DE1933542C3

DE1933542C3 - Verfahren zur Hitze-Sterilislerung von in fest geschlossenen Behältern befindlichen Flüssigkeiten oder festen Substanzen

Info

Publication number: DE1933542C3
Application number: DE19691933542
Authority: DE
Inventors: Beantragt Nichtnennung
Original assignee: NEISS GEB SCHULZ MARTHA ELISABETH 2000 HAMBURG
Current assignee: NEISS GEB SCHULZ MARTHA ELISABETH 2000 HAMBURG
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE1933542A1; DE1933542B2

Description

ses, dadurch gekennzeichnet, daß io ebenfalls ein Verfahren beschrieben, in welchem die Wasserstoff und/oder Helium wenigstens zur Druckverbältnisse in den Behältern durch ein im Druckkompensation bei Verwendung eines ande- Autoklav vorhandenes Dampf-Luft-Gemisch reproren gasförmigen Sterilisiermediums zugeführt duziert werden, wobei Luft als Kompensationswird. mittel verwendet wird. Bei der Anwendung einer

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Wasserdampf- und Luftkompensation wird kein einkennzeichnet, daß Wasserstoff und/oder Helium wandfreier Temperaturausgleich erzielt. Die spezizugleich als Sterilisiermedium vorgesehen ist. fisch schwerere Luft hält sicii größtenteils im unteren

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Raum des Autoklav auf. Das wird aucii nicht d;>kennzeichnet, daß als gasförmiges Sterilisierme- durch beseitigt, daß bei dem mit Luft als Kompensadium ein kondensierbares Gas, insbesondere Satt- 20 tionsmittel arbeitenden Verfahren Umwalzemrichdampf, vorgesehen ist. tungen beträchtlicher Leistung vorgesehen sein müssen, um eine einigermaßen gleiche Temperaturverteilung im Sterilisiermedium des Autoklav zu errc;-

chen. Durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit der

25 Luft bleibt aber auch nach längerer Einwirkungszeit die Temperatur im Stenlisiergut weit unterhalb eines beabsichtigten Konservierungswertes. Ferner herr-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hitze- sehen im Sterilisiergut unten und oben verschiedene Sterilisierung von in ^fest geschlossenen Behältern be- Bedingungen.

findlichen Flüssigkeiten oder festen Substanzen, wie 30 Die bekannten Ausführungen benötigen daher eine Infusions- oder biologische Lösung.-i, sowie Voll- erhebliche Zeit, um überhaupt zu einem angenäherkonseryen für die Ernährung unter Verwendung von ten Ergebnis zu kommen.

Sterilisiermedien und eines nicht konde<:sierbaren Ga- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

^ses- einleitend angegebene Verfahren dahingehend zu

Es ist bekannt, daß bei der Hitze-Sterilisierung mit 35 verbessern, daß eine Sterilisation mit geringerem geschlossenen Behältern eine Drucksteigerung in die- Energie- und Zeitaufwand bei einer absolut gleichsen Behältern erzeugt wird. Der innere Überdruck mäßigen Temperaturverteilung in esiem Sterilisiermuß durch eine äußere Einwirkung auf die Behälter raum erreicht wird.

kompensiert werden, um eine Beschädigung der Be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch Behälter zu vermeiden. 40 löst, daß Wasserstoff und/oder Helium wenigstens

Aus der deutschen Patentschrift 190132 ist be- zur Druckkompensation bei Verwendung eines andekannt, ein Wasserbad mit Zonen verschiedener Tem- ren gasförmigen Slerilisiermediums zugeführt wird, peratur vorzusehen und in diesen Zonen den der In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist Wasser-

Temperatur entsprechenden Druck dadurch zu erhal- stoff und/oder Helium zugleich als Sterilisiermedium ten daß Luft zwischen den Zonen angeordnet wird. 45 vorgesehen. Es wird bevorzugt, daß als gasförmiges Dabei ergibt sich ein außerordentlich unwirtschaftli- Sterilisiermedium ein kondensierbares Gas, insbesoncher Aufwand an Heizenergie, Wasserverbrauch, dere Sattdampf, vorgesehen ist. Pumpenleistung und Zeit. Beispielsweise erfordert ein Durch die Erfindung wird erreicht, daß zur Druck-

Autoklav zur Aufnahme von 100 Stück 1-Liter-Behäl- kompensation ein Gas oder Gasgemisch überlagert tern einen Sterilisierraum von etwa 600 Liter Sterili- 50 wird, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die des sierfiussigkeit mit einer Heizleistung von Wasserdampfes ist.

*?°_o ⁰J,^W^ + 10200WE für das Sterilisiergut bei Sattdampf als Energieträger garantiert dabei die

120 C. Dieses Wasser muß ständig mit erheblicher gleichmäßige Temperaturverteilung im Sterilisier-Pumpenleistung umgewälzt werden, da ruhendes raum. Würde eine Druckkompensation mit Luft Wasser nur eine Wärmeleitfähigkeit von 0,16 besitzt. 55 durchgeführt, dann ergibt sich, daß deren Wärmeleit-Wenn auch bei Zurückpumpen der Sterilisierflüssig- fähigkeit nicht höher liegt als die vom Wasserdampf fceit in einen zugeordneten Speicherkessel Wärme mit etwa 0,02 bei 100° C. Dagegen haben Wasserruckgewonnen werden kann, so gehen doch durch stoff oder Helium einen Wärmeleitfähigkeitswert von das Mischen mit dem anschließend an den Sterilisier- etwa 0,19 bzw. 0,146 bei der angegebenen Temperaprozeß eingespeisten Kühlwasser — immer unter 60 tür, also etwa um das Acht- bis Zehnfache höher als Kompensation des Innendruckes der Stertlisierbehäl- Luft und Wasserdampf. Femer ergibt sich gegenüber ter — etwa die Hälfte der eingespeisten Heizenergie Luft, deren spezifisches Gewicht sich in Abhängig- * verloren, so daß einem Aufwand von 54 kg Dampf keil von der Temperatur gegenüber Sattdampf ändert nur eine Ausnutzung von 16 kg gegenübersteht, d. h. und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung em Wirkungsgrad von nur 30 ·/,. Hinzu kommt der 65 im Sterilisierraum beeinträchtigt, daß das spezifische hohe Kuhlwasserverbrauch durch die Mischung mit Gewicht von Wasserstoff und Helium gegenüber f'ui β Ϊ? ^ltZ.^{ten St}ir^{rillsierflüssi}S^keit< so daß der Sattdampf im wesentlichen gleich bleibt. Dadurch Kunlenekt stark verzögert wird, wodurch die Quali- wird fernerhin durch die Erfindung der Vorteil er-

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ziell, daß über den gesamten Raum des Autoklav dampf, andererseits z. B. Wasserstoff oder Helium,

ein einheitliches Sterilisierergebnis erwartet werden im Sterilisierraum getrennt gehalten werden, und der

kann. Sterilisier'organg wird nur in dem Bereich der Was-

Die Erfindung bezieht ein, daß das nicht konden- serdampfzone vorgesehen, wobei das andere Gas als sierbare Gas, wie Wasserstoff oder Helium, allein als 5 Druckkompensationsmittel eingeführt wird. Zur Er-Sterilisiermedium angewendet wird, was zu einem läuterung wird darauf hingewiesen, daß beispielswesentlichen Vorteil schon auf Grund der Wärme- weise Wasserstoff eine Dichte von 0,07 und Wasserleitfähigkeit führt. Das wird bevorzugt, wenn es we- dampf von 0,62 hat. Dadurch ergibt sich automatisch sentlich ist, jegl'che Feuchtigkeit vom Sterilisiergut eine absolute Trennung der Gase im ruhenden Zu- oder von den Behältern fernzuhalten. io stand, so daß es möglich ist, den Sterilisiervorgang

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird nur in der Wasserdampfzone vorzunehmen,
aber das nicht kondensierbare Gas, beispielsweise Die Vorteile der Erfindung seien an einem Beispiel Wasserstoff oder Helium, in Verbindung mit dem an- der Verwendung von Wasserdampf und Wasserstoff deren kondensierbaren Energieträger, wie Sattdampf, erläutert. Eine Füllung eines Sterilisierraumes beiangewendet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die 15 spielsweise von 600 Litern Inhalt mit Sattdampf er-Wärmedurchgangszahl für Wasserdampf in seinem fordert nur etwa 0,74 kg Dampf bei 121° C und kondensierbaren Zustand am größten ist. die Kon- 1,1 atü. Dagegen sind bei einer Unterwassersterilisadensation ist aber nur so lange möglich, wie eine tion etwa 93 kg Dampf notwendig, um die Füllung Temperaturdifferenz zwischen dem Sterilisiergut und auf die angegebene Betriebstemperatur von 121 ⁰C dem Wasserdampf bzw. Sattdampf vorhanden ist. 20 zu bringen.

Wenn die Sattdampftemperatur und die Sterilisier- Das erfindungsgemäße Verfahi.n wird im folgen-

temperatur annähernd gleich groß sind, ist Ue Vor- den an Hand eines Kurvenblaus ei.äutert, in wel-

aussetzung für die Kondensation nicht mehr gegeben. chem Vergleichsversuche dargestellt sind.

Daher nimmt das Temperaturaufkommen im Sterili- In diesem Kurvenblatt sind auf der Abszisse 10

siergut beispielsweise bei einer Solltemperatur von 25 die Zeit und auf der Ordinate 11 die Temperatur

120° C bis zu etwa dem Wert von 110^c C ungefähr aufgetragen. Ferner sind Kurven 1 bis 6 eingetragen,

die gleiche Zeit in Anspruch wie für die restlichen 10 Die Kurve 1 zeigt die Temperatur des Sterilisier-

bis zu 120⁰C. In diesem letzteren Bereich wird die mediums Sattdanipf. Diese Temperatur ist auf

dann nur noch schlechte Wärmeleitfähigkeit des 121 ^ C fest eingestellt und gilt für zwei Versuche.

Dampfes wirksam. το Ein Versuch, zu dem die Kurven 2 und 3 gehören,

Durch die Erfindung wird dieser Mangel dadurch arbeitet mit einer erfindungsgemäßen Wasserstoffbeseitigt, daß ein nicht kondensierbares Gas beson- druckkompensation, und ein anderer Versuch, zu ders guter Wärmeleitfähigkeit, wie Wasserstoff oder dem die Kurven 4, 5 und 6 gehören, mit einer Luft-Helium, zugegeben wird. Denn gerade in dem Tem- druckkompensation. Dabei wurde an den verwendeperaturbereich, in dem praktisch keine Kondensation 35 ten Flaschen die Temperatur jeweils im oberen Dritdes Wasserdampfes mehr stattfindet, wird der War- tel — Kurve 2 und Kurve 5 — und im unteren Dritmedurchgang im Autoklav auf Grund der guten tel — Kurven 3 und 6 — gemessen. Für beide Ver-WärmeleitfäFgkeit dieser zugeführten, nicht konden- suche gilt die Kurve 1.

sierbaren Gase so erheblich verbessert, daß für den Es ist erkennbar, daß bei Anwendung einer Was-

Aufheizvorgang nur noch etwa die Hälfte der Zeit 40 serstoffdruckkompensation ein Temperaturausgleich

erforderlich ist, welche bei der Anwendung von nur zwischen Sterilisiermedium und Sterilisiergut in der

Wasserdampf in Kauf genommen werden müßte. gesamten Ladung nach 24 Min. erreicht ist. Die

Die Erfndung schafft daher nicht nur eine größere Temperatur nach Kurve 1 herrscht dann im gesamten

Wirtschaftlichkeit des Sterilisierverfahrens schon auf Kammerraum.

Grund einer besseren Ausnutzbarkeit der Anlage, 45 Bei Anwendung der Luftkompensation kommen in

sondern auch eine Qualitätsverbesserung der verar- der Zeit von 24 Min. die Kurven 5 und 6 nicht ein-

beiteten Erzeugnisse. mal zur Deckung.

Wenn auch in einer vorteilhaften Ausführung ein Die Kurve 4 gibt die Kammertemperatur im unte-Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff und/oder ren Bereich an und zeigt, daß in der Sterilisierkam-Helium angewendet wird, wobei einbezogen wird, 50 mer unten eine andere Temperatur herrscht als oben daß eine Relativbewegung zwischen dem Wasser- «erräß der Kurve 1. Es ergibt sich ei η betriebsmäßig dampf und dem Sterilisiergut beispielsweise durch an unkontrollierbarer Zustand, abgesehen davon, daß sich bekannte Umwälzung vorgesehen ist, so sieht zur Erzielung tines nur angenäherten Temperatureine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfin- ausgleiches zwischen den Kurven 5 und 6 eine exdung vor, daß die beiden Gase, einerseits Wasser- 55 trem lange Belriebszeit erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

i 933 542 ν 1 2 ?. tat des Sterilisiergutes leidet und die Chargenzeiten ;, Patentansprüche: verlängert werden, nicht zuletzt durch das Hin- und Herpumpen der Sterilisierflüssigkeit zwischen

1. Verfahren zur Hitze-Sterilisierung von in Speicherkessel und Sterilisierrauin.

fest geschlossenen Behältern befindlichen Flüs- 5 Aus der deutschen Patentschrift 968 953 ist besigkeiten oder festen Substanzen, wie Infusions- kannt zu entnehmen, daß bei einer Dampfsterilisaoder biologische Lösungen, sowie Vollkonserven tion von Konservenbüchsen Druckluft zur Erzielung für die Ernährung unter Verwendung von Sterili- des Druckausgleiches eingeleitet werden kann, siermedjen und eines nicht kondensierbaren Ga- In der deutschen Auslegeschrift 1 297 2<48 ist