NL193520C - Sterilisatieinrichting. - Google Patents

Description

1 193520

Sterilisatieinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een sterilisatieinrichting voor het continu steriliseren van bij constante druk te behandelen vloeibaar product dat vaste deeltjes bevat, voorzien van een sterilisator die vaste deeltjes 5 doorlaat, een voedingsinrichting voor het toevoeren van materiaal aan de sterilisator, een tegendruktank met regelbare luchtdruk voor het leveren van een tegendruk aan de sterilisator, en een voedingsleiding die de sterilisator met de tegendruktank verbindt.

Een dergelijke sterilisatieinrichting is bekend uit ”Die Molkerei-zeitung Welt der Milch”, 35. Jahrgang, 1981/41, pag. 1300-1305. Deze sterilisatieinrichting omvat een voedingspomp voor de sterilisator en een 10 tegendruktank achter de sterilisator. Met behulp van de luchtdruk in de tegendruktank kan de op de sterilisator uitgeoefende tegendruk worden geregeld. Met behulp van deze sterilisatieinrichting is het mogelijk om, zelfs wanneer het te steriliseren product vaste deeltjes bevat, een stabiele doorstroom te bereiken zonder dat verstopping optreedt.

Nadelig van de bekende inrichting is dat tijdens het steriliseren van de sterilisatieinrichting zelf, problems men optreden doordat bij het omschakelen van werking met water of met een mengsel van water en product naar werking met uitsluitend product, steeds water in de tegendruktank wordt geleid. Hierdoor is het niet mogelijk om van het steriliseren van de inrichting over te schakelen op het steriliseren van product, zonder dat de doorstroom van het product verstoord wordt, het product vervuild wordt of de kwaliteit van het product anderszins wordt verstoord.

20 De uitvinding beoogt een sterilisatieinrichting van de in de aanhef genoemde soort die bovengenoemde nadelen niet bezit. Daartoe is een sterilisatieinrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door een van de voedingsleiding afgetakte hulptegendrukleiding, welke leidt naar een tegendrukinrichting die vaste deeltjes kan doorlaten en die tegendruk kan leveren aan de sterilisator, en door afsluitmiddelen voor het afsluiten van respectievelijk de voedingsleiding en de hulptegendrukleiding, zodanig dat een tegendruk kan worden 25 uitgeoefend op de sterilisator door een combinatie van de voedingsinrichting met de tegendruktank of de tegendrukinrichting. Hierdoor wordt bereikt dat, totdat het product wordt behandeld, tijdens het steriliseren van de inrichting het te behandelen materiaal, zoals water of een mengsel van water en product, door bediening van de afsluitmiddelen via de hulptegendrukleiding tot in de hulptegendrukinrichting worden gevoerd. Gedurende dit proces wordt een zekere tegendruk geleverd, waardoor de materialen continu uit de 30 inrichting worden afgevoerd zonder dat verstoppingsproblemen optreden, terwijl het deel van de inrichting waar het product door heen beweegt, steriel wordt gehouden. Door bediening van de afsluitmiddelen kan het product vervolgens tot in de tegendruktank worden geleid, een en ander met een minimale verstoring van de behandeling van het product.

In een voordelige uitvoering is de sterilisatieinrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door een de 35 tegendrukinrichting vormende hulptegendruktank met regelbare luchtdruk omvat. Hierdoor wordt bereikt dat tijdens het omschakelen de verstoring van de continuïteit van de productstroom verder kan worden verminderd, zodat de beïnvloeding van de producteigenschappen minimaal kan zijn.

Opgemerkt wordt dat uit EP-AO 027 595 een inrichting bekend is voor het met behulp van stoom steriliseren van een vrij vallende vloeistoffilm die deeltjes kan bevatten. In deze inrichting kunnen achtereen-40 volgend op volautomatische wijze sterilisatie van de inrichting en sterilisatie van het product plaatsvinden, waarbij product en water na sterilisatie gescheiden worden afgevoerd.

De uitvinding wordt onder verwijzing naar de tekening nader toegelicht. Daarin toont: figuur 1 een stroomschema van een sterilisatieinrichting waarin tegendruk wordt geleverd door een 45 voedingsinrichting en een tegendrukinrichting; figuur 2 een stroomschema van een sterilisatieinrichting waarin tegendruk wordt geleverd door een voedingstank en een steriele tank, de voedingstank en een hulptegendruktank, of de voedingstank en een drukontlastingsklep.

figuur 3 is een stromingsdiagram van een sterilisatieinrichting, waarin tegendruk wordt geleverd door een 50 voedingspomp en een steriele tank, de voedingspomp en een tegendrukpomp, of de voedingspomp en een drukontlastingsklep; figuur 4 een stroomschema van een sterilisatieinrichting, waarin tegendruk wordt geleverd door een voedingstank en een steriele tank, of de voedingstank en een tegendrukpomp; en figuur 5 een stroomschema van een sterilisatieinrichting die in een voorbeeld is toegepast.

Figuur 1 toont een stroomschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van de sterilisatieinrichting.

In de inrichting bevindt zich een watertank 2’, een producttank 33, een voedingsinrichting 30 voor de 55 193520 2 toevoer van product naar een sterilisator 3, een koeler 4 en een tegendruktank 5 voor het regelen van tegendruk met lucht van regelbare druk. Voorts is een tegendrukinrichting 31 aanwezig voor het eveneens uitoefenen van een tegendruk in de sterilisator 3, welke hulp-tegendrukinrichting is opgenomen binnen een hulptegendrukleiding 20 die is afgetakt van de voedingsleiding 18 in een gedeelte achter de sterilisator 3.

5 De voedingsinrichting 30 kan product met vaste deeltjes naar de sterilisator 3.

De voedingsinrichting 30 kan bijvoorbeeld een voedingspomp 32 omvatten (figuur 3) of een voedingstank (figuur 2) werkend met lucht van regelbare druk. Wanneer een dergelijk voedingstank 1 wordt toegepast, kunnen de producttank 33 en de voedingspomp 32 worden weggelaten. De voedingspomp 32 heeft een afvoerdruk die groter is dan de tegendruk en omvat bijvoorbeeld een mono-schroefpomp, een slangpomp of 10 een roterende pomp. De voedingstank dient voor het, uitgaande van een vooraf bepaalde stroomsnelheid, door middel van luchtonderdruk regelen van de stroomsnelheid van het materiaal dat naar de sterilisator 3 wordt gevoerd. Het regelen van de stroomsnelheid kan als onderstaand worden uitgevoerd.

De stroomsnelheid van het product dat in de sterilisator 3 wordt geperst, wordt gemeten met een stromingsmeter 36 (figuur 2) die achter de voedingstank aanwezig is. Vervolgens worden instructies worden 15 verzonden naar een stroomsnelheidregulator 37 (figuur 2), die een drukontlastingsklep 23 (figuur 2) bestuurt. De stromingsmeter 36 moet vaste deeltjes kunnen doorlaten. De luchtdruk in de voedingstank 1 kan bijvoorbeeld worden geregeld door middel van een luchtregulator.

De sterilisator 3 omvat bijvoorbeeld een warmtewisselaar van het buistype, het schrapertype (een type met een schraapoppervlak) of van een ander geschikt type, en een stoominjector die vaste deeltjes kan 20 doorlaten en die in korte tijd bij hoge temperatuur een warmtebehandeling kan uitvoeren doorlaten.

Desgewenst kunnen de warmtewisselaars en verhitters in serie worden toegepast. Indien het product een hoge viscositeit heeft, is een warmtewisselaar met een schraapoppervlak zeer nuttig.

De koeler 4 koelt het gesteriliseerde product of tot een bepaalde temperatuur en moet vaste deeltjes hiervan kunnen doorlaten. Als koeler 4 kan bijvoorbeeld een warmtewisselaar worden gebruikt van het 25 plaattype, het buistype, het schrapertype.

De tegendruktank 5 oefent een tegendruk uit op de sterilisator 3 en verzamelt tegelijkertijd gesteriliseerd product. Evenals de voedingstank 1 is de tegendruktank 5 bijvoorbeeld voorzien van een druksensor 17 en van een drukregulator 16 voor het met behulp van lucht op een constant niveau regelen van de druk binnen de tank. Het is overigens mogelijk een luchtregulator toe te passen voor het regelen van de druk binnen de 30 tank. De tegendruktank 5 en de voedingstank 1 kunnen zo nodig worden voorzien van een roerorgaan.

De tegendrukinrichting 31 oefent een tegendruk uit op de sterilisator 3 en moet vaste deeltjes kunnen doorlaten.

Als tegendrukinrichting 31 kunnen bijvoorbeeld een pomp die een stabiele tegendruk kan leveren, bijvoorbeeld binnen een temperatuursgebied vanaf kamertemperatuur tot 150°C, een tank of een andere 35 drukproducerende inrichting worden toegepast.

Wanneer een normale pomp wordt toegepast waarop geen tegendruk bij hoge temperatuur kan worden uitgeoefend en wanneer toch een hoge druk wordt gewenst, kan een koeler of een speciaal buizennet in de sterilisatieinrichting gewenst zijn, zodat de pomp niet aan te hoge temperaturen en drukken wordt blootgesteld. Een gedetailleerde uitvoering zal nog worden besproken.

40 De werking van de sterilisatieinrichting zal nu worden toegelicht.

De sterilisatieinrichting werkt normaliter volgens de navolgende fasen. Allereerst wordt de inrichting gedurende 30 minuten of meer gesteriliseerd met heet water onder een druk van 3.0-4.5 kg/cm2 en een temperatuur van bijvoorbeeld 130-150°C teneinde steriliteit van de inrichting als geheel te waarborgen voordat deze in werking wordt gesteld (sterilisatie van de inrichting). Voorts wordt de koeler gesteriliseerd 45 (behandelen met water). Ten derde wordt begonnen met het overschakelen van werken met water op werken met product. Ten vierde wordt het overschakelen van werken met water naar werken met product gecompleteerd (werken met product).

Bij de eerste fase van sterilisatie van de inrichting wordt bij de sterilisatieinrichting volgens figuur 1 een afsluiter 21 geopend. Water uit de watertank 2’ dat in de inrichting is gebracht, wordt naar de sterilisator 3 50 gevoerd door tussenkomst van de voedingsinrichting 30, en wordt normaliter verhit tot 130-150°C. In deze fase wordt een afsluiter 55 geopend en worden de afsluiters 13 en 22 gesloten. De koeler 4 is niet in werking. Heet water wordt via de leiding 18, de hulptegendrukleiding 20 en de tegendrukinrichting 32 uit de inrichting afgevoerd. In deze fase wordt een constante tegendruk uitgeoefend op de heetwaterdoorgang in de inrichting. Het water wordt in de sterilisator 3 volledig gesteriliseerd en tegelijkertijd worden ook de 55 voedingsleiding 18 en de hulptegendrukleiding 20, waarin het product zal worden doorgelaten, met heet water wordt gesteriliseerd.

In deze fase wordt heet water via de hulptegendrukleiding 20 afgevoerd met een temperatuur die soms 3 193520 hoger is dan 100°C. Wanneer dit water zonder koeling uit de inrichting zou worden afgevoerd, zou tijdens de afvoer gelijktijdig een krachtig koken ontstaan. Daarom is het gewenst een koeler 28 te plaatsen (figuur 2 en 3) die zich op een geschikte plaats in de hulptegendrukleiding 20 bevindt.

Als koeler 28 kunnen warmtewisselaars van het plaattype, het huistype, het schrapertype of elk ander 5 geschikt type worden toegepast.

De tegendruktank 5 wordt onafhankelijk gesteriliseerd, bijvoorbeeld met verzadigde stoom. De inrichting wordt in gesteriliseerde toestand samengesteld. Bij het steriliseren van de inrichting worden stilstand van de afvoer en verontreiniging met lucht vermeden.

Het behandelen met water geschiedt op dezelfde wijze als bij het steriliseren van de inrichting, met 10 uitzondering dat de koeler 4 in werking is. Het koelen vindt plaats om de watertemperatuur tot 50°C te verlagen. In deze fase wordt het water continu uit de inrichting 8 afgevoerd. Ook wordt een constante druk op de sterilisator 3 uitgeoefend door de tegendrukinrichting 31 om het water te steriliseren en de steriliteit van de voedingspijp 18 te handhaven.

Na de behandeling met water wordt de afsluiter 21 gesloten en wordt de afsluiter 22 geopend om het 15 product naar de producttank 33 van de inrichting toe te voeren. Een mengsel van water en product wordt afgevoerd via de hulptegendrukleiding 20, zoals dit ook bij de behandeling met water gebeurde. In deze fase wordt door de tegendrukinrichting 31 een constante tegendruk op de sterilisator 3 uitgeoefend. Bij het omschakelen van water naar product is de inwendige druk van de inrichting instabiel. Aangezien de inwendige druk van een hulptegendruktank 7 met behulp van druklucht op een bepaalde druk wordt 20 geregeld, zal de inwendige druk van de inrichting niet lager worden dan een vooraf bepaalde druk.

Wanneer de inrichting voldoende gesteriliseerd is en uitsluitend het product door de inrichting wordt gevoerd, wordt de afsluiter 55 gesloten en wordt de afsluiter 13 geopend teneinde het product, dat eerst verhit en vervolgens gekoeld is, in de tegendruktank 50 te verzamelen. Het product wordt vervolgens door tussenkomst van de voedingsinrichting 30 met constante snelheid naar de sterilisator 3 gevoerd. Op 25 hetzelfde moment wordt het product teruggeperst naar de voedingsinrichting 30 ten gevolge van de luchtdruk in de tegendruktank 5. Op de sterilisator wordt derhalve steeds een stabiele tegendruk uitgeoefend, zodat het product met constante doorstroom onder hoge temperatuursomstandigheden wordt gesteriliseerd.

De tegendruk, die wordt uitgeoefend binnen de inrichting moet ongeveer 0.5 kg/cm2 zijn, of althans hoger 30 zijn dan de verzadigde stoomdruk bij de hoogst mogelijke sterilisatietemperatuur. Wanneer de tegendruk wordt ingesteld op een waarde die lager is dan de verzadigde stoomdruk gaat het materiaal in de sterilisator 3 koken. Dit veroorzaakt een verlaging van de druk in de kookzone en, als gevolg van een kettingreactie in de omgeving van het kookpunt, koken. Dit heeft een temperatuursafname tot gevolg.

Wanneer volkomen steriele producten worden gewenst, moet de in de tegendruktank 5 geïnjecteerde 35 lucht steriel zijn en passeert daartoe bijvoorbeeld een in de tekening niet weergegeven luchtfilter.

Het is mogelijk de afsluiters 13 en 55 tijdens het overschakelen naar de tegendruktank 5 gelijktijdig te bedienen. Wanneer de druk binnen de tegendruktank 5 iets hoger wordt ingesteld dan de druk die door de tegendrukinrichting 31 wordt uitgeoefend, wordt een tegenstroom van de hulptegendrukleiding 20 naar de tegendruktank 5 verhinderd. Het drukverschil tussen de inwendige druk van de tegendruktank 5 en de druk 40 door de tegendrukinrichting 31 moet bij voorkeur 0-0,2 kg/cm2 zijn.

Het is echter niet nodig de hulptegendrukleiding 20, waarin de tegendrukinrichting 31 is opgenomen, te steriliseren. In dit opzicht is de behandeling niet complex.

Wanneer de voedingsinrichting 30 een tank is waarvan de luchtdruk kan worden geregeld, wordt het product door de luchtdruk naar de sterilisator 3 gevoerd. Zelfs wanneer het product vaste deeltjes bevat, 45 worden deze deeltjes niet afgebroken.

Aangezien de tegendruk wordt geregeld met behulp van lucht, is de tegendruk uitermate stabiel, ongeacht de wisselingen in voedingssnelheid van het materiaal en kan deze snel en nauwkeurig worden geregeld. Aangezien er geen openingen of nauwe spleten in de inrichting aanwezig zijn, zal ook geen verstopping optreden, zelfs niet bij de behandeling van zeer visceuse producten of een product dat vaste 50 deeltjes bevat.

Het gesteriliseerde product wordt geleidelijk in de tegendruktank 5 verzameld. Wanneer de tegendruktank gevuld is met gesteriliseerd product, wordt de afsluiter 13 gesloten en wordt de afsluiter 12 geopend, teneinde het gesteriliseerde product in een volgend proces te leiden, bijvoorbeeld vullen en verpakken. De tegendruktank 5 kan zijn vervaardigd uit een drukbestendig materiaal (bijvoorbeeld materiaal, dat bestand is 55 tegen een druk die ongeveer 1 kg/cm2 groter is dan de tegendruk), doch de vorm is niet kritisch.

Een andere uitvoeringsvorm van de sterilisatieinrichting volgens de uitvinding zal nu worden toegelicht.

In de sterilisatieinrichting weergegeven in figuur 2, zijn de voedingstank 1, de sterilisator 3 en de koeler 4 193520 4 onderling verbonden door middel van een voedingsleiding 18, hetgeen overeenkomt met de constructie volgens figuur 1. De watertank 2 correspondeert met de voedingstank 1. Het is mogelijk een combinatie te gebruiken van een watertank 2’, een producttank 33 en een voedingspomp 32 als voedingsinrichting in plaats van de combinatie van de watertank 2 en de voedingstank 1. De steriele tank 6 en de hulptegendruk-5 tank 7 corresponderen met de tegendruktank 5 volgens figuur 1. De steriele tank 6 en de hulptegendruktank 7 zijn elk voorzien van een druksensor 17 en van een drukregulator 16, waarmee de inwendige druk kan worden ingesteld. De steriele tank is een tegendruktank, waarbinnen de druk met behulp van steriele lucht wordt ingesteld.

Een afvoerpomp, bijvoorbeeld een pomp van het monotype, een slangpomp of een roterende pomp, 10 dient om het lekken van lucht uit de inrichting te beperken. Bij de sterilisatieinrichting volgens de uitvinding is het bijvoorbeeld ook mogelijk een klep, zoals een diafragmaklep of een kogelklep, toe te passen in plaats van een afvoerpomp 8.

Bij de sterilisatieinrichting is de hulptegendrukleiding 20 in een gedeelte achter de sterilisator afgetakt van de voedingsleiding 18 die zich uitstrekt van de voedingstank 1 naar de steriele tank. Een afvoerleiding 19 is 15 afgetakt van de voedingsleiding 18 in datzelfde gedeelte van de hulptegendrukleiding 20 of in een gedeelte voor de hulptegendruktank 7.

De sterilisatieinrichting werkt als volgt:

In de eerste fase van sterilisatie van de inrichting is de afsluiter 21 geopend, en wordt water uit de watertank 20 door druklucht naar de sterilisator 3 gevoerd en verhit, normaliter tot 130-150°C. In deze fase 20 is de afsluiter 15 geopend en zijn afsluiters 13, 14 en 22 gesloten. De koeler 4 is niet in werking. Daar doorheen wordt verhit water via de voedingsleiding 18, de hulptegendrukleiding 20, een afvoerleiding 19 en een drukontlastingsklep 9 op bovenomschreven wijze getransporteerd. In deze fase wordt door tussenkomst van de drukontlastingsklep 9 een constante tegendruk op de inrichting uitgeoefend. Aldus wordt water voldoende gesteriliseerd in de sterilisatieinrichting 3 en worden de voedingsleiding 18, alsmede de 25 hulptegendrukleiding 20 voor de afsluiter 14 met heet water gesteriliseerd.

Het verdient aanbeveling een koeler 28 op een geschikte plaats in de afvoerleiding 9 of de hulptegendrukleiding 20 aan te brengen, zoals weergegeven in figuur 1. De steriele tank 1 wordt onafhankelijk gesteriliseerd met behulp van verzadigde stoom.

Het behandelen met water geschiedt op dezelfde wijze als het steriliseren van de inrichting als boven 30 omschreven, met uitzondering dat de koeler 4 in de beginfase in werking is. Wanneer de watertemperatuur na het koelen zakt tot bijvoorbeeld ongeveer 50°C, wordt de afsluiter 14 geopend en wordt de afsluiter 15 gesloten. Het water uit de watertank 2 wordt dan, nadat het verhit en gekoeld is, via de hulptegendrukleiding 20 naar de hulptegendruktank gevoerd.

Het water uit de hulptegendruktank 7 wordt afgevoerd door middel van een afvoerpomp 8. In deze fase 35 wordt door de luchtdruk in de hulptegendruktank 7 een stabiele tegendruk uitgeoefend op de sterilisatieinrichting. Het water wordt voldoende gesteriliseerd en de steriliteit van de voedingspijp 18 blijft gehandhaafd.

Bij bediening van de afsluiters 14 en 15 kan het gewenst zijn om pas over te schakelen op de hulptegendruktank 7 na instelling van de druk door de drukontlastingsklep 9 en de inwendige druk van de 40 hulptegendruktank 7 tot ongeveer hetzelfde niveau. Dit dient om wisseling in stroomsnelheid van het materiaal en veranderingen in de tegendruk op het tijdstip van overschakelen te beperken. Zoals nog zal worden besproken, vindt het overschakelen van water op product bij voorkeur plaats na bevestiging dat de stroomsnelheid van het materiaal en de tegendruk gestabiliseerd zijn.

Na het beëindigen van de behandeling met water wordt de afsluiter 21 gesloten en wordt de afsluiter 22 45 geopend, zodat het product van de voedingstank 1 naar de inrichting wordt gevoerd. Een mengsel van water en product wordt afgevoerd via de hulptegendrukleiding 20, zoals dit is geschied bij het behandelen met water.

Zelfs wanneer het product vaste deeltjes bevat of zeer visceus is, wordt het mengsel van water en product continu uit de inrichting afgevoerd dankzij de aanwezigheid van een hulptegendruktank 7. Er 50 bestaat bovendien geen kans op het accumuleren van deeltjes en dus geen kans op verstopping. Water of een mengsel van water en product dat in de hulptegendruktank 7 komt, wordt continu daaruit afgevoerd door de afvoerpomp 8.

Het afvoeren van behandeld product geschiedt bij voorkeur wanneer het mengsel in de hulptegendruktank 7 is aangekomen, zodat de inwendige druk van de hulptegendruktank niet zal afnemen. Ook de 55 hoeveelheid product die wordt afgevoerd uit de hulptegendruktank 7 is iets groter dan de hoeveelheid product die naar de tank wordt toegevoerd, om overstromen van het product uit de tank te voorkomen, zelfs wanneer de stroomsnelheid als gevolg van fluctuaties zal toenemen. De wijze van afvoer wordt zodanig 5 193520 geregeld dat de inwendige druk van de hulptegendruktank 7 niet zal afnemen. Derhalve kan water en productmengsel continu worden afgevoerd. Tegelijkertijd wordt een constante tegendruk op de sterilisator 3 uitgevoerd.

Wanneer een afsluiter wordt gebruikt in plaats van een afvoerpomp 8 vindt het openen en sluiten van de 5 afsluiter plaats onder vooraf bepaalde omstandigheden, zodat het behandelde product kan worden afgevoerd door de druk van de lucht in de hulptegendruktank 7.

Aangezien behandeld product continu uit de hulptegendruktank 7 wordt afgevoerd door middel van een afvoerpomp 8 of een afsluiter kan de capaciteit van de hulptegendruktank 7 worden beperkt. Derhalve kan de hulptegendruktank in de inrichting klein van afmeting zijn.

10 Ook is het gebruik van een scheidingspomp die bij dezelfde hoge temperatuur en druk zal moeten kunnen werken als de afvoerpomp niet nodig, omdat water dat in de sterilisator 3 tot hoge temperatuur is verhit, niet door de afvoerpomp in de sterilisator heen loopt.

Wanneer geen afvoerpomp 19 geïnstalleerd kan worden, wordt een speciale pomp als afvoerpomp 8 toegepast, teneinde heet water tijdens het steriliseren van de inrichting via de hulptegendrukleiding 20 af te 15 voeren.

Voorts kan een koeler die zeer visceus product kan doorlaten of die product dat vaste deeltjes bevat kan doorlaten, zoals een warmtewisselaar van het schraperopperviaktype, tussen de afsluiter 14 in de hulptegendruktank 20 en de hulptegendruktank 7 in de steriliseerinrichting worden geplaatst. Bij dit systeem wordt heet water dat bij het steriliseren van de inrichting wordt verhit, in de koeler gekoeld, zodat de 20 afvoerpomp 8 niet onderhevig is aan de hoge temperaturen en drukken. Zelfs wanneer een afvoerleiding 19 niet aanwezig zou zijn kan het product tijdens de sterilisatie van de inrichting en het behandelen met water en het overschakelen, slechts via de hulptegendrukleiding 20 worden afgevoerd.

Wanneer de inrichting voldoende gesteriliseerd is en uitsluitend het product door de inrichting heen beweegt, wordt de afsluiter 14 gesloten en wordt de afsluiter 13 geopend om gesteriliseerd product in de 25 steriele tank 6 te verzamelen. Bij het bedienen van de afsluiters 13 en 14 wordt de inwendige druk van de steriele tank 6 iets hoger ingesteld (bijvoorbeeld 0.2 kg/cm2) dan de inwendige druk van de hulptegendruktank 7 om een tegenstroom van materiaal uit de hulptegendruktank 7 naar de steriele tank te voorkomen.

De steriliteit van de inrichting kan derhalve worden gehandhaafd. Daardoor is het niet noodzakelijk de hulptegendrukleiding 20 in het gedeelte achter de afsluiter 14 te steriliseren. Dit vereenvoudigt het proces. 30 Tijdens de sterilisatie wordt een constante tegendruk uitgeoefend op de sterilisator met behulp van lucht, waarbij de luchtdruk in de steriele tank 6 wordt geregeld en het product bij hoge temperatuur voldoende wordt gesteriliseerd.

Bij een inrichting waarin de voedingstank 1 dient voor de toevoer van product door middel van druklucht, worden vaste deeltjes die zich in het product bevinden, niet afgebroken en worden deze voldoende 35 beschermd, terwijl de regeling van de tegendruk nauwkeurig kan geschieden.

Tenslotte wordt de afsluiter 13 gesloten en wordt de afsluiter 12 geopend, teneinde behandeld product dat is verzameld in de steriele tank 6, naar een volgend proces te leiden, zoals bijvoorbeeld het vullen en verpakken.

Bij de steriliseerinrichting volgens figuur 3, is de inrichting verbonden via een voedingsleiding 18, zoals 40 weergegeven in de figuren 1 en 2.

Bij voorkeur wordt een pomp van bijvoorbeeld het monotype, een slangpomp of een rotatiepomp, met een relatief grote opbrengst gebruikt als tegendrukpomp 10. De koeler 28 en de drukontlastingsklep 9 zijn gelijk aan die volgens figuur 2.

Ook kan een combinatie van een voedingstank 1 en een watertank 2 worden gebruikt in plaats van een 45 combinatie van een watertank 2’, een producttank 33 en een voedingspomp 32.

Bij de sterilisatieinrichting overeenkomstig figuur 2 is de hulptegendrukleiding 20 afgetakt van de voedingsleiding 18 en is de afvoerleiding 19 afgetakt van de voedingsleiding 18 of van een hulptegendrukleiding 20.

De sterilisatieinrichting werkt als volgt: 50 In de eerste fase van de sterilisatie van de inrichting wordt water uit de watertank 2’ naar de inrichting gevoerd door tussenkomst van een voedingspomp 32, teneinde de sterilisator te verhitten tot 130-150°C. Verhit water wordt naar de koeler 28 gevoerd via de niet in werking zijnde koeler 4, de voedingspijp 18, de hulptegendrukleiding 20 en de afvoerpijp 19 en wel in de genoemde volgorde. Heet water wordt in de koeler 28 gekoeld, bijvoorbeeld tot 100°C of minder. De afvoer uit de inrichting geschiedt via de drukontlastings-55 klep 9. Op dat moment wordt door de drukontlastingsklep 9 een constante tegendruk uitgeoefend op de sterilisator 3 zodat het water onder stabiele omstandigheden wordt verhit.

De voedingsleiding 18 en de hulptegendrukleiding 20 voor de afsluiter 14, waardoor het product wordt 193520 6 doorgelaten, zijn voldoende met heet water gesteriliseerd. Op dat moment zijn de afsluiters 13,14 en 22 gesloten en is de afsluiter 15 geopend.

In de tweede fase van behandeling met water treedt de koeler 4 in werking. Wanneer de temperatuur van het door de koeler 4 doorgelaten water bijvoorbeeld 50°C of lager is, wordt de werking van de koeler 28 5 gestopt. Dan wordt de afsluiter 15 gesloten en wordt de afsluiter 14 geopend. De bediening van de afsluiters 14 en 15 is gelijk aan de in verband met figuur 2 genoemde bediening.

Overeenkomstig de bovenbesproken procedure wordt de tegendrukpomp 10 in de hulptegendrukleiding 20 niet blootgesteld aan zeer hoge temperaturen en kan door de tegendrukpomp 10 een constante tegendruk op de sterilisator 3 worden uitgeoefend. Het is niet noodzakelijk een steriele pomp als tegendruk-10 pomp 10 toe te passen die een hoge temperatuur en een hoge druk kan weerstaan, aangezien het product niet door de tegendrukpomp 10 heen gaat. Het toetreden van bacteriën uit de tegendrukpomp 10 in de doorgang van het product wordt verhinderd doordat de inwendige druk van de steriele tank 6 op een niveau ligt dat iets hoger is dan de tegendruk die wordt uitgeoefend door de tegendrukpomp 10.

Na de stabilisatie van de behandeling met water wordt de afsluiter 21 gesloten en wordt de afsluiter 22 15 geopend, zodat product uit de producttank 33 kan worden afgevoerd.

Daarbij wordt op dezelfde wijze als hierboven omschreven door de tegendrukpomp 10 een constante tegendruk op de stabilisator 3 uitgeoefend en wordt het mengsel van water en product via de hulptegendrukleiding 20 afgevoerd, zonder nadelige invloed op de steriliteit van de inrichting.

Wanneer het mengsel geheel is overgeschakeld naar de productfase, wordt de afsluiter 14 gesloten en 20 wordt de afsluiter 13 geopend, zodat het product in de steriele tank 6 kan worden verzameld. De steriele tank 6 is gelijk aan die is weergegeven in figuur 2. Bij het werken met product alleen wordt een constante tegendruk op de sterilisator 3 uitgeoefend door de druklucht die wordt geregeld in de steriele tank 6.

Tenslotte wordt de afsluiter 13 gesloten en wordt de afsluiter 12 geopend voor het afvoeren van product dat is verzameld in de steriele tank 6, waarna het product wordt afgevoerd naar een volgende bewerking, 25 zoals vullen en verpakken.

Bij de sterilisatieinrichitng volgens figuur 4 zijn de delen die door de voedingsleiding 18 zijn verbonden, gelijk aan die volgens figuur 1, figuur 2 en figuur 3.

Warmtewisselaars van het schrapertype of elk ander geschikt type kunnen als koeler 26 worden gebruikt, mits vaste deeltjes worden doorgelaten. De tegendrukpomp 10 is gelijk aan die volgens figuur 3. Ook een 30 combinatie van een watertank 2’, een producttank 33 en een afvoerpomp 32 kan worden gebruikt in plaats van een combinatie van de voedingstank 1 en de watertank 2.

In de sterilisatie-inrichting is een hulptegendrukleiding 20 in een gedeelte achter de sterilisator 3 afgetakt van de voedingsleiding 18, welke voedingsleiding 18 zich uitstrekt van de voedingstank 1 naar een steriele tank 6.

35 De sterilisatieinrichting werkt als volgt.

In de eerste fase van sterilisatie van de inrichting, wordt water uit de watertank 2 naar de inrichting gevoerd en in de sterilisator 3 verhit. Verhit water wordt dan, zoals eerder beschreven, naar de koeler 26 gevoerd via de koeler 4, die dan niet in werking is, de voedingsleiding 18 en de hulptegendrukleiding 20.

Warm water, dat in de koeler 26 tot een temperatuur van minder dan bijvoorbeeld 50°C is gekoeld, wordt 40 via de tegendrukpomp 10 uit de inrichting afgevoerd. De koeler 26 kan vaste deeltjes doorlaten en is voor de tegendrukpomp 10 en achter de opsluiter 55 aangebracht in de hulptegendrukleiding 20. Aldus wordt, als gevolg van de invloed van de koeler 26, de tegendrukpomp tijdens het steriliseren van de inrichting niet aan hoge temperaturen blootgesteld. Door de tegendrukpomp 10 wordt een constante tegendruk op de steriliseerinrichting uitgeoefend. Het water wordt derhalve onder constante omstandigheden verhit. De 45 voedingsleiding 18 en de hulptegendrukleiding 20 voor de afsluiter 55, waardoor het product in hoofdzaak wordt doorgelaten, worden voldoende gesteriliseerd. Op dat moment zijn de afsluiters 22 en 13 gesloten en is de afsluiter 55 geopend. Ten gevolge van de werking van de koeler 26 wordt in de steriliseerinrichting de tegendrukpomp 10 niet onderworpen aan een hoge temperatuur. Ook kan door het instellen van de inwendige druk van de steriele tank 6 op een niveau dat iets hoger ligt dan de tegendruk die wordt 50 uitgeoefend door de tegendrukpomp 10, het toetreden van bacteriën uit de tegendrukpomp 10 in de doorgang van het product op dezelfde wijze worden verhinderd als bij de constructie volgens figuur 3. Aldus is het niet noodzakelijk een steriele pomp toe te passen die bestand is tegen hoge temperaturen en drukken.

In de tweede fase van het behandelen met water wordt de koeler 4 in werking gesteld. Wanneer de 55 temperatuur van het water dat door de koeler 4 heen stroomt tot bijvoorbeeld 50°C of minder zakt, wordt de werking van de koeler 26 onderbroken. De tegendrukpomp 10 wordt dus niet blootgesteld aan zeer hoge temperaturen. Op hetzelfde moment wordt een constante tegendruk uitgeoefend op de sterilisator 3 door 7 193520 tussenkomst van de tegendrukpomp 10. De stand van de afsluiters is dezelfde als bij het steriliseren van de inrichting.

Na stabilisatie van de behandeling met water, wordt de afsluiter 21 in de watertank 2 gesloten en wordt de schakelklep 22 geopend voor de afvoer van het product uit de voedingstank 1 teneinde het product te 5 behandelen. Aangezien het product op dat moment door druklucht wordt getransporteerd, worden vaste deeltjes, die het product bevat, niet afgebroken. Ook wordt door de tegendrukpomp 10 een constante tegendruk uitgeoefend op de sterilisator 3, zoals boven omschreven. Een mengsel van water en product wordt derhalve zonder verstoring van de steriliteit binnen de inrichting door de hulptegendrukleiding 20 afgevoerd. Wanneer het mengsel geheel is overgeschakeld op product, wordt de afsluiter 55 gesloten en 10 wordt de afsluiter 13 geopend, zodat het product in de steriele tank kan worden verzameld. De steriele tank 6 kan een druktank zijn, waarvan de inwendige druk constant wordt gehouden door middel van druklucht (steriele lucht). Op de sterilisator 3 wordt door de luchtdruk steeds een stabiele tegendruk uitgeoefend, welke tegendruk wordt ingesteld in de steriele tank 6, zelfs tijdens behandeling van het product.

Tenslotte wordt de afsluiter 13 gesloten en wordt de afsluiter 12 geopend om product dat is verzameld in 15 de steriele tank 6 af te voeren voor een volgende behandeling, zoals vullen, verpakken en dergelijke.

Bij de sterilisatieinrichting volgens figuur 3 en 4 wordt de tegendrukpomp niet aan hoge temperaturen onderworpen, aangezien de koeler in de baan is opgenomen. Ook kan een constante tegendruk worden uitgeoefend op de sterilisator. Bovendien kan materiaal anders dan het product continu uit de inrichting worden af gevoerd en kan, onder invloed van een constante en stabiele tegendruk binnen de inrichting, 20 alleen product worden verzameld in de steriele tank, waardoor deze steriel blijft.

Bij de inrichting is het mogelijk het product bij een constante hoge temperatuur en onder invloed van een constante tegendruk binnen de inrichting te steriliseren. De regeling van de tegendruk kan eenvoudig en nauwkeurig geschieden. Tijdens de sterilisatie van de inrichting kan heet water continu uit de inrichting worden afgevoerd. Tijdens de behandeling met water en een mengsel van water en product kan dit mengsel 25 tijdens het overschakelen eveneens continu uit de inrichting worden afgevoerd. Vervolgens kan onder toepassing van een constante tegendruk, alleen product binnen de inrichting worden verzameld, terwijl de steriliteit van het doorgelaten product gehandhaafd blijft.

Bij de inrichting bestaat geen kans op accumulatie van deeltjes of verstopping en worden de deeltjes in het product niet afgebroken, zelfs niet bij de behandeling van zeer visceus materiaal of stoffen die deeltjes 30 bevatten. De sterilisatieinrichting is doelmatig bij het steriliseren van vloeibare voedingsmiddelen die vaste deeltjes bevatten, dan wel zeer visceuse voedingsmiddelen en medicijnen en bij behandeling van deze producten wanneer deze steriel worden verzameld.

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van de sterilisatieinrichting. Een roestvrij stalen trechtertank wordt gebruikt als watertank 2’ en als producttank 33. Voorts wordt een pomp van het mono-type met een 35 opbrengst van ongeveer 1-6 t/uur gebruikt als voedingspomp 32. De stromingsmeter 36 is een stromings-meter voor microbewegingen, bestemd voor het doorlaten van vaste deeltjes.

De stromingsmeter 36 detecteert de stroomsnelheid van product dat naar de sterilisator 3 wordt gevoerd (eveneens kunnen bijvoorbeeld magnetische of ultrasone stromingsmeters worden toegepast). De regelinrichting 37 voor de stroomsnelheid ontvangt de door de stromingsmeter 36 gedetecteerde waarde en 40 zendt een instructie naar een omzetter 38 om de rotatiesnelheid van de voedingspomp 32 te doen veranderen. Een warmtewisselaar van het schraperoppervlaktype wordt toegepast voor de sterilisatoren 3 en 4. De steriele tank 6 is vervaardigd uit roestvrij staal met een drukbestendigheid van 3.0 kg/cm2 en een capaciteit van 51. De steriele tank 6 is uitgerust met een druksensor 17 en een drukregulator 16 om met behulp van steriele lucht, die wordt aangevoerd via een steriel filter 24, de inwendige druk op een constant 45 niveau af te regelen.

Bovengenoemde onderdelen zijn in genoemde volgorde gekoppeld door middel van een roestvrij stalen voedingsleiding 18.

De hulptegendruktank 7 is vervaardigd uit roestvrij staal en heeft een drukbestendigheid tot 3-5 kg/cm2 en een capaciteit van 5-101. Evenals in de steriele tank 6 is de hulptegendruktank 7 uitgerust met een 50 druksensor 17 en een drukregulator 16 voor het met behulp van lucht instellen van de inwendige druk. Een pomp van het mono-type met een opbrengst van 1-6 t/uur wordt toegepast als afvoerpomp. De hulptegendruktank 7 en de afzuigpomp 8 zijn onderling verbonden door middel van een hulptegendrukleiding 20, die op een plaats achter de koeler 4 is afgetakt van de voedingsleiding 18.

Een warmteuitwisselaar van het plaattype wordt gebruikt als koeler 28. De koeler 28 en de druk-55 ontlastingsklep 9 zijn onderling verbonden door middel van een afvoerleiding 19, die op een plaats voor de afsluiter 14 is afgetakt van de hulptegendrukleiding 20.

Een methode voor het behandelen van maïssoep met behulp van de inrichting wordt thans besproken.

Claims (2)

193520 8

1. Sterilisatieinrichting voor het continu steriliseren van bij constante druk te behandelen vloeibaar product dat vaste deeltjes bevat, voorzien van: 9 193520 1. een sterilisator die vaste deeltjes doorlaat; 2. een voedingsinrichting voor het toevoeren van materiaal aan de sterilisator; 3. een tegendruktank met regelbare luchtdruk voor het leveren van een tegendruk aan de sterilisator; en 4. een voedingsleiding die de sterilisator met de tegendruktank verbindt, 5 gekenmerkt door: 5. een van de voedingsleiding (18) afgetakte hulptegendrukleiding (20) welke leidt naar 6. een tegendrukinrichting (31) die vaste deeltjes kan doorlaten en tegendruk kan leveren aan de sterilisator, en door 7. afsluitmiddelen (13,55) voor het afsluiten van respectievelijk de voedingsleiding (18) en de hulp- 10 tegendrukleiding (20), zodanig dat een tegendruk kan worden uitgeoefend op de sterilisator (3) door een combinatie van de voedingsinrichting (30) met de tegendruktank (5) of de tegendrukinrichting (31).

1. Sterilisatie van de inrichting Allereerst wordt de afsluiter 15 geopend bij gesloten afsluiters 13,14 en 22. Vervolgens wordt water met behulp van de voedingspomp 32 van de watertank 2 via de inrichting naar de sterilisator 3 gevoerd met een stroomsnelheid van ongeveer 1400-1600 l/uur. Het regelen van de stroomsnelheid wordt als volgt 5 uitgevoerd. Wanneer de stroomsnelheid een vooraf bepaalde ingestelde stroomsnelheid overschrijdt, zendt de stromingsmeter 36 een signaal naar de stroomsnelheidsregulator 37. Deze regulator zendt een instructie naar de omzetter 38 om de rotatiesnelheid van de voedingspomp 32 tot een vooraf bepaalde waarde te verhogen. Vervolgens wordt met behulp van de voedingspomp 32 water met ingestelde stroomsnelheid toegevoerd. 10 Water dat wordt toegevoerd door de voedingspomp 32 wordt in de sterilisator 3 tot ongeveer 140°C verhit. Het verhitte water doorloopt de voedingsleiding 18, de hulptegendrukpomp 20 en de afvoerleiding 19 en wordt vervolgens afgevoerd via de drukontlastingsklep 9. Op dat moment wordt binnen de inrichting door tussenkomst van de drukontlastingsklep 19 een tegendruk van 4,0 kg/cm2 ontwikkelt. Het steriliseren van de inrichting vindt plaats gedurende ongeveer 30 minuten na het vaststelling van het 15 feit dat de temperatuur van het verhitte water in het gedeelte van de drukontlastingsklep 9 een waarde heeft bereikt van 130°C. Gescheiden van bovengenoemd traject wordt verzadigde stoom van ongeveer 2,0-3,0 kg/cm2 in de steriele tank geïnjecteerd, zodat deze inwendig wordt gesteriliseerd.

2. Behandeling met water

20 De koeler 4 wordt in werking gesteld teneinde het hete water tot ongeveer 50°C of minder te koelen. Wanneer de temperatuur van het water, dat door de koeler 4 heen stroomt, is afgenomen tot minder dan 50°C, dan wordt de ingestelde temperatuur voor de sterilisator 3 langzamerhand verlaagd van 140°C (sterilisatietemperatuur voor water) tot 134-136°C (sterilisatietemperatuur voor product). Na bevestiging van het feit dat de temperatuur in de sterilisator 3 gestabiliseerd is tot 134-136°C, wordt de tegendruk die wordt 25 uitgeoefend door de drukontlastingsklep 9 verlaagd van 4,0 kg/cm2 tot 2,7-2,8 kg/cm2. Ook de inwendige druk van de hulptegendruktank 7 wordt ingesteld op 2,7-2,8 kg/cm2. Wanneer de stroomsnelheid onder deze omstandigheden is gestabiliseerd, wordt de afsluiter 14 geopend en wordt de afsluiter 15 gesloten, zodat het warme water na afkoeling via de hulptegendrukleiding 20 naar de hulptegendruktank 7 stroomt. Water dat zich heeft verzameld in de hulptegendruktank 7 wordt door de 30 afvoerpomp 8 afgevoerd. De stroomsnelheid van het door de afvoerpomp 8 getransporteerde water wordt ingesteld op 1400-1600 l/uur.

3. Het om- of overschakelen Na het completeren van de behandeling met water wordt de afsluiter 21 gesloten en de afsluiter 22 geopend om maissoep uit de producttank 33 naar de inrichting te voeren.

35 Het mengsel van water en soep wordt afgevoerd via de hulptegendrukleiding 20, zoals dit geschied bij de behandeling met water. Op dit moment zijn de afvoersnelheid van de voedingspomp 32, de temperatuur in de sterilisator 3 en de temperatuur in de koeler 4 gelijk aan die bij de behandeling van water. Ook de inwendige druk van de hulptegendruktank 7 wordt ingesteld op 2,7-2,8 kg/cm2 voor het uitoefenen van een tegendruk binnen de inrichting.

4. Behandeling met alleen product De inwendige druk van de steriele tank 6 is ingesteld op 2,7-2,8 kg/cm2. Het materiaal dat wordt afgevoerd via de hulptegendrukleiding 20 wordt bemonsterd om vast te stellen dat uitsluitend product door de inrichting stroomt. Vervolgens wordt de afsluiter 14 gesloten en wordt gelijktijdig, dan wel iets later, de afsluiter 13 geopend. 45 De stroomsnelheid van de voedingspomp 32 en de temperatuur voor de sterilisator 3 en de temperatuur van de koeler 4 zijn gelijk aan die bij de overschakelingsbehandeling. Ook de inwendige druk van de steriele tank 6 werd ingesteld op 2,72,8 kg/cm2 voor het uitoefenen van de tegendruk binnen de inrichting. De behandeling van uitsluitend product wordt onder boven omschreven omstandigheden voortgezet totdat de soep in de producttank 33 is opgebruikt. Na het verzamelen van het product in de steriele tank 6, 50 wordt de afsluiter 13 gesloten.

2. Sterilisatieinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door een de tegendrukinrichting vormende hulptegendruktank (7) met regelbare luchtdruk. Hierbij 5 bladen tekening