SE515943C2 - Anordning och metod för avdödning av mikroorganismer i ett fluidformigt produktflöde - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 .515 941% ° 5"; -:' 2 under vilken produkten är upphettad. Återigen är det emellertid möjligt att mikroorganismerna sprids i den i _ledningen befintliga produkten med en hastighet som över- stiger produktens strömningshastighet. Således föreligger likväl en risk för kontaminering av redan steriliserad produkt.

För tillförlitlig avdödning av mikroorganismer skulle det i princip vara möjligt att upphetta produkt- flödet över en extremt lång transportsträcka. En sådan anordning skulle emellertid bli tämligen platskrävande.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en förbättrad anordning för tillförlitlig av- dödning av mikroorganismer i ett fluidformigt produkt- flöde samt en förbättrad motsvarande metod.

Med avdödning av mikroorganismer avses ovan och här- efter avdödning av sådana mikroorganismer som av olika anledningar ej är önskvärda i produktflödet efter avslu- tad sterilisering. Andra mikroorganismer, som exempelvis inte är hälsovådliga eller som inte inverkar på produk- tens hållbarhet samt som för avdödning erfordrar en högre temperatur och/eller en längre tidsperiod, kan således tillåtas överleva steriliseringen av produktflödet.

För uppnående av ändamålet anvisas en anordning i enlighet med krav 1 och en metod i enlighet med krav 10.

Föredragna utföringsmetoder av anordningen och metoden framgår av krav 2-9 respektive krav 11-13. Uppfinningen avser även användning av en sådan anordning i enlighet med krav 14.

Närmare bestämt anvisas i enlighet med föreliggande uppfinning en anordning för avdödning av mikroorganismer i ett fluidformigt produktflöde, vilken anordning är kän- netecknad av ett av ett eftergivligt materia framställt kanalorgan för framledning av ett till en bestämd tempe- ratur uppvärmt produktflöde och ett avgränsningsorgan, som för avgränsning av med varandra icke kommunicerande 10 15 20 25 30 35 0 1 oo: n n on o ao nu u' 'on Q.. unna 0 0 o 'nn- s n nunnan 0 o non- n n 0 annu uno. o .nan p o nu 1 delvolymer hos kanalorganet samt för transport av en i varje delvolym befintlig delmängd av produktflödet genom kanalorganet under bibehållande av relevant temperatur innefattar klämdon, vilka omväxlande och vid ett utgångs- läge utmed kanalorganets utsträckning är inrättade för ingrepp med kanalorganet för sammanpressning därav samt under bibehållande av nämnda ingrepp är inrättade för förflyttning utmed en del av kanalorganets utsträckning, varvid två pà_varandra följande klämdon mellan sig av- gränsar en med kanalorganets övriga volym icke kommunice- rande delvolym.

Härigenom är en anordning åstadkommen som tillser att ett till densamma tillfört produktflöde delas upp i separata delmängder, vilka hålls avskilda från varandra under samtidig transport vid relevant temperatur. Det finns således inte någon möjlighet för mikroorganismerna att vandra från en delmängd till en annan. När delmäng- derna sedermera matas ut från anordningen är de följakt- ligen sterila, varigenom en tillförlitlig sterilisering av hela produktflödet tillförsäkras.

Företrädesvis är avgränsningsorganet inrättat för transport av varje delmängd under en för avdödning av mikroorganismerna i respektive delmängd vid aktuell tem- peratur erforderlig tidsperiod. Således tillförsäkras att varje delmängd kvarhålles vid relevant temperatur under den tid som erfordras för avdödning av mikroorganismerna, varigenom ytterst tillförlitlig avdödning av mikroorga- nismerna åstadkommes.

Företrädesvis är de av avgränsningsorganet avgrän- sade delvolymerna till sina volymer konstanta. Det inses emellersád att de i respektive delvolym befintliga del- mängderna av produktflödet till sina volymer inte behöver vara konstanta.

Anordningens avgränsningsorgan är företrädesvis in- .rättat att, efter nämnda transport av en i en delvolym befintlig delmängd av produktflödet, att sätta delvolymen i förbindelse med ett nedströms om delvolymen beläget íøf I nunnan q 10 15 20 25 30 35 4511 5. 9 4 3 -_ 4 parti av kanalorganet samt för avgränsning av en ny del- volym. Härigenom àstadkommes en cykliskt verkande anord- ning som matar fram produktflödet.

Enligt en föredragen utföringsform av anordningen är varje klämdon inrättat att efter nämnda förflyttning upp- höra med sitt ingrepp samt för àterföring till nämnda ut- gàngsläge. Klämdonen är härvid företrädesvis uppburna av var sin, pà en gemensam, roterbar axel anordnad arm och kanalorganet är företrädesvis koncentriskt anordnat kring nämnda axel i en spiralformad bana, varvid den i varje delvolym befintliga delmängden av produktflödet blir frammatad i kanalorganet genom rotation av axeln. Axeln är fördelaktigt centralt anordnad i ett cylindriskt hus, varvid klämdonen är inrättade för sammanpressning av ka- nalorganet mot husets innervägg.

Huset kan vara trycksatt för ästadkommande av ett likartat tryck utvändigt om kanalorganet som det som rä- der inuti kanalorganet- Härigenom medges användning av ett kanalorgan, som visserligen är motstàndskraftigt mot mekaniskt tryck men som är mindre motstàndskraftigt mot tryckskillnader mellan kanalorganets in- och utsida.

Kanalorganet kan vara anordnat i en, två eller flera, ej nödvändigtvis hela varv kring nämnda roterbara axel.

De ovan beskrivna utföringsformerna och varianterna av den uppfinningsenliga anordningen kan naturligtvis kombineras på valfritt sätt.

Vidare anvisas i enlighet med föreliggande uppfin- ning en metod för avdödning av mikroorganismer i ett flu- idformigt produktflöde, vilken metod är kännetecknad av stegen att värma upp produktflödet till en bestämd tempe- ratur, att leda in produktflödet i ett av ett eftergiv- ligt material framställt kanalorgan, att omväxlande och vid ett utgångsläge utmed kanalorganets utsträckning me- delst klämdon ingripa med kanalorganet för sammanpress- ning därav, varvid två pà varandra följande klämdon mel- lan sig avgränsar en med kanalorganets övriga volym icke Iuoolø n n 1 nnnnnc lO 15 20 25 30 35 fl ooo o o oo o o o o o o u o: a.iu: n: o,.o o o 0 o o o I I o o o o 4 ag oo :oo o o o o o 4 o o oooo o o o o z : z o: o o o o o o o o o no noo om 1 gg, 9; kommunicerande delvolym, och att genom förflyttning av klämdonen utmed en del av nämnda kanalorgans utsträckning under bibehållande av nämnda ingrepp transportera en i varje delvolym befintlig och sålunda från det övriga pro- duktflödet àtskild delmängd av produktflödet genom kanal- organet under bibehållande av relevant temperatur.

Härigenom är en metod àstadkommen som på ett till- förlitligt sätt medger avdödning av mikroorganismer i produktflödet.

Företrädesvis transporteras en i varje delvolym be- fintlig delmängd av produktflödet genom kanalorganet un- der en för avdödning av mikroorganismer i den aktuella delmängden vid aktuell temperatur erforderlig tidsperiod.

Företrädesvis är varje avgränsad delvolym väsentli- gen konstant till sin volym.

Metoden innefattar vidare företrädesvis steget att tillsammans med produktflödet leda in ett àngflöde i ka- nalorganet, varigenom respektive delvolym uppfylles dels av en delmängd av produktflödet och dels av en delmängd av àngflödet. Härigenom tillses på ett enkelt sätt att erforderlig temperatur upprätthälles i produktflödet.

Slutligen anvisas i enlighet med uppfinningen även användning av en anordning enligt ovan.

Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i exemplifierande syfte under hänvisning till de med- följande ritningarna.

Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 visar en sidovy av en utföringsform av anord- ningen i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig$2 visar en delvis sektionerad sidovy av den i fig l visade anordningen.

Fig 3 visar en vy ovanifràn av anordningen i fig 1 där ett lock hos anordningen är avlägsnat. oooooo o o oooooo 10 15 20 25 30 35 5-1 5 94 3. .-° -z ¿::¿ 6 Beskrivning av utföringsexempel I fig 1-3, vartill nu hänvisas, illustreras en an- ordning för avdödning av mikroorganismer i enlighet med en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning.

Anordningen innefattar ett cylindriskt hus 1, vars nedre ände är tillsluten medelst en bottenplatta 2 och vars övre ände är tillsluten medelst ett lock 3.

Inuti huset är en axel 4 anordnad, som sträcker sig utmed husets 1 längsgående centrumaxel. Axeln 4 är roter- bart lagrad i husets 1 lock 3. Axeln 4 uppbär ett av- i omkretsled gränsningsorgan 5, som innefattar fyra, jämnt fördelade hällorgan 6. I varje hällorgan 6 är en arm 7 monterad, som sträcker sig mot husets 1 innervägg 8. Varje arm 7 uppbär i sin tur ett klämdon i form av en rulle 9, som sträcker sig parallellt med innervägen 8.

Såsom visas i fig 2 uppvisar rullarna 9 en längd som vä- sentligen motsvarar det cylindriska husets 1 höjd. Varje arm 7 innefattar ett spännorgan 10 för reglering av rul- lens 9 anliggningstryck mot innerväggen 8. Axeln 4 är ro- terbar medelst ett ej visat drivorgan, varigenom rullarna 9 är roterbara inuti huset 1 utmed dess innervägg 8.

Ett kanalorgan i form av en slang 11 är vidare kon- centriskt anordnad kring axeln 4 och sträcker sig härvid utmed husets 1 innervägg 8 mellan nämnda vägg 8 och rul- larna 9. Slangen 11 är tillverkad av ett eftergivligt ma- terial och sträcker sig ett och ett halvt varv i en spi- ralformad bana runt axeln 4 mellan ett inlopp 12 och ett utlopp 13, vilket i fig 2 indikeras med en streck-prickad linje mellan inloppet 12 och utloppet 13. Inloppet 12 och utloppet 13 ansluter, på motstàende sidor, tangentiell till huset 1 och är riktade åt samma håll samt förskjutna i höjdled.

Anslutningsledningar 14, 15 är anslutna till inlop- pet 12 och utloppet 13.

Vid användning av den uppfinningsenliga anordningen tillförs ett upphettat och trycksatt, fluidformigt pro- duktflöde till anordningen via en av anslutningsledning- 10 15 20 25 30 35 5.1 5 943 f; u n 0400cc o oo n o u 7 arna 14. Nämnda upphettning kan exempelvis åstadkommas genom inmatning av produktflödet i dropp- och/eller film- form till en volym fylld med ånga. Det upphettade pro- duktflödet leds närmare bestämt in i anordningens slang 11 via inloppet 12. Axeln 4 roteras härvid i den av pilen i fig 3 visade riktningen.

Rullarna 9 kommer under axelns 4 rotation att för- flyttas utmed slangens ll utsträckning. Varje rulles 9 ingrepp med slangen ll kommer vidare att ge upphov till en sammanpressning av slangen ll. Två på varandra föl- jande rullar 9 kommer följaktligen att mellan sig av- gränsa en delvolym dV från slangens ll övriga volym. De genom rullarnas 9 ingrepp med slangen ll avgränsade del- volymerna dV kan således inte kommunicera med varandra.

De genom rullarnas 9 ingrepp med slangen bildade delvolymerna dV är till sina volymer väsentligen kon- stanta. Det inses emellertid att delmängderna av produkt- flödet till sina volymer däremot inte behöver vara kon- stanta. Vidare behöver varje delmängd inte uppfylla hela respektive delvolym dV. Det är således tänkbart - och dessutom föredraget - att varje delmängd endast uppfyller en del av respektive delvolym dV och att ånga, vid före- trädesvis samma övertyck som produktflödet, uppfyller resten av delvolymen dv. Ångans tryck och temperatur tillförsäkrar att erforderlig temperatur kan upprätthål- las i varje delmängd av produktflödet under frammatningen av demsamma genom anordningen. För det ovan beskrivna fallet, där produktflödet hettas upp genom inmatning av detsamma i dropp- och/eller filmform till en ångfylld vo- lym, kan den erforderliga temperaturen sålunda garanteras genom aut låta en del av upphettningsmediet, dvs ångan, följa med produktflödet till den uppfinningsenliga anord- ningen vid bibehàllet tryck och temperatur.

Det genom inloppet 12 inträdande produktflödet kom- mer sålunda att kontinuerligt att anbringas i de med var- andra icke kommunicerande delvolymerna dV hos slangen ll och därigenom att delas upp i separata delmängder. Dessa \> ( } LI) z ) i J nunnan n 10 15 20 25 30 35 no o o a oo n n c delmängder kommer sedan genom axelns 4 rotation att matas fram under det att delmängderna fortfarande hålls åt- skilda från varandra. Det är visserligen möjligt att en produktfilm bildas på slangens ll insida, vilken produkt- film kommer i kontakt med de olika delmängderna. Denna eventuella produktfilm kommer emellertid att uppehålla sig i anordningen under en så lång tid att filmen blir steril och således inte riskerar att kontaminera de olika delmängderna.

Varje delvolym dV och den däri befintliga delmängden av produktflödet kommer av två på varandra följande rul- lar 9 att matas framåt för att efter ett och ett halvt varv anbringas till det slangparti eller den del 16 av slangen ll som leder till anordningens utlopp 13. Den i rotationsriktningen främre av de två rullarna 9 kommer härvid genom sin rotation att först sätta delvolymen dV i förbindelse med slangpartiet 16 nedströms om delvolymen dV, varefter den bakre rullen 9 under sin fortsatta rota- tion kommer att pressa ut den aktuella delmängden av pro- duktflödet genom det aktuella slangpartiet 16. Samma pro- cedur kommer sedan att upprepas för de efterföljande del- volymerna dV och de däri befintliga delmängderna av pro- duktflödet under axelns 4 fortsatta rotation.

Såsom tidigare nämnts är produktflödet upphettat när det leds in i anordningen. För att åstadkomma önskad av- dödning av mikroorganismer erfordras att varje delmängd hålls vid en bestämd temperatur under en viss tid. Avdöd- ningen är sålunda en funktion av tid och temperatur.

Denna funktion innebär att exempelvis en lägre temperatur i en delmängd erfordrar att delmängden hålls vid denna temperatur under en längre tid.

Anordningens axel 4 är därför inrättad att rotera med en hastighet som är anpassad till temperaturen hos det ingående produktflödet samt till den sträcka varje delvolym dV och den däri befintliga delmängden förflyt- tas. Härigenom blir det möjligt att tillse att varje del- mängd av produktflödet hålls vid den erforderliga tempe- 10 15 20 25 30 35 i 545 94 3 :x nu 0 0 u o 0 c c 0 av n en o 0 o 0 9 raturen under den erforderliga tidsperioden. Speciellt blir det möjligt att tillse att varje delmängd hålls vid en absolut kontrollerad temperatur under en erforderlig tidsperiod utan risk för lokal överhettning eller risk för lokalt för långa hålltider.

Det bör härvid nämnas att temperatur och tid inte behöver avpassas så att samtliga i respektive delmängd befintliga mikroorganismer avdödas. Det kan exempelvis vara tillräckligt att tillse att samtliga hälsovådliga och produktförstörande mikroorganismer avdödas. Det är alltså möjligt att det kan finnas ofarliga mikroorganis- mer som överlever behandlingen. Det väsentliga är således att tiden och temperaturen avpassas så att ett antal i förväg utvalda typer av mikroorganismer avdödas.

Såsom tidigare nämnts utgörs kanalorganet företrä- desvis av en av ett eftergivligt material, företrädesvis ett plastmaterial, framställd slang ll. Det finns flera fördelar med en sådan slang ll.

Slangen 11 är synnerligen enkel att rengöra. Härvid leds ett rengöringsmedel in i anordningen, vilken körs som vanligt. Tack vare att slangen ll saknar hörn, spal- ter och liknande tillförsäkras ett synnerligen gott ren- göringsresultat.

Vidare kan slangen ll enkelt bytas ut. Detta kan ske när slangen 11 är utsliten eller som ett alternativ till 'diskning av slangen ll.

Det faktum att slangen ll är tillverkad av ett plastmaterial gör att den inte får samma vidbränningsef- fekt såsom exempelvis ett rör av rostfritt stål upphettat till samma temperatur. För det fall produktflödet är mjölk undvikes således det problem, som för fallet med stålrör hör samman med vidbränning av mjölk när den gör kontakt med rörets heta innervägg.

Vissa eftergivliga plastmaterial uppvisar god meka- nisk trycktålighet under det att deras motståndskraft mot tryckskillnader är begränsad. En slang ll tillverkad av ett sådant material riskerar således att utsättas för nunnan n 10 l5 20 25 30 35 515- 945 10 höga påfrestningar, eftersom produktflödet normalt leds in i slangen 11 vid ett tryck på 2-5 bar under det att atmosfärstryck eller ett mindre undertryck råder inuti anordningen, utvändigt om slangen 11. För att lösa detta problem är anordningens hus 1 företrädesvis trycksatt för ästadkommande av ett likartat tryck på slangens 11 insida och utsida. Genom att tillse att det utvändigt om slangen ll rådande trycket är konstant undvikes av tryckskillna- der orsakade formförändringar hos slangen 11, varigenom även tillses att de genom rullarnas 9 ingrepp med slangen 11 bildade delvolymerna dV blir väsentligen konstanta till sina volymer.

Såsom ovan nämnts är det till anordningen matade produktflödet företrädesvis trycksatt. Härigenom kan pro- duktflödet hållas vid en tillräckligt hög temperatur utan att koka. Vidare verkar anordningen fördelaktigt mot ett atmosfärstryck eller ett mindre undertryck, vilket exem- pelvis kan innebära att utloppet 13 är anslutet till en ej visad tank, i vilken atmosfärstryck råder. När en del- volym dV sätts i förbindelse med slangpartiet 16, som i sin tur står i förbindelse med utloppet 13, kommer den i delvolymen dV befintliga delmängden av produktflödet att sugas ut ur delvolymen dV, ut genom utloppet 13 och in i tanken. Följaktligen àstadkommes en snabb och tillförlit- lig tömning av delvolymerna dV.

I enlighet med uppfinningen är således en anordning åstadkommen som medger tillförlitlig avdödning av mikro- organismer. Närmare bestämt åstadkommes detta genom upp- delning av produktflödet i separata delmängder, vilka se- dan hålls separerade under en tidsperiod, som beroende på produktfgödets temperatur är tillräcklig för tillförsäk- rande av avdödning av de mikroorganismer som önskas avdö- das. Således är risken eliminerad för att mikroorganis- merna skall kunna sprida sig i produktflödet och därige- nom kunna kontaminera redan steriliserad produkt; Det inses att uppfinningen inte är begränsad till den visade utföringsformen.

CIA. Ö í... ll Flera modifieringar och variationer kan åstadkommas inom uppfinningen ram. Uppfinningens omfattning definie- ras sålunda endast av de bifogade kraven. sk..

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 STS. šfišff» o o oo o o o o o o o o o o o oooooo o o oooooo 12 PATENTKRAV

1. Anordning för avdödning av mikroorganismer i ett fluidformigt produktflöde, k ä n n e t e c k n a d av ett av ett eftergivligt material framställt kanalor- gan (ll) för framledning av ett till en bestämd tempera- tur uppvärmt produktflöde och ett avgränsningsorgan (5), som för avgränsning av med varandra icke kommunicerande delvolymer (dV) hos ka- nalorganet (ll) samt för transport av en i varje delvolym (dV) befintlig delmängd av produktflödet genom kanalorga- net (ll) under bibehållande av relevant temperatur inne- fattar klämdon (9), Z omväxlande och vid ett utgångsläge utmed kanalorga- vilka nets (ll) utsträckning är inrättade för ingrepp med ka- nalorganet (11) för sammanpressning därav samt under bibehållande av nämnda ingrepp är inrättade för förflyttning utmed en del av kanalorganets (ll) ut- sträckning, . Q varvid två på varandra följande klämdon (9) mellan sig följaktligen avgränsar en med kanalorganets (ll) öv- riga volym icke kommunicerande delvolym (dV).

2. Anordning enligt krav 1, varvid avgränsningsorga- net (5) är inrättat för transport av varje delmängd under en för avdödning av mikroorganismerna i respektive del- mängd vid aktuell temperatur erforderlig tidsperiod.

3. Anordning enligt något av krav l eller 2, varvid de av avgränsningsorganet (5) avgränsade delvolymerna (dV) till sina volymer är konstanta.

4. Anordning enligt något av krav 1-3, varvid av- gränsningsorganet (5), efter nämnda transport av en i en delvolym (dV) befintlig delmängd av produktflödet, är in- rättat att sätta delvolymen (dV) i förbindelse med ett »nedströms om delvolymen (dV) beläget parti (16) av kanal- organet (ll) samt för avgränsning av en ny delvolym (dV). 10 15 20 25 30 35 515 Éšflš o: o u n o av nu o: o o o u o o o o o 13

5. Anordning enligt något av de föregående kraven, vid vilken varje klämdon (9) är inrättat att efter nämnda förflyttning upphöra med sitt ingrepp samt för àterföring till nämnda utgångsläge. 4

6. Anordning enligt något av de föregående kraven, vid vilken klämdonen (9) är uppburna av var sin, på en gemensam roterbar axel (4) anordnad arm (7) och kanalor- ganet (ll) är anordnat koncentriskt kring nämnda axel (4) i en spiralformad bana, varvid den i varje delvolym (dV) befintliga delmängden av produktflödet blir frammatad i kanalorganet (ll) genom rotation av axeln (4).

7. Anordning enligt krav 6, vid vilken nämnda axel (4) är centralt anordnad i ett cylindriskt hus (1), var- vid klämdonen (9) är inrättade för sammanpressning av ka- nalorganet (ll) mot husets (l) innervägg (8).

8. Anordning enligt krav 7, varvid huset (1) är trycksatt för åstadkommande av ett likartat tryck utvän- digt om kanalorganet (ll) som det som råder inuti kanal- organet (11).

9. Anordning enligt krav 6-8, varvid kanalorganet (ll) är anordnat i åtminstone ett, två eller flera, ej nödvändigtvis hela varv kring nämnda roterbara axel (4).

10. Metod för avdödning av mikroorganismer i ett fluidformigt produktflöde, k ä n n e t e c k n a d av stegen att värma upp produktflödet till en bestämd tempera- tur, V att leda in produktflödet i ett av ett eftergivligt material framställt kanalorgan (ll), att omväxlande och vid ett utgångsläge utmed kanal- organetsl(ll) utsträckning medelst klämdon (9) ingripa med kanalorganet (11) för sammanpressning därav, varvid två på varandra följande klämdon (9) mellan sig avgränsar en med kanalorganets (ll) övriga volym icke kommunice- rande delvolym (dV), och att genom förflyttning av klämdonen (9) utmed en del av nämnda kanalorgans (ll) utsträckning under bibehål- 10 15 20 \ flï %w rs gx-.ê 51.5 IOÛOOO . I I OI ...... . . I I .- <- .- I.. ln IUOI . . I C IIII I C .....> . . ..- - .- . I O i I Û I OO i 14 lande av nämnda ingrepp transportera en i varje delvolym (dV) befintlig och sålunda från det övriga produktflödet åtskild delmängd av produktflödet genom kanalorganet (11) under bibehållande av relevant temperatur. I

11. Metod enligt krav 10, varvid en i varje delvolym (dV) befintlig delmängd av produktflödet transporteras genom kanalorganet (11) under en för avdödning av mikro- organismer i den aktuella delmängden vid aktuell tempera- tur erforderlig tidsperiod.

12. Metod enligt något av kraven 10-11, varvid varje avgränsad delvolym (dV) är konstant till sin volym.

13. Metod enligt något av kraven 10-12, vidare inne- fattande steget att tillsammans med produktflödet leda in ett ångflöde i kanalorganet (11), varigenom respektive delvolym (dV) uppfylles dels av en delmängd av produkt- flödet och dels av en delmängd av ångflödet.

14. Användning av en anordning i enlighet med något av kraven 1-9 för avdödning av mikroorganismer i ett flu- idformigt produktflöde.