DE2322698B2 - Verfahren zum Sterilisieren oder einer entsprechenden, eine korrelierte Zeit-Temperatur-Führung erfordernden Behandlung eines Objekts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren oder einer entsprechenden, eine korrelierte Zeit-Temperatur-Führung erfordernden Behandlung eines Objekts in einem Behältnis, vorzugsweise einem Kessel. Insbesondere betrifft das Verfahren eine Verbesserung eines bekannten Prozesses für die Sterilisierung von Flüssigkeiten in verschlossenen Gefäßen, wie Glasflaschen, welche Flaschen mit einem Gummistopfen oder einer ähnlichen Verschlußanordnung abgedichtet sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Flüssigkeiten in verschlossenen abgedichteten Flaschen zu sterilisieren, indem die Flaschen in einen Sterilisierkessel eingebracht werden und dann Dampf in den Kessel eingelassen wird. Nach vollständiger Sterilisierperiode wird das Kondensat, das aus dem Kessel während des Sterilisierens abgezogen und in einem Tank gesammelt worden ist, abgekühlt und durch den Kessei rezirkuliert, um die Flaschen abzukühlen.

Viele unterschiedliche Variationen des oben kurz beschriebenen grundsätzlichen Verfahrens gibt es, unter anderem ein System, in dem der Kondensatsammeitank weggelassen ist und fein verstäubtes entmineralisiertes und wie angenommen steriles Wasser direkt auf die Flaschen aufgesprüht wird, nachdem die Sterilisierung stattgefunden hat, um das Abkühlen zu bewirken. Es ist auch nicht ungewöhnlich, in den Kessel zusammen mit der Abkühlflüssigkeit Druckluft einzulassen, die verwendet wird, um den Druck außerhalb der Flaschen während des Abkühlens aufrechtzuerhalten.

"> Kürzlich durchgeführte Untersuchungen wegen Infektionen, die auf möglicherweise schlecht sterilisierte Flüssigkeiten zurückgeführt wurden, haben gezeigt, daß die Gummiverschlüsse zum Abdichten der Flaschen es ermöglichen, daß etwas von dem Wasser oder

ι» Kondensat, welches für den Abkühlprozeß verwendet wird, unbemerkt in die Flaschen eindringen kann. Wenn deshalb das Abkühlmedium nicht steril ist, kann es auch den Inhalt der Flaschen nicht steril machen. Darüber hinaus kann das Abkühlmedium sich selbst

ι > dann, wenn es nicht in die Flasche eindringt, zwischen dem Gummistopfen und Metall- oder Kunststoffabdeckungen ansammeln, mit denen der Stopfen auf der Flasche gehalten wird. Wenn in diesem Falle das Abkühlmedium nicht steril ist, kann es durch Kapillar-

-'« wirkung später den Flaschenausguß oder sogar den Flascheninhalt kontaminieren.

Wenn der Sterilisierapparat in Dauergebrauch ist, ist es unwahrscheinlich, daß das Kondensat und/oder das Rohrleitungsnetz kontaminiert wird; wenn das

r> Gerät jedoch etwa während der Nachtzeit stillgelegt wird und das gesamte System langsam abkühlt, ist eine Kontaminierung möglich. Dies wird um so wahrbcheinlicner durch die Tatsache, daß bei Beschädigung von Flaschen, die eine dem Wachstum von Bakterien

«ι freundliche oder diesen unterstützende Lösung enthalten, einige dieser sich vermehrt habenden Medien in irgendeinem Teil des Systems vorhanden sein können.

Verschiedene Vorschläge liegen vor, um die damit

η verbundenen Risiken zu verringern oder zu eliminieren. Sie umfassen ein vollständiges Trockenlegen des Systems nach Abschalten oder häufiger das Anbringen eines Tauchsieders in dem Kondensattank, um mindestens die Desinfiziertemperatur während der

»ι Stillegeperiode aufrechtzuerhalten. Soweit bekannt ist, stellt jedoch keiner dieser Vorschläge die automatische Sterilisierung des gesamten Systems zu jeder Zeit, wenn es erforderlich ist, sicher und ohne zusätzlichen Arbeitsgang zu Lasten der Bedienungsperson.

r> Tatsächlich verhindert oder beseitigt keines der Systeme Kontaminationstaschen, die sich in der Pumpe und dem Rohrleitungsnetz entfernt von dem Kondensattank und dem Sterilisierkessel ausgebildet haben mögen.

Vi Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Sterilisieren oder einer entsprechenden, eine korrelierte Zeit-Temperatur-Führung erfordernden Behandlung eines Objekts in einem Behältnis zu schaffen, bei dem während einer ersten

v> Behandlungsperiode Wasserdampf in das Behältnis eingelassen und Kondensat abgezogen wird und während einer zweiten Periode das Kondensat abgekühlt und durch das Behältnis rezirkuliert wird, wobei das Verfahren so ausgelegt werden soll, daß eine automa-

hii tische Sterilisierung der gesamten Anlage zwangsweise eintritt, ohne daß die Bedienungsperson hierzu besondere Vorkehrungen zu treffen braucht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kondensat auch wenigstens während

h'i eines Teils der ersten Periode durch das Behältnis rezirkuliert wird, die so lang gewählt ist, daß die Sterilisierung oder entsprechende, zeit-temperatur-korrelierte Behandlung des Kondensats gewährleistet ist.

Dieses Verfahren hat den Vorteil sicherzustellen, ^aß das Kondensat voir seiner Verwendung als Kühlmittel in der entsprechenden Weise behandelt wird, nämlich im Falle eines Sterilisiervorganges wird beispielsweise das Kondensat sterilisiert, bevor es als Kühlmittel verwendet wird, und infolgedessen werden alle obenerwähnten Kontaminationsrisiken behoben.

Das Verfahren ist insbesondere anwendbar bei der Behandlung von Flüssigkeiten in Glasflaschen, doch kann das Objekt auch von beinahe jedem Artikel oder mehreren Artikeln gebildet werden, wie abgedichtet verschlossenen Kunststoffbeuteln, abgedichteten Metallbehältern oder chirurgischen Instrumenten. Im Falle von Artikeln wie den letztgenannten können diese gewaschen und sterilisiert werden, und Reinigungsmittel können dem Kondensat zugesetzt werden, um das Waschen zu vereinfachen.

Eine Pumpe kann verwendet werden, um das Kondensat kontinuierlich von einem Kondensatlank durch eine Rohrleitung in den Kessel und zurück zum Tank zu zirkulieren. In diesem Falle werden auch alle Kontaminierungstaschen in beispielsweise der Pumpe und dem Rohrleitungswerk vermieden.

Das gesamte Verfahren ist selbst-kompensierend in dem Sinne, daß irgendeine Verzögerung in dem Erreichen der Behandlungs- oder Sterilisierungstemperatur für das Kondensat automatisch auch zu einer Verzögerung führt, bis der Wasserdampfdruck im Kessel erreicht wird, und deshalb auch eine Verzögerung für die Zeitperiode eintritt, bis zu der der Dampf die Behandlungs- oder Sterilisiertemperatur erreicht. Da der Druck im System an allen Stellen gleich ist mit Ausnahme der Auslaßleitung der Pumpe, wo er etwas höher ist als an den anderen Stellen, kann kein Verdampfen des Kondensats stattfinden, und nur genügende Wärme von dem Wasserdampf ist erforderlich, um das Kondensat in der erforderlichen Temperatur in flüssiger Form anzuheben. Gleichzeitig gelangt das Kondensat durch die Gesamtheit des Zirkulationssystems und setzt daher alle Teile des Kreislaufs dem Wasser mit der Behandlungs- oder Sterilisiertemperatur mindestens für die gleiche Zeitdauer aus, wie der Inhalt des Objekts in dem Kessel behandelt bzw. sterilisiert wird. Man erkennt, daß dieser Prozeß bei jedem Zyklus stattfindet und unabhängig davon, ob die Maschine während längerer oder kürzerer Perioden vorher stillgelegen hat: Dies ergibt für die Verfahrensführung keinen Unterschied.

Vorzugsweise wird das rezirkulierte Kondensat während der ersten Periode auf das Objekt gesprüht. Damit wird sichergestellt, daß das Kondensat durch den Wasserdampf im Kessel in fein verteilter Form gelangt und infolgedessen schnell die Temperatur des Dampfes erreicht und dies sicherlich tut während der Zeit, in der das Objekt die erforderliche Behandlungsoder Sterilisiertemperalur annimmt.

Zwar kann die Behandlung oder Sterilisierung unter bestimmten Umständen durch einfaches Anheben der Temperatur des Wasserdampfes im Kessel auf eine genügende Höhe erreicht werden, doch ist es vorteilhaft, wenn die erste Behandlungsperiode unterteilt wird in eine Aufheizzeit, in der das Objekt auf die entsprechende Behandlungs- oder Sterilisiertemperatur gebracht wird, und eine Haltezeit, während der das Objekt behandelt oder sterilisiert wird bei der entsprechenden Behandlungs- bzw. Sterilisiertemperatur. In diesem Falle wäre es möglich, das Kondensat zu behandeln bzw. zu sterilisieren durch Rezirkulieren

nur während der Aufheizzeit oder nur während der Haltezeit oder gegebenenfalls auch nur während Teilen von beiden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Kondensat während der gesamten Auf heiz- und Haltezeit rezirkuliert wird. Am Ende des Behandlungsoder Steriliserzyklus ist dann das gesamte System auf der gleichen Temperatur, womit bei Objekten in Form von Glasflaschen thermische Schocks f üi die Flaschen infolge Taschen von abgekühltem Kondensat im Rohrleitungswerk vermieden werden. Darüber hinaus ist es dank der Tatsache, daß das Kondensat immer auf der Dampftemperatur ist, möglich, die Kondensattemperatur während der Aufheizzeit zu messen und damit recht genau auf die Temperatur in den Flaschen Rückschlüsse zu ziehen; demgemäß kann die Kondensattemperatur verwendet werden als zuverlässige Bezugsgröße für den Beginn der Haltezeit. Wenn darüber hinaus das Kondensat über die Flaschen gesprüht wird während der Aufheizperiode, wird das Objekt sogar noch gleichmäßiger aufgeheizt, und während dieses Schrittes des Verfahrens wird die Wärmeübertragung auf die Flaschen sogar noch verbessert.

Als Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Sterilisiervorrichtung näher erläutert werden, in der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Die Darstellung der Zeichnung ist rein schematisch.

Flüssigkeiten in abgedichteten Gefäßen können bei verschiedenen Zeit/Temperaturkombinationen sterilisiert werden. Als Erläuterung des Erfindungsgegenstandes und nur beispielshalber soll eine Sterilisiertemperatur von 121° C angenommen weiden und eine Sterilisierzeitdauer von 20 Min., wobei als Heizmedium Wasserdampf unter einem Druck von 10,70 at verwendet werden soll. Gemäß der Zeichnung besteht die Vorrichtung aus einem Druckkessel 1, welcher die entsprechende Druckfestigkeit besitzt und eine (nicht dargestellte) Tür in einer Seite aufweist, so daß die Flaschen 2 in dem Kessel für die Behandlung eingebracht werden können und danach wieder entnommen werden. Ein Reduzierventil 3 steuert den Dampfdruck von einer Dampfquelle, während ein Ventil 4 die Einleitung des Dampfes in den Kessel 1 steuert. Ein zweiter Druckkessel 5 wird verwendet zum Sammeln des Kondensats, das gebildet wird, wenn die Flaschen durch den Dampf über das Ventil 4 aufgeheizt werden. Ein automatisches Ventil oder eine Falle 6, die an den Kessel 5 angeschlossen ist, läßt Luft aus dem System entweichen und ermöglicht demgemäß, daß der Dampf eine Temperatur entsprechend dem Sterilisierdruck erreicht. Das Ventil 6 wirkt auch als eine Pegelstabilisiereinrichtung für den Kessel 5, da es automatisch, sobald das Kondensat über den Pegel des Ventils 6 hinaus ansteigt, das Ablaufen des abgezogenen Kondensats ermöglicht.

Ferner ist eine Pumpe 7 an dem Kessel 5 angeschlossen und sie wird normalerweise verwendet, um das Kondensat über die Flaschen zurückzuzirkulieren, um diese nach dem Sterilisieren abzukühlen. Ein Wärmetauscher 8 wird verwendet, um progressiv die Temperatur des Kondensats abzusenken und damit auch die Temperatur der Flaschen während des Abkühlens, wenn der Wärmetauscher mit Kühlwasser über ein Ventil 9 versorgt wird. Eine Sprüheinrichtung 10 stellt eine feine Verteilung des kühlenden Kondensats über die das Objekt bildenden Flaschen sicher.

Die Abfolge der Arbeitsgänge in der Sterilisiervorrichtung gemäß der Zeichnung ist die folgende:

Der Kessel wird mit Flaschen gefüllt, die eine zu sterilisierende Flüssigkeit enthalten, und die Tür wird geschlossen und verriegelt. Gleichzeitig wird das Ventil geöffnet, damit Dampf in den Kessel eingeführt werden kann und die Pumpe 7 wird angelassen, um das Kondensat aus dem Kessel oder Tank 5 abzuziehen und es über das Objekt mittels der Sprüheinrichtung 10 zu verteilen. Das aufgesprühte Kondensat gelangt durch den Dampfkessel 1 in fein verteilter Form und erreicht schnell die Temperatur des Dampfes während der Zeit, die erforderlich ist, daß die Flaschen die Sterilisiertemperatur erreichen. Wenn das Objekt aufgeheizt wird, gelangen Luft und Kondensat nach unten infolge der Schwerkraft in den Tank 5. Das Kondensat fällt an den Boden des Tanks 5 und die Luft entweicht über das Ventil 6. Da eine Zeitverzögerung besteht zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Außenseite der Flaschen die erforderliche Sterilisiertemperatur erreichen, und dem Zeitpunkt, wo der gesamte Inhalt der Flaschen die Sterilisiertemperatur erreicht haben, wird die Temperatur in der Flasche, von der man weiß, daß sie den kältesten Inhalt hat, gemessen entweder direkt oder indirekt über einen Simulator, und wenn dort 121° C erreicht werden, beginnt die 20 Min. dauernde Halte- oder Sterilisierzeit.

Nachdem die Sterilisier- oder Haltezeit abgelaufen ist, verschließt man das während dieser Periode offen gewesene Ventil 4. Gleichzeitig wird das Ventil 9 geöffnet, damit eine progressive Abkühlung des Kondensats erfolgen kann. Die Pumpe 7 ist immer noch in Betrieb, so daß das Kondensat über das Objekt (die Flaschen) gesprüht wird und es bis zu einer geeigneten Temperatur abkühl. Zu diesem Zeitpunkt ist der Abkühlzyklus zu Ende, und die Pumpe 7 kann abgeschaltet werden und das Ventil 9 wird geschlossen.

Man erkennt, daß die Pumpe kontinuierlich während jedes Sterilisier- und Abkühlzyklus in Betrieb ist. Sie fördert kontinuierlich das gesamte Kondensat durch die Pumpe und das Rohrleitungswerk, womit ein Schutz gegen Schichtenbildung in dem System ge- ·-> geben ist. Da das ausgesprühte Kondensat durch den Dampf in dem Kessel in fein verteilter Form gelangt, erreicht es die Temperatur des Dampfes während der Zeit, die erforderlich ist, daß die Flaschen die Sterilisiertemperatur annehmen.

ι» Als Alternative zu dem oben beschriebenen Verfahren für den Beginn der Sterilisierzeit kann man: a) die Temperatur des Kondensats messen und wenn dieses 121° C erreicht, die 20minütige Halte- oder Sterilisierzeit beginnen lassen,
ι ί b) die Temperatur an einem Punkt messen, von dem man weiß, daß er die gleiche Temperatur hat wie die Flasche mit dem kältesten Inhalt und die 20minütige Haltezeit in dem Augenblick beginnen lassen, wenn dieser Punkt die Temperatur -'» von 121° C erreicht, oder

c) die Temperatur am Kesselauslaß messen und ein vorgegebenes Zeitintervall zu den 20 Minuten hinzuaddieren, die erforderlich sind, um die Sterilisierung zu erreichen, nachdem dieser Auslaßpunkt 121° C erreicht hat.
Obwohl in der obigen Beschreibung Bezug genommen wurde auf kontinuierlichen Betrieb der Pumpe während des gesamten Sterilisierzyklus (d. h. Aufheizzeit und Haltezeit), wäre es auch in bestimmten in Fällen möglich, das Kondensat zu sterilisieren, indem die Pumpe nur während der Aufheizperiode oder nur während der Haltezeit oder während Teilen beider Zeitperioden in Betrieb genommen würde.

Darüber hinaus ist zwar oben nur von einem Sterilir > sierprozeß die Rede gewesen, doch ist die Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt, sondern kann bei anderen Behandlungen angewandt werden, die eine korrelierte Zeit-Temperatur-Führung erfordern, wie einer sterilen Behandlung von Nahrungs- ·><> mittelkonserven oder bei der Pasteurisierung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sterilisieren oder einer entsprechenden, eine korrelierte Zeit-Temperatur-Führung erfordernden Behandlung eines Objektes in einem abgedichteten Behältnis, bei dem während einer ersten %ehandlungsperiode Wasserdampf in das Behältnis eingelassen und Kondensat abgezogen und während einer zweiten das Kondensat abgekühlt und durch das Behältnis rezirkuliert wird, um die Objekte zu kühlen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat auch wenigstens während eines Teils der ersten Periode durch das Behältnis rezirkuliert wird, die so lange gewählt ist, daß die Sterilisierung oder entsprechende zeit-temperatur-korrelierte Behandlung des Kondensats gewährleistet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rezirkulierte Kondensat während der ersten Periode auf das Objekt gesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Periode aus einer Objektaufheizzeit, in der das Objekt auf Sterilisier- oder Behandlungstemperatur gebracht wird, und einer Haltezeit besteht, in der das Objekt bei der Sterilisier- oder Behandlungstemperatur sterilisiert bzw. behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat während der Aufheiz- und der Haltezeil: rezirkuliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensattemperatur als Bezugsgröße für den Beginn der Haltezeit benutzt wird.