
mit einer das Produkt abdeckenden Kunststoffoder Zellophanumhüllung dargeboten.
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Ein Problem dieser Art der Verpackung
ist es, dass die Waren eine minimale, begrenzte Warenregallebensdauer
besitzen, die für
viele Produkte lediglich einige Tage bis eine Woche beträgt. Beispielsweise
bei Bäckereiwaren
kann Schimmel nach einigen Tagen unter atmosphärischen Bedingungen beginnen,
sich zu entwickeln. Solche Produkte können offensichtlich nicht verkauft
oder konsumiert werden und müssen
ausrangiert werden.
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Ein weiteres Problem ergibt sich
bei vielen Früchten
und Gemüsen,
welche unter atmosphärischen
Bedingungen weiter reifen und deren Stoffwechsel fortsetzen. Beispielsweise
kann eine Banane innerhalb einiger Tage überreif und für den Konsumenten
unattraktiv werden.
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In vielen Anlagen ist der für Begasungsoperationen
verfügbare
Raum oftmals begrenzt. Existierende Systeme für eine kontrollierte Umgebung
sind im Allgemeinen oft teuer, sperrig und erfordern Dreiphasenstromversorgung,
und sind dementsprechend unpraktikabel zur Verwendung bei vielen
dieser Anlagen.
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Im Bemühen zur Beseitigung dieser
Probleme wurden verschiedene Ansätze
gemacht, um Nahrungsmittel in einer kontrollierten Umgebung durch Injizieren
einer kontrollierten Umgebung direkt in gefüllte Behälter zu verpacken. Eine Strömung mit
einer hohen Geschwindigkeit ist oftmals notwendig, um in das Nahrungsmittelprodukt
einzudringen. Im Allgemeinen haben sich diese Versuche als nicht
erfolgreich herausgestellt. Beispielsweise bei Bäckereiwaren ziehen die Strahlen
hoher Geschwindigkeit Luft hinein und rekontaminieren das Produkt,
wodurch ein Reduzieren des Sauerstoffs auf Ausmaße fehlschlägt, welche den normalen Schimmelbefall
vermeiden würden.
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Verschiedene Techniken zum Entfernen
von Luft bei Nahrungsmittelbefüllprozessen
sind in der Technik bekannt. Derartige Prozesse werden beispielsweise
bei der Verpackung von Nüssen,
Kaffee, Milchpulver, Käsewindbeuteln,
Baby-Rezepturen
und verschiedenen anderen trockenen Nahrungsmitteln eingesetzt.
Typischerweise werden Trockennahrungsmittelbehälter, nach dem Befüllen jedoch
vor dem Versiegeln, einem Schwall bzw. einer Spülung kontrollierter Umgebung
bzw. Atmosphäre
und/oder einem Vakuum für
eine Zeitperiode ausgesetzt. Das Produkt kann auch mit einer kontrollierten
Umgebung vor dem Befüllen
beströmt
werden, oder kann nach dem Füllprozess
beströmt
werden. Wenn der Sauerstoff wesentlich von dem Nahrungsmittelinhalten
darin entfernt wurde, so werden die Behälter, mit oder ohne Vakuum,
versiegelt. Es sind auch verschiedene Techniken bekannt, um die
Atmosphäre
von verpackten Fleischprodukten durch eine modifizierte Atmosphäre aus Kohlendioxid,
Sauerstoff und Stickstoff und/oder anderen Gasen oder Gasmischungen
zu ersetzen, um die Warenregallebensdauer zu verlängern.
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Eine Gasbeströmungsvorrichtung zum Entfernen
von Sauerstoff aus Nahrungsmittelbehältern ist in dem US-Patent
Nr. 4,140,159 (Domke) beschrieben. Ein Förderband trägt die oben offenen Behälter in
einer Bewegungsrichtung direkt unter eine Gasbeströmungseinrichtung.
Die Gasbeströmungseinrichtung
liefert eine kontrollierte Umgebung zu den Behältern in zwei Weisen. Erstens
wird eine Schicht oder Decke von Beströmungsgas niedriger Geschwindigkeit
der ganzen Region unmittelbar über und
einschließlich
der offenen Oberseiten der Behälter
durch eine Verteilungsplatte zugeführt, welche eine Mehrzahl von
kleinen Öffnungen
aufweist. Zweitens wird jeder Behälter unter Verwendung eines
Beströmungsgasstrahls
mit hoher Geschwindigkeit gespült,
der durch eine Mehrzahl von größeren Strahlöffnungen
zugeführt
wird, die Seite an Seite in einer Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung
der Nahrungsmittelbehälter
angeordnet sind. Wenn die Behälter
sich vorwärts
bewegen, in der Bewegungsrichtung, so können die Schritte der Bedeckung
mit kontrollierter Umgebung gefolgt durch Strahlbeströmung mehrmals
wiederholt werden, bis ausreichend viel Sauerstoff aus den Behältern und
aus den Nahrungsmittelinhalten darin entfernt wurde.
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Ein Aspekt der bei Domke beschriebenen Vorrichtung
ist es, dass die Strömung
von Gas in einem Behälter
sich konstant verändert.
Die Strömungen
hoher Geschwindigkeit werden durch orthogonale Öffnungen in einer Platte gerichtet, was
Wirbel nahe der Öffnungen
erzeugt, die eine Turbulenz hervorrufen, welche Außenluft
einzieht. Wenn ein Behälter
sich an der orthogonalen Reihe von Strahlen hoher Geschwindigkeit
vorbeibewegt, so werden die Strahlen zunächst nach unten in den Behälter an dem
vorderen Rand der offenen Behälteroberseite gerichtet.
Wenn der Behälter
sich weiter vorwärts
bewegt, so wird das beströmende
Gas in das Zentrum gerichtet, und später, in den nachlaufenden Rand
der offenen Oberseite, woraufhin der Behälter sich von der Reihe von
Strahlen entfernt bevor dieser der nächsten orthogonalen Reihe von
Strahlen ausgesetzt wird. Der Prozess wird wiederholt, wenn der
Behälter
unter der nächsten
Strahlreihe passiert.
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Die bei Domke beschriebene Vorrichtung
ist zum Spülen
von leeren Behältern
vorgesehen und beruht eigentlich hauptsächlich auf einem Verdünnungsprozess
zur Verringerung von Sauerstoffniveaus. Eine orthogonale Strahlreihe
pro Behälterabstand
ist ungeeignet, um effizient Luft bei Behältern für Nahrungsmittelprodukte zu
entfernen.
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Eine andere Vorrichtung zum Ausspülen von Gas
aus Behältern
ist in der US-A-3556174
beschrieben. Ein Förderband
trägt oben
offene Behälter
in einer Bewegungsrichtung direkt unter eine Gasbeströmungseinrichtung.
Die Gasbeströmungseinrichtung liefert
Inertgas auf zwei Weisen zu dem Behälter. Erstens wird eine zentrale
Abwärtsströmung eines
Tieftemperaturinertgases in den Behälter gerichtet. Zweitens wird
eine Umgebungsströmung
von Umgebungsinertgas hin zu dem äußeren Oberseitenabschnitt des
Behälters
gerichtet, um ein Frieren des Behälters zu verhindern.
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Konstant sich verändernde Strahlmuster bei Einrichtungen
nach dem Stand der Technik erzeugen eine Turbulenz über und
in den Behältern,
was bewirken kann, dass umgebende Luft durch die Strahlen in die
Behälter
gezogen wird. Diese Turbulenz führt auch
zu einer Begrenzung der Geschwindigkeit, mit welcher die Behälter unter
den Strahlen passieren. Wenn die Behälter unterhalb der Strahlen sich schneller
bewegen, so verändern
sich die Strömungsmuster
in den Behältern
schneller und die Turbulenz steigt. Außerdem ist es, bei Linien hoher
Geschwindigkeit, für
das Spülgas
schwieriger, nach unten in die Behälter zu gelangen. Dies auf
Grund der relativ kurzen Verweilzeit in Kontakt mit jeder Hochgeschwindigkeitsreihe.
Das Spülgas
besitzt außerdem
eine größere Tendenz
dazu, im Kopfraum über den
Behältern
zu bleiben. Zudem bewirkt eine orthogonale Anordnung von Strahlen
relativ zu der Behälterbewegungsrichtung,
dass viel von dem Strahl in einen Bereich außerhalb der Behälter gerichtet
wird, insbesondere wenn die Behälter
rund sind. Darüber hinaus
kann die Beabstandung der orthogonalen Reihen das Strömungsmuster
weiter variieren und Außenluft
in die Behälter
ziehen.
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Es wäre wünschenswert, ein Begasungssystem
zu besitzen, welches die Luft in einem Behälter oder einem Nahrungsmittelprodukt
durch eine kontrollierte Umgebung höherer Reinheit ersetzt, was
die Warenregallebensdauer des Produkts erheblich verlängern würde.
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Die Erfindung stellt eine Vorrichtung
zum Aussetzen eines Produkts einer Inertumgebung vor einem Verpacken
bereit, umfassend eine Verteilungskammer, einen Einlass in die Verteilungskammer
zum Empfangen einer kontrollierten Umgebung von einer Quelle, eine
in der Kammer ausgebildete Strömungswiderstandsregion,
und einen Strahlverteiler zum longitudinalen Liefern einer kontrollierten Umgebung
durch die Verteilungskammer, wobei der Strahlverteiler eine Mehrzahl
von Strahldüsen
aufweist, die benachbart und umgeben von der Widerstandsregion angeordnet
sind, und wobei jede Strahldüse
eine Strömung
einer zweiten Geschwindigkeit bereitstellt, die eine höhere Geschwindigkeit als
die Strömung
der ersten Geschwindigkeit besitzt, wobei die Strömung der
zweiten Geschwindigkeit in eine Richtung aus dem Verteiler heraus
und in einem Winkel zu der longitudinalen Lieferung von kontrollierter
Umgebung strömen
gelassen wird, wobei die Strömung
der zweiten Geschwindigkeit von jeder Düse vollständig umgeben und von allen
anderen der Düsen
isoliert ist durch die Strömung
der ersten Geschwindigkeit, um zu ermöglichtt, dass das Produkt ohne
Einziehen von Luft durch die Strömung
der hohen Geschwindigkeit kontaktiert wird.
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Der Strahlverteiler kann wenigstens
ein entlang der Strömungswiderstandsregion
orientiertes Rohr aufweisen, wobei die Düsen sich im Wesentlichen orthogonal
von dem Rohr erstrecken. Der Strahlverteiler kann mit einer kontrollierten
Umgebung von einer zweiten Quelle versorgt werden. Die Vorrichtung
kann ferner eine Mehrzahl von Öffnungen
aufweisen, mit Durchmessern größer als
die Düsen,
die durch die Widerstandsregion ausgebildet werden, um zu ermöglichen,
dass die Düsen
sich dort hindurch erstrecken. Das Rohr kann mit einer zweiten Quelle
einer kontrollierten Umgebung verbunden sein. Die Verteilungskammer
kann eine Länge,
eine Breite sowie eine Höhe
besitzen und die Widerstandsregion kann in einem Abschnitt der Kammer longitudinal
orientiert sein. Die Widerstandsregion kann einen Blendenabschnitt
umfassen, der über longitudinal
orientierten Öffnungen
angeordnet ist, die in einem Abschnitt der Verteilungskammer ausgebildet
sind, wobei die Düsen
sich durch in der Blende ausgebildete Öffnungen hindurch erstrecken.
Die Widerstandsregion kann ferner eine zweite Blende umfassen, die
benachbart der ersten Blende angeordnet ist und darin ausgebildete Öffnungen
aufweist, die größer als
die Öffnungen
der ersten Blende sind. Die Widerstandsregion kann in eine Mehrzahl
von beabstandeten Regionen aufgeteilt sein, wobei jede der Raumregionen
eine der Strahldüsen
umgibt.
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Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren
zum Betreiben einer Vorrichtung zum Aussetzen eines Produkts einer
kontrollierten Umgebung bereit. Es wird eine Verteilungskammer umfassend
eine Strömungswiderstandsregion
und eine Mehrzahl von Strahldüsen
bereitgestellt, die benachbart zu und umgeben von der Widerstandsregion
angeordnet sind. Strahlströmungen
einer hohen Geschwindigkeit von kontrollierter Umgebung werden durch
die Strahldüsen
zugeführt.
Strömungen
mit niedrigerer Geschwindigkeit von kontrollierter Umgebung werden
durch die Widerstandsregion zugeführt. Das Verfahren sieht ferner
vor, dass die Strömungswiderstandsregion
in eine Mehrzahl von beabstandeten Regionen aufgeteilt sein kann,
wobei jede der beabstandeten Regionen eine der Strahldüsen umgibt.
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Die Erfindung stellt ferner eine
Vorrichtung zum Entfernen von Sauerstoff von einem Produkt bereit,
umfassend eine Verteilungskammer mit wenigstens einer darin ausgebildeten Öffnung zum
Erlauben, dass ein Strahl niedriger Geschwindigkeit einer kontrollierten
Umgebung aus der Öffnung
strömen gelassen
wird, und einen Verteiler in der Verteilungskammer zum Erlauben,
dass eine Mehrzahl von Strömungen
hoher Geschwindigkeit von kontrollierter Umgebung aus dem Verteiler
strömen
gelassen wird, wobei diese von den Strömungen niedriger Geschwindigkeit
umgeben sind. Die Vorrichtung kann ferner wenigstens eine Widerstandsschicht
aufweisen, welche im Wesentlichen die Verteilungsöffnung überdeckt.
Die Kammer kann eine Mehrzahl von beabstandeten Öffnungen aufweisen.
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Die Erfindung stellt ferner eine
Vorrichtung zum Aussetzen eines Produkts einer kontrollierten Umgebung
bereit. Die Vorrichtung umfasst eine Verteilungskammer mit einer
Länge,
einer Breite sowie einer Höhe,
und einen Einlass zum Empfangen einer kontrollierten Umgebung von
einer Quelle. Eine Strömungswiderstandsregion
ist benachbart eines Abschnitts der Verteilungskammer longitudinal
orientiert. Eine Mehrzahl von Strahldüsen ist parallel zur Strömungswiderstandsregion
orientiert. Jede der Düsen
ist von der Widerstandsregion umgeben. Diese Gestaltung erlaubt
es, dass die Strömung
hoher Geschwindigkeit, welche die Strahldüsen verlässt, auf das Nahrungsmittelprodukt
auftrifft und Luft davon entfernt, während diese von der Strömung niedriger Geschwindigkeit
umgeben ist, was es vermeidet, dass die Strahlströmung wesentlich
Außenluft
zur Rekontamination des Produkts einzieht. Die Erfindung stellt
ferner zusätzliche
Merkmale bereit, umfassend: Düsen
erstrecken sich von wenigstens einem Rohr longitudinal orientiert
benachbart der Strömungswiderstandsregion;
die Düsen werden
von einer zweiten Quelle mit kontrollierter Umgebung versorgt; eine
Mehrzahl von Öffnungen,
die durch die Widerstandsregion ausgebildet sind, um zu Erlauben,
dass die Düsen
sich dort hindurch erstrecken, wobei die Öffnungen einen Durchmesser
besitzen, der größer ist
als die Durchmesser der Düsen;
das Rohr ist mit einer zweiten Quellen von kontrollierter Umgebung
verbunden; die Widerstandsregion weist einen Blendenabschnitt auf,
der benachbart longitudinal orientierten Öffnungen angeordnet ist, die
in der Verteilungskammer ausgebildet sind, wobei die Düsen sich
durch in der Blende ausgebildete Öffnungen hindurch erstrecken;
und die Widerstandsregion umfasst ferner eine zweite Blende, die
benachbart der ersten Blende angeordnet ist und Öffnungen aufweist, die größer als
die Öffnungen
der ersten Blende sind.
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Die Erfindung stellt ferner eine
Vorrichtung wie oben angegeben bereit, um ein Produkt einer Inertumgebung
auszusetzen, welches sich entlang der Vorrichtung bewegt, umfassend
die Verteilungskammer, eine Widerstandslage, und den Strahlverteiler. Die
Verteilungskammer besitzt eine Länge,
eine Breite und eine Höhe,
und umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen,
die in einem Abschnitt der Kammer ausgebildet sind. Die Widerstandslage
ist benachbart den Kammeröffnungen
und besitzt ebenfalls Öffnungen,
die kleiner als die Kammeröffnungen
sind und mit diesen in Verbindung stehen. Der Strahlverteiler ist
der Widerstandslage benachbart, wobei die Mehrzahl von Düsen entlang
der Länge
des Verteilers angeordnet ist und mit der Lage und den Kammeröffnungen
ausgerichtet ist. Eine Quelle einer kontrollierten Umgebung ist
mit dem Verteiler verbunden. Die Vorrichtung kann weitere Eigenschaften
aufweisen, umfassend: eine zweite Widerstandslage benachbart der
ersten Widerstandslage, welche Öffnungen
aufweist, die größer als
die Öffnungen
der ersten Widerstandslage sind, wobei die Düsen sich durch die Öffnungen
sowohl der ersten als auch der zweiten Widerstandslage erstrecken;
eine Quelle einer zweiten kontrollierten Umgebung, die mit der Verteilungskammer
verbunden ist; und der Verteiler umfasst wenigstens ein longitudinal
entlang der Widerstandslage orientiertes Rohr, und Düsen, die
sich von dem Rohr erstrecken.
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Die Erfindung stellt ferner ein Begasungssystem
für ein
Verpackungsprodukt in einer Inertumgebung bereit, umfassend eine
Verteilungskammer mit ersten und zweiten Bereichen, eine Widerstandslage
und einen Verteiler. Die Verteilungskammer ist dazu ausgebildet,
längs einer
Fördereinrichtung
angeordnet zu werden, welche ein Nahrungsmittelprodukt zu einer
Versiegelungseinrichtung hin bewegt. Die Kammer besitzt eine Länge, eine
Breite und eine Höhe
und eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Öffnungen. Die Widerstandslage
ist benachbart den Kammeröffnungen
longitudinal orientiert und umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen,
die an einem Abschnitt der Lage benachbart des ersten Bereichs der Kammer
ausgebildet sind. Die Lagenöffnungen
sind kleiner als die Kammeröffnungen
und stehen mit diesen in Verbindung. Der Verteilungsverteiler ist
benachbart der Widerstandslage und des ersten Bereichs der Kammer
longitudinal orientiert und umfasst eine Mehrzahl von Düsen, die
sich von dem Verteiler ausgehend und durch die in der Widerstandslage
ausgebildeten Öffnungen
hindurch erstrecken. Das System stellt weitere Merkmale bereit, umfassend:
Seitenwände
entlang der Seiten des Förderers
und der Seiten der Verteilungskammer; und Einstellteile zum Anordnen
der Verteilungskammer von dem Nahrungsmittelprodukt, welches sich
an der Fördereinrichtung
fortbewegt.
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Die Erfindung stellt auch ein Verfahren
zum Aussetzen eines Produkts einer kontrollierten Umgebung während einer
Wanderung entlang einer Fördereinrichtung
zu einer Verschließstation
bereit. Eine Gasverteilungskammer ist longitudinal entlang einer Fördereinrichtung
orientiert und weist eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Öffnungen
auf. Die Verteilungskammer weist einen ersten Bereich und einen zweiten
Bereich auf, wobei der zweite Bereich benachbart der Verschließstation
angeordnet ist, wobei der erste Bereich einen longitudinal orientierten
Verteiler aufweist, wobei der Verteiler eine Mehrzahl von entlang
des Verteilers angeordneten und in einem Winkel zu dem Verteiler
angeordneten Düsen
aufweist, wobei jede Düse
zu einer in dem ersten Bereich der Kammer ausgebildeten Öffnung ausgerichtet
ist. Das Produkt wird entlang eines ersten Bereichs der Verteilungskammer
für eine
Zeitdauer passieren gelassen. Eine Mehrzahl von Strahlströmungen hoher
Geschwindigkeit einer kontrollierten Umgebung wird von den Düsen zugeführt, die
entlang des ersten Bereichs der Verteilungskammer angeordnet sind.
Strömungen
geringerer Geschwindigkeit von kontrollierter Umgebung werden durch
die in dem ersten Bereich der Kammer ausgebildeten Öffnungen
von Regionen zugeführt,
welche jede der Strahlströmungen
hoher Geschwindigkeit umschlingen und isolieren. Das Produkt wird
dann entlang der zweiten Bereich der Verteilungskammer für eine Zeitdauer
und unmittelbar vor dem Eintritt in die Verschließstation
passieren gelassen. Strömungen
von geringerer Geschwindigkeit werden durch die in dem zweiten Bereich
der Kammer ausgebildeten Öffnungen
zugeführt.
Alternativ wird eine zweite niedrige Geschwindigkeit an kontrollierter
Umgebung durch die ersten und zweiten Bereiche der Kammer zugeführt. Außerdem können entlang
von Seiten des Verteilers und der Fördereinrichtung Seitenwände vorgesehen
sein.
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Die Erfindung stellt auch ein Verfahren
zum Aussetzen eines Produkts einer kontrollierten Umgebung während einer
Bewegung auf einer Fördereinrichtung
in einer Wanderungsrichtung bereit. Eine Gasverteilungskammer ist
entlang der Fördereinrichtung
angeordnet. Das Produkt wird für
eine Zeitdauer entlang der Gasverteilungskammer passieren gelassen.
Eine Gasflussströmung
einer niedrigen Geschwindigkeit wird durch wenigstens eine longitudinal
orientierte Flusswiderstandsregion zugeführt, die in der Verteilungskammer
und parallel zu der Wanderungsrichtung ausgebildet ist. Eine Gasflussströmung hoher
Geschwindigkeit wird durch Düsen
zugeführt,
die entlang der Widerstandsregion orientiert sind und sich durch
die Widerstandsregion erstrecken und von dieser umgeben sind. Alternativ
ist eine Mehrzahl von Widerstandsregionen vorgesehen, die voneinander
beabstandet sind. Alternativ ist eine zweite Strömungswiderstandsregion vorgesehen, welche
die erste Strömungswiderstandsregion
umgibt, um eine geringfügig
niedrigere Flussgeschwindigkeit zu liefern.
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Das Vorangegangene und weitere Merkmale und
Vorteile der Erfindung wereden weiter ersichtlich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen. Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen dienen
lediglich der Veranschaulichung der Erfindung und weniger deren
Begrenzung, wobei die Reichweite der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und
deren Äquivalente
definiert wird.
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1 ist
eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, longitudinal
angeordnet entlang einer Reihe eines Nahrungsmittelprodukts, welches
durch eine Fördereinrichtung transportiert
wird.
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2 ist
eine Endansicht einer Ausführungsform
mit einer Schnittansicht eines Einstellteils.
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3 ist
eine Draufsicht eines ersten Bereichs der Ausführungsform von 1, wobei die Begasungsschiene teilweise
geschnitten dargestellt ist.
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4 ist
eine Schnittansicht der Begasungsschiene längs der Linie 4-4 von 3.
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5 ist
eine vergrößerte teilweise
geschnittene Ansicht der Ausführungsform
von 4, welche eine Düse zeigt,
die sich von einer Verteilerrohranordnung in der Verteilungskammer
erstreckt.
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6 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Begasungsschiene.
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7 ist
eine vergrößerte teilweise
geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Begasungsschiene.
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8 ist
eine vergrößerte teilweise
geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Begasungsschiene.
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9 ist
eine vergrößerte teilweise
geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Begasungsschiene.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Bodenabschnitts einer Verteilungskammer.
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11 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Niedergeschwindigkeitsbereichs
der Begasungsschiene.
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12 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Niedergeschwindigkeitsbereichs
der Begasungsschiene.
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13 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Niedergeschwindigkeitsbereichs
der Begasungsschiene.
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14 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Hochgeschwindigkeits-
und/oder Niedergeschwindigkeitsbereichs der Begasungsschiene.
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15 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Strahlverteilers
umfassend Öffnungen
zum Liefern einer kontrollierten Umgebung in die Verteilungskammer.
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Mit Bezug auf die 1 und 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
des Begasungssystems dargestellt. Die Gasspülvorrichtung oder Begasungsschiene 10 ist
entlang einer Produktreihe 12 angeordnet, die auf einer
Fördereinrichtung 14 längs der Schiene 10 in
einer durch einen Pfeil 16 bezeichneten Wanderungsrichtung
wandert. In der Ausführungsform
von 1 umfasst eine Begasungsschiene 10 eine
Verteilungskammer 18, die in der dargestellten Ausführungsform
gebildet ist aus zwei 60,96 cm (2 Fuß)-Bereichen 60, 70.
Die Verteilungskammer 18 kann, falls erforderlich, in Reihenanordnung mit
weiteren Kammern angeordnet sein. In der Ausführungsform der 1–5 umfasst die Schiene 10 eine
Verteilungskammer 18 mit einer Höhe von etwa 3,366 cm (1,325
Inch), einer Länge
von etwa 121,92 cm (4 Fuß) und einer Breite von etwa
11, 43–20,
32 cm (4,5–8,0
Inch). Bei dieser Ausführungsform
besitzt die kontrollierte Umgebung durch die Kammer eine Einlass-
und eine Auslassflussrate von etwa 0,0566 (2) bis etwa 0,425 Kubikmeter
(15 Kubikfuß) pro
Minute. Die optimale Flussrate der kontrollierten Umgebung variiert
abhängig
von der Liniengeschwindigkeit und den Abmessungen des Produkts und/oder
des Behälters.
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Bevorzugt ist die Kammer 18 geschlossen mit
Ausnahme von Einlässen 20, 22, 56, 54 für kontrollierte
Umgebung, die in deren oberen Abschnitt 90 ausgebildet
sind, und den Öffnungen 30, 35,
die in deren Bodenabschnitt 32 ausgebildet sind. Die Kammer 18 kann
bevorzugt rechteckig sein, wie es in den 1–3 gezeigt ist, und kann aus
rostfreiem Stahl, Aluminium, Hartkunststoff oder irgendeinem anderen steifen
Material aufgebaut sein. Die Kammer 18 sollte bevorzugt
wenigstens so breit, und weiter bevorzugt etwas breiter, als das
Produkt oder die Behälteröffnung 12 sein.
Die Kammer 18 kann auch schmäler als das Produkt oder die
Behälteröffnung sein,
jedoch kann dies unter gewissen Umständen ermöglichen, dass Außenluft
das Produkt und/oder den Behälter kontaminiert.
Der Aufbau oder andere Mittel können mit
der schmäleren
Kammer kombiniert werden, um die kontrollierte Umgebung aufrecht
zu erhalten. Die Länge
der Kammer 18 kann variieren abhängig von der gewünschten
Liniengeschwindigkeit und der minimalen Verweildauer unterhalb der
Kammer 18 für jeden
Behälter
oder jedes Produkt 12. Auch kann eine Mehrzahl von Kammern 18 der
Länge nach
in einer Reihe angeordnet sein, um eine größere "effektive" Länge
zu schaffen. Die tatsächliche
Länge oder Anzahl
von Verteilungskammern 18, die benötigt wird, hängt von
verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Fördergeschwindigkeit, dem Behälter- und
Produktvolumen und der Produktart.
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Für
eine gegebene Verweildauer steigt die maximale Liniengeschwindigkeit,
wenn die Länge der
Kammer 18 vergrößert wird.
Für die
oben beschriebene Ausführungsform
beträgt
eine bevorzugte Liniengeschwindigkeit zum Begasen von beispielsweise
den meisten Bäckereiprodukten
ungefähr
120 Behälter
pro Minute (die z. B. eine Länge von
15,24 cm (6 Inch), eine Breite von 8,89 cm (3,5 Inch) und eine Tiefe
von 6,35 cm (2,5 Inch) besitzen) (24,38 Meter (80 Fuß) pro Minute
an Fördergeschwindigkeit)
und erfordert ungefähr
4,88 Meter (16 Fuß)
an effektiver Kammerlänge.
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Die Höheneinstellvorrichtung 62 stellt
dem Bediener ein effektives Mittel zum Absenken der Schiene 10 auf
ein gewünschtes
Niveau von verschieden bemessenen Verpackungen und Produkten bereit.
Diese gestattet es auch, dass die Schiene 10 rasch zur
Reinigung entfernt wird. Die Einstellteile 62 umfassen
jeweils einen Einstellknopf 116, eine vertikale Gewindewelle 118,
einen horizontalen Anbringungsschaft 124, eine Basisplatte 122,
einen Horizontaleinstellgriff 129, einen Schieber 126,
eine Flügelschraube 127 und
einen Anbringungsblock 128. Bei der Ausführungsform
der 1 und 2 ist der horizontale Anbringungsschaft 124 bevorzugt
aus einem 6,375 Inch, 0,750 Inch-Durchmesser-Schaft
aus rostfreiem Stahl mit 0,5 Inch-Nuten hergestellt, die ungefähr 0,25
Inch von jedem Ende mit einer 82 Grad-Fasung ausgebildet sind. Seitenwände 53, 55 sind
bevorzugt aus einem durchsichtigen Kunststoffmaterial oder Polykarbonat
gebildet und besitzen eine Länge
von 121,92 cm (4 Fuß),
eine Höhe
von 17,78 cm (7 Inch) und eine Dicke von 1,27 cm (0,5 Inch), was
es ermöglicht,
dass die Seitenwände 53, 55 in
die Nuten des horizontalen Anbringungsschafts 124 passen.
Es können
verschiedene Längen
der Anbringungsschäfte 124 verwendet
werden und die Seitenwände 53, 55 können eingestellt
werden, um das Innenvolumen des zwischen den Seitenwänden 53, 55 ausgebildeten
Tunnelbereichs zu verringern. Der horizontale Anbringungs schaft 124 ist
verschiebbar in eine Offnung eingepasst, die in dem Anbringungsblock 128 ausgebildet
ist, der ebenfalls bevorzugt aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.
Der Horizontaleinstellgriff 120 wird dazu verwendet, den
Schaft 124 am Anbringungsblock 128 zu sichern und kann gedreht
werden, um zu ermöglichen,
dass der Anbringungsblock 128 und somit die Schiene 10 in
einer horizontalen Richtung in eine optimale Ausrichtung mit der
Fördereinrichtung 14 und
dem Produkt 12 bewegt wird. Die vertikale Gewindeeinstellwelle 118 ist schraubbar
in dem Einstellknopf 116 aufgenommen und an dem Anbringungsblock 128 befestigt.
Die Welle 118 ist bevorzugt an der Basisplatte 122 befestigt,
die an der Schiene 10 befestigt ist. Die Basisplatte 122 besitzt
bei der dargestellten Ausführungsform eine
Länge von
4,5 Inch und eine Dicke 0,187 Inch, wobei eine zentrale Öffnung in
Verbindung mit einer Öffnung
steht, die in dem Boden der vertikalen Gewindewelle 118 ausgebildet
ist, was es erlaubt, diese Teile mit einer Schraube anzufügen. Die
Basisplatte 122 besitzt 0,344 Inch von deren Enden entfernt Öffnungen,
um die Platte an der Schiene 10 zu befestigen. Der Schieber 126,
der bevorzugt federbelastet ist, kann aus seinem Eingriff mit einer
in der Welle 118 ausgebildeten Nut horizontal nach außen gezogen
werden, um es dem Bediener zu erlauben, vertikale Haupteinstellungen
an der Schienenposition vorzunehmen. Die Flügelschraube 127 kann
dazu verwendet werden, den Anbringungsblock 128 und den
Einstellknopf 116 festzuziehen. Eine Feineinstellung der
Schiene 10 auf die genaue Position über dem Produkt 12 kann
durch Drehen des Einstellknopfs 116 bewerkstelligt werden.
Bei der Ausführungsform
der 1 und 2 ist der Einstellknopf 116 bevorzugt
aus Delrin hergestellt und ist 15,56 cm (6,125 Inch) lang mit einem
11,75 cm (4,625 Inch) langen, einen Durchmesser von 4,72 cm (1,860)
besitzenden Mittelabschnitt, einem 2,54 cm (1 Inch) aufweisenden,
einen Durchmesser von 6,35 cm (2,5 Inch) besitzenden Kappenabschnitt
und einem 1,27 cm (0,5 Inch), 2,98 cm (1,174 Inch) aufweisenden Nutabschnitt,
der in einer Öffnung
aufgenommen ist, die in dem Anbringungsblock 128 ausgebildet
ist. Die vertikale Gewindewelle 118 ist bevorzugt aus rostfreiem
Stahl hergestellt und besitzt eine Länge von 15,24 cm (6 Inch) mit
einem oberen Nutabschnitt, der eine Länge von 12,07 cm (4,75 Inch)
aufweist. Die Welle besitzt einen Außendurchmesser von 1,91 cm (0,75
Inch) mit 1,78 cm (0,7 Inch) tiefen Nuten, die im Abstand von 3,56
mm (0,140 Inch) angeordnet sind und 3 Gewindegänge pro 2,54 cm (Inch) aufweisen. Produktpositionierteile 121 können auch
dazu verwendet werden, eine Ausrichtung des Produkts 12 unter
der Schiene 10 aufrecht zu erhalten, während dieses längs der
Fördereinrichtung 14 wandert.
Jedes der Positionierteile 121 umfasst eine Aufnahme 131,
einen Schaft 125, eine Führungsschiene 123 und
eine Einstelleinrichtung 129. Die Führungsschiene 123 ist
bevorzugt 4 Fuß lang
mit einem Durchmesser von 9,53 mm (0,375 Inch) und ist an das innere Ende
des Schafts 125 angefügt.
Der Schaft 125 erstreckt sich durch die Aufnahme 131 und
kann eingestellt werden, indem die Einstelleinrichtung 129 gelöst wird
und dann der Schaft 125 horizontal zu der gewünschten
Position verschoben wird. Die Aufnahme 131 besitzt einen
inneren Flanschabschnitt 133 zum Halten der Aufnahme in der Öffnung 132,
die durch die Seitenwände 53, 55 hindurch
ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist der vertikale Abstand
zwischen dem Boden der Kammer 32 und dem Produkt oder Behälter klein
und sollte ungefähr
1,29 cm (0,509 Inch) nicht übersteigen.
Bevorzugt liegt dieser vertikale Abstand zwischen etwa 3,18 mm (0,125)
und etwa 6,35 mm (0,250 Inch), und weiter bevorzugt zwischen etwa
4,45 (0,175) und etwa 5,08 mm (0,200 Inch). Diese verringerten Spaltabstände schaffen
optimal Ergebnisse bei minimaler Gasverwendung.
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Die Seitenwände 53, 55 tragen
dazu bei, ein Eintreten von Außenluft
in den Spülbereich
zu verhindern und steigern die Effizienz des Systems. Die Seitenwände 53, 55 wirken
auch dazu, das Gas, welches die von dem Behälter und/oder Produkt gespülte Luft
und die kontrollierte Umgebung enthält, zum Austreten durch den
Eintritt zu drängen,
wo das Gas gesammelt werden kann. Eine Dichtung 122, umfassend
irgendein lebensmittelverträgliches
Dichtungsmaterial, kann auch in Kombination mit den Seitenwänden 53, 55 verwendet
werden, um das System weiter von der Außenumgebung abzudichten.
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Eine horizontale Verschließ- bzw.
Versiegelungsstation 80 ist bevorzugt am Ende des Schienenabschnitts 70 angeordnet,
um die gewünschte
kontrollierte Umgebung zu erzielen. Es können auch andere Arten einer
Schiene und von Verschließanordnungen
eingesetzt werden, umfassend Schienen, die in einer Aufwärts- und/oder
Abwärtsrichtung
laufen, sowie vertikale oder Drehverschließstationen. Bevorzugt ist ein
oder sind mehrere Hochgeschwindigkeitsabschnitte 60 von
einem oder mehreren Niedergeschwindigkeitsabschnitten 70 vor
dem Verschließen
des Behälters
gefolgt. Wenn jedoch die Seitenwände 53, 54 verwendet
werden, beispielsweise mit einer Verschließeinrichtung 80 und
einer Fördereinrichtung 14,
die dazu ausgebildet sind, eine Infiltration von Luft zu vermeiden,
so kann eine komplette Schiene mit Hochgeschwindigkeitsabschnitten
ohne das Erfordernis eines Niedergeschwindigkeitsabschnitts verwendet
werden.
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Es wird Bezug auf die 1–6 genommen. Die
Kammer 18 besitzt einen oberen Abschnitt 90 und
einen Bodenabschnitt 32. In dem oberen Abschnitt 90 des
Kammerabschnitts 60 ausgebildet ist ein erster Einlass
22 zum Empfangen einer kontrollierten Umgebung von einer ersten
Quelle (nicht dargestellt) und ein zweiter Einlass 20 von
einer zweiten Quelle (nicht dargestellt). Der Einlass 22 erlaubt
es, Gas zu dem inneren Hohlraum 24 der Verteilungskammer 18 zuzuführen. Der
zweite Einlass 20 steht in Verbindung mit einem Strahlflussrohr-Verteilungsverteiler 26,
der einen rechteckigen Rahmen 110 aufweist, der über Blenden 30, 34 passt.
Fünf Verteilungsrohre 28 erstrecken
sich über
eine Mehrzahl von Öffnungen 31, 37, 39,
die in den Blenden 34, 30 ausgebildet sind, und Öffnungen 33, 35,
die in dem Bodenabschnitt 32 der Verteilungskammer 18 ausgebildet
sind.
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Mit Bezug auf die 3–6 umfasst eine bevorzugte
Widerstandsregion Blenden 34, 30, welche den im
Bodenabschnitt 32 der Verteilungskammer ausgebildeten Öffnungen 33, 35 überlagert
sind. Bei der Ausführungsform
der 1–6 sind gleichmäßig beabstandete
Reihen von Öffnungen 33 in
dem Boden der Kammer 32 ausgebildet. Mittlere Öffnungen 35 sind vorzugsweise
Schlitze mit einer Breite von 9,53 mm (3/8 Inch). Die äußeren Reihen
sind versetzt angeordnet mit kreisförmigen Öffnungen 33 eines Durchmessers
von 9,53 mm (3/8 Inch), die zwischen den Mitten einen Abstand von
2,38 cm (0,938 Inch) aufweisen. Diese Anordnung ist zur Bereitstellung
eines reproduzierbaren Kontakts der Strömungen von kontrollierter Umgebung
mit sehr hoher Geschwindigkeit mit dem Produkt ausgebildet. Der
Abstand zwischen den äußeren zwei
Reihen von kreisförmigen Öffnungen
kann ungefähr
so breit wie das Produkt oder der Behälter sein. Der Bodenabschnitt
der Kammer 32 kann alternativ eine größere oder eine kleinere Anzahl
von Öffnungen
aufweisen, abhängig von
der Art des Produkts, der Liniengeschwindigkeit etc. Die Öffnungen 33 können auch
in gleichmäßig beabstandeten
parallelen Reihen angeordnet sein, anstatt in versetzten Reihen,
wie es in 6 gezeigt ist.
Alternativ können
die Mittelschlitze 35 als ein langer Schlitz durch einen
Abschnitt der Kammer hindurch ausgebildet sein. Die Anordnungen
und die Anzahl der Öffnungen 33, 35 können verändert werden, um
die Erfordernisse des Produkts mit variierenden Größen und
Zusammensetzungen zu erfüllen.
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Die obere Blende 34 ist
bevorzugt aus einer fünflagigen
Drahtblende gebildet, die eine Lochabmessung im Bereich von etwa
10–100
Mikrometern aufweist. Bei der obigen Ausführungsform besitzen die kreisförmigen Öffnungen 37 Durchmesser
von 4,78 mm (0,188 Inch) und besitzen die Mittelschlitze 39 passende
Breiten von 4,78 mm (0,188 Inch). Die untere Blende 30 ist
bevorzugt aus einer zweilagigen Drahtblende gebildet, die eine Lochabmessung
von bevorzugt 80 Mikrometern besitzt. Die untere Blende 30 weist,
bei der bevorzugten Ausführungsform
der 1–5, bevorzugt 5 versetzt angeordnete
Reihen von kreisförmigen Öffnungen 31 auf,
die Durchmesser von 3,18 mm (0,125 Inch) und einen Abstand von 2,38
cm (0,938 Inch) zwischen den Mitten besitzen.
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Wie es in den 1 und 3 gezeigt
ist, wird der Strahlverferler 26 von einer zweiten Quelle über einen
Einlass 20 mit kontrollierter Umgebung versorgt, welcher
in Ausrichtung mit der Öffnung 42 angeordnet
ist. Wie es in 15 gezeigt
ist, kann der Einlass 42 alternativ als der einzige Einlass
mit einer alternativen Strahlverteilerauslegung dienen, welche beabstandete Öffnungen 222 in
Rohren 220 bereitstellt, um zu erlauben, dass die kontrollierte
Umgebung in die Verteilungskammer 18 hineinströmt. Die Öffnungen
können
in einigen oder allen der Rohre 220 ausgebildet sein und
können
in der Oberseite oder den Seiten und in variierenden Abständen angeordnet
vorgesehen sein für
verschiedene Produkt- und Widerstandsregionen.
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Wie es in den 3 und 6 gezeigt
ist, passt der rechteckige Rahmen 110 des Strahlverteilers 26 über den
Umfang der oberen Blende 34. In einer bevorzugten Ausführungsform
erstrecken sich fünf Rohre 28 in
Längsrichtung über den
Reihen von Öffnungen 37, 39.
Sich erstreckend von den Rohren sind Düsen 40 für eine sehr
hohe Geschwindigkeit vorgesehen, die einen Außendurchmesser von ungefähr 1,59
mm (1/16 Inch), einen Innendurchmesser von etwa zwischen 5,08–7,62 mm
(0,020–0,030
Inch) und eine Länge
aufweisen, die es erlaubt, dass die Düse sich durch die Öffnungen 37, 39 der
oberen Blende und die Öffnung 31 der
unteren Blende hindurch erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich die
Düse, wie
es in 5 gezeigt ist,
nicht über
den Boden der Kammer 32 hinaus, um ein Reinigen des Kammerbodens 32 zu
vereinfachen und eine Beschädigung
der Düsen 40 während des
Betriebs oder der Reinigung zu vermeiden. Toleranzen von ungefähr +/–0,25 mm (0,010
Inch) werden zwischen den Blenden 30, 34 und dem
Stahlverteiler 26 gehalten, der in einfacher Weise zur
Reinigung von der Kammer 18 entfernt werden kann. Es sind
einfachere Gestaltungen möglich,
welche keine genaue Toleranz erfordern, jedoch nicht so einfach
wiederzusammengesetzt oder massenproduziert werden können. Wie
es in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die Kammer 18 bevorzugt
mit einem O-Ring 50 abgedichtet, der sich entlang des Umfangs
der Blenden 30, 34 und des Rahmens 110 des
Strahlverteilers 28 zur Abdichtung der Kammer 24 erstreckt.
Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, besitzen der
obere Abschnitt 90 und der untere Abschnitt 32 der
Verteilungskammer 18 eine Mehrzahl von Gewindeöffnungen 91, 93,
die zur Abdichtung der Kammer 18 beabstandet entlang des
Umfangs davon angeordnet sind. Bei der Ausführungsform der 3 und 4 erstreckt
sich der O-Ring 50 um beide Abschnitte der Kammer 60, 70 herum.
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Bei der in den 3–5 gezeigten Ausführungsform
wird im Betrieb eine kontrollierte Umgebung oder eine Kombination
von Gasen verwendet, beispielsweise um die Produktfrische zu verlängern oder
ein bakterielles Wachstum zu hemmen. Das Gas tritt in die Verteilungskammer 18 durch
einen Einlass 22 hindurch ein, der in Verbindung mit einer Öffnung 45 steht,
die im oberen Abschnitt 90 der Kammer 18 ausgebildet
ist. Die kontrollierte Umgebung strömt durch die Blenden 34 und 30 und
die Blendenöffnungen 31, 37, 39 und
die Kammeröffnungen 33, 35.
Gleichzeitig tritt die kontrollierte Umgebung durch einen zweiten
Einlass 20 ein, der in Verbindung mit der Öffnung 42 steht,
die in dem Strahlverteiler 26 ausgebildet ist, und passiert
durch die Rohre 28 und die Düsen 40 hindurch. Der
Gasstrom von den Düsen 40 besitzt
eine hohe Geschwindigkeit, beispielsweise im Bereich von 30,48–335,28 Meter/Sek.
(100– 1100
Fuß/s),
oder von 30,48 Meter/Sek. (100 Fuß/s) bis zu Schallgeschwindigkeiten (Geschwindigkeit
von Schall). Der Hochgeschwindigkeitsstrahlfluss ist dazu ausgelegt,
auf das Produkt und/oder das Innere des Behälters aufzutreffen, während das
Produkt längs
der Fördereinrichtung 14 zu der
Verschließstation 80 bewegt
wird. Dieser Fluss von extrem hoher Geschwindigkeit wird im Allgemeinen
tatsächlich
in das Produkt eindringen, um innerhalb und um das Produkt herum
eingeschlossene Luft zu ersetzen. Der den Hochgeschwindigkeitsstrahlfluss
umgebende Fluss mit niedrigerer Geschwindigkeit und bevorzugt laminare
Fluss verhindert im Wesentlichen, dass Außenluft in den Behälter und/oder
das Produkt hineingezogen wird.
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Der die Kammer 18 verlassende
Gasstrom besitzt eine viel kleinere Geschwindigkeit. Wie es in 5 gezeigt ist, besitzt die äußere Region
des Flussprofils 140 die niedrigste Geschwindigkeit, weil die
Kontrollierte Umgebung durch beide Blenden 30, 34 hindurch
passiert. Die nächste
Region des Flusses passiert lediglich durch die untere Blende 30 und besitzt
eine geringfügig
größere Flussgeschwindigkeit.
Bevorzugt besitzt die nächste
Flussregion, welche direkt um die Düse herum vorgesehen ist, keinen Widerstand
und besitzt eine geringfügig
höhere
Geschwindigkeit als die zwei äußeren Regionen.
Dieses Flussprofil mit einem Fluss niedrigerer Geschwindigkeit,
der den die Strahldüsen 40 verlassenden
Fluss einer sehr hohen Geschwindigkeit umgibt, verhindert im Wesentlichen,
dass Außenluft
zurück
in den Behälter
und das Produkt gezogen wird. Das Vierfachflussprofil, wie in 5 gezeigt, kann alternativ
modifiziert werden, wie es in 7 gezeigt
ist, zu einem Dreifachflussprofil 160, indem die obere
Blende 34 entfernt wird. Alternativ kann, für einige
Produkte, einschließlich
Nüssen,
ein Fluss lediglich durch den Mittelschlitz 28 mit einer
oder beiden Blenden 30, 34 vorgesehen sein, und
kann das Mittelrohr 51 angepasst sein zur Erzielung der
gewünschten
kontrollierten Umgebung zum Versiegeln oder Verpacken des Produkts:
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Alternativ, wie es in 8 gezeigt ist, können verkürzte Düsen 151 mit
einer Blende 152 verwendet werden, die ähnlich der Blende 30 ohne Öffnungen ist,
um ein Zweifachflussprofil 150 vorzusehen. Die beiden oberen
und unteren Blenden 30, 34 können auch entfernt werden,
wie es in 9 gezeigt
ist, um ein alternatives Zweifachflussprofil 170 vorzusehen. Verschiedene
andere Flussprofile, die für
einen Fluss von niedriger Geschwindigkeit, welcher einen Fluss von
sehr hoher Geschwindigkeit umgibt, vorsehen, können alternativ auch erzeugt
werden durch Verändern
der Anzahl von Blenden und Öffnungen.
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Hinsichtlich der Begasungsschiene 10 ist
es bevorzugt, eine Verteilungskammer oder einen Abschnitt davon
vorzusehen, welcher lediglich einen Niedergeschwindigkeitsfluss
von kontrollierter Umgebung bereitstellt, vorzugsweise einen laminaren Fluss.
Wie es in 1 gezeigt
ist, trägt
das Vorsehen eines Niedergeschwindigkeitsflusses zu dem Abschnitt 70 der
Kammer 18 vor dem Eintritt in die Verschließstation 80 dazu
bei, ein Einziehen von Luft in das Produkt oder den Behälter 12 über dem
Ende der Kammer 18 zu vermeiden, welches an die Verschließstation 18 angrenzt.
Wie es in 1 gezeigt ist,
kann der Abschnitt 70 ähnlich
dem oben beschriebenen Schienenabschnitt 60 konstruiert
sein. Der gewünschte
Niedergeschwindigkeitsbegasungseffekt wird erzielt durch Abstellen
der Quelle von kontrollierter Umgebung zum Einlass 54,
der den Strahlflussrohrverteiler 56 des Schienenabschnitts 70 versorgt. Alternativ
kann der Abschnitt 70 verändert werden, wie es in 10 gezeigt ist, um einen
Bodenkammerabschnitt 112 mit lediglich dort hindurch ausgebildeten
Schlitzen 114 zu erhalten. Alternativ, wie es in 11 gezeigt ist, kann der
Strahlverteiler 26 insgesamt entfernt werden, um das Dreifachniedergeschwindigkeitsflussprofil 180 zu
erhalten. Alternativ, wie es in 12 gezeigt
ist, kann die untere Blende 30 durch eine Blende 152 ersetzt
werden, welche keine dort hindurch gebohrten Öffnungen besitzt, um das Niedergeschwindigkeitsflussprofil 190 zu
erzeugen. Mit Bezug auf 13 kann
die obere Blende 34 entfernt werden, um das Einfachflussprofil 200 bereitzustellen.
Weitere Variationen von in Längsrichtung
orientierten Flusswiderstandsregionen können geschaffen werden durch
Verändern
der Anzahl und Art von Maschenblenden, porösen Materialien oder anderen
Widerstandslagen. 14 kann
für einen Abschnitt
von niedriger oder hoher Geschwindigkeit vorgesehen werden. Bei
Verwendung in einem Hochgeschwindigkeitsflussabschnitt stellt eine
Mündung 214,
die durch ein Widerstandsmaterial 212 ausgebildet ist,
einen Hochgeschwindigkeitsfluss bereit. Das Widerstandsmaterial 212 ist
bevorzugt ein gesintertes Metallmaterial, kann jedoch irgendein
Material sein, welches eine ausreichend reduzierte Geschwindigkeitsströmung bereitstellt,
und bevorzugt eine laminare Strömung.
Bei der Gestaltung von 14 wird
kein Strahlverteiler verwendet.
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Es wurde eine Reihe von Versuchen
durchgeführt,
welche die Erwünschtheit
dieses Begasungsschienensystems bestätigt. Mit Bezug auf 1 wurde eine 121,92 Meter
(4 Fuß)-Begasungsschiene
10 mit zwei 60,96 cm (2 Fuß)- Abschnitten 60, 70 an
der Oberseite der Fördereirrichtung 40 platziert,
wobei ein Zwischenraum von 9,53 mm (0,375 Inch) zwischen dem Boden
der Kammer 18 und der Oberseite des Behälters 12 gelassen
wurde. Die Fördereinrichtung 14 wurde
mit 12,70 cm (5 Inch) pro Sekunde betrieben.
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Es wurde eine Reihe von Versuchen
durchgeführt
mit Trögen,
die Längen
von 22,86 cm (9 Inch) und Breiten von 13,97 cm (5,5 Inch) aufwiesen,
gefüllt
mit kleinen bestreuten Donuts. Die Tröge passen in ausgesparte Öffnungen
in der Fördereinrichtung, was
es erlaubt, dass die Oberseite der Tröge mit der Oberseite der Fördereinrichtung
fluchtet. Der Bereich unter der Begasungsschiene war nicht verschlossen. Es
gab keine Seitenwände 53, 55,
die in dieser Versuchsreihe verwendet wurden. Außerdem waren Öffnungen
in der Förderkette
vorgesehen, welche einen Zutritt von Außenluft zu dem Gasspülbereich
erlaubten. Nach dem Passieren durch beide Abschnitte 60, 70 der
Begasungsschiene traten die Tröge
in eine Verschließstation 80 ein.
Zunächst
wurden die Trogöffnungen
mit einer Lage aus Kunststoff abgedeckt. Als nächstes wurde die Kunststofflage
an dem Trog heißversiegelt,
und dann wurde der Kunststoff zwischen den Trögen durchtrennt. Ein Sauerstoffsensor wurde
verwendet, um den Sauerstoffrest in den versiegelten Trögen 82 zu
bestimmen.
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Beim ersten Versuch, Versuch A, wurde Stickstoffgas
durch Einlässe 22, 56 dem
Verteilungsverteiler 18 und durch Einlässe 20, 54 den
Strahlverteilern 26, 56 zugeführt. Die mittleren Sauerstoffreste für den Versuch
A betrugen ungefähr
2,4 Prozent. Dies ist ein unerwünschter
Sauerstoffrest für
viele Produkte einschließlich
gebackene Waren und würde ein
Schimmelwachstum nicht adäquat
verzögern oder
eine oxidative Ranzigkeit nicht verhindern.
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In dem zweiten Versuch, Versuch B,
wurde das Stickstoffgas lediglich durch die Verteilungskammereinlässe 22, 56 hindurch
zugeführt.
Die Quelle von Gas zu den Strahlverteilereinlässen 20, 54 war abgeschaltet.
Der mittlere Sauerstoffrest bei dem Versuch B war 1,06 Prozent.
Dies war ein besserer Rest als bei Versuch A, dieser würde jedoch
ebenfalls nicht adäquat
ein SchimmeIwachstum hemmen oder eine oxidative Ranzigkeit vermeiden.
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Ein dritter Versuch, Versuch C, wurde
unter bevorzugten Betriebsbedingungen durchgeführt. Es wurde Gas zur Verteilungskammer 18 und
dem Strahlverteiler 26 im ersten Abschnitt 60 geliefert, und
wurde zu der Verteilungskammer lediglich im zweiten Abschnitt 70 geliefert.
Die Gaszufuhr zum Strahlverteiler 56 im zweiten Abschnitt 70 wurde
abgeschaltet. Dies führte
zu mittleren Sauerstoffresten von ungefähr 0,23 Prozent. Bei diesem
Ausmaß von Restsauerstoff
sollte Schimmelwachstum im Wesentlichen, wenn nicht vollständig gehemmt
werden.
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Ähnliche
Versuche wurden mit Verpackungen von zwei Schokoladenschalenkuchen
(engt. "chocolate
cupcakes") durchgeführt. In
dieser Versuchsreihe wurde eine 16 Fuß-Schiene verwendet, wobei
die Kammer lediglich mittlere Schlitzöffnungen 35 aufwies.
Die zwei Lagen von Blenden 30, 34 mit Öffnungen 39, 31,
wie oben beschrieben, wurden längs
der mittleren Schlitzöffnungen 35 angeordnet. Düsen von
dem Strahlverteiler 26 erstreckten sich durch die Blendenöffnungen 39, 31 hindurch
mit einem Abstand von 7,30 cm (2,875 Inch) zwischen den Mitten.
Das Gas zu dem Strahlverteiler wurde für einen 121,92 cm (4 Fuß)-Abschnitt
der Schiene unmittelbar der Verschließstation 80 vorausgehend
abgeschaltet. Dies führte
zu mittleren Sauerstoffresten in den versiegelten Schalenkuchen
zwischen 0,3 und 0,5 Prozent. Wenn das Gas zum Strahlverteiler für die ganze
Länge von
4,88 Meter (16 Fuß)
der Schiene abgeschaltet wurde, so stiegen die mittleren Sauerstoffreste
an auf einen mittleren Bereich von etwa 1,6–1,8 Prozent.
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Wenngleich die Ausführungsformen
der hier beschriebenen Erfindung gegenwärtig als bevorzugt betrachtet
werden, so können
zahlreiche Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden ohne den Kern und die Reichweite
der Erfindung zu verlassen. Die Reichweite der Erfindung ist in
den beigefügten Ansprüchen angegeben
und sämtliche
Anderungen, die Innerhalb der Bedeutung und des Bereichs von Äquivalenten
liegen, sind als davon umfasst zu betrachten.