DE1692482B2 - Sterilisierkammer und verfahren zur herstellung eines salmonellenfreien, eiweiss- und mehlhaltigen futter- oder nahrungsmittels - Google Patents

Description

Weiterhin wird die Aufgabe bei einem Verfahren

der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das

Futter- oder Nahrungsmittel nach Maßgabe des nach

45 Anspruch 4 wiedergegebenen Diagramms mit Dampf

Die Erfindung betrifft eine Sterilisierkammer zur unter Druck behandelt wird, wobei der zu ermit-Dampfsterilisation eines eiweiß- und mehlhaltigen, telnde dritte Wert auf einer Geraden liegt, die durch zur Pelletisierung vorgesehenen Futter- oder Nah- die beiden wählbaren Werte gezogen ist, und hierrungsmittels, wobei die Sterilisierkammer zwischen auf der Pelletisiermühle zugeführt wird,
einer mit einem Vorratsbehälter für das Mittel ver- 50 An Hand von Ausführungsbeispielen und mit bundenen, waagerecht angeordneten Förderschnecke Hilfe von Zeichnungen wird die Erfindung näher be- und einer Pelletisiermühle angeordnet ist. schrieben. Es zeigt

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur F i g. 1 eine schematische Darstellung von VerHerstellung eines salmonellenfreien, pelletisierten, fahren und Vorrichtung,

eiweiß- und mehlhaltigen Futter- oder Nahrungs- 55 F i g. 2 einen Schnitt, der einen Teil der Fördermittels, das ursprünglich 8 · 10⁷ Salmonellenorganis- schraube und ein Tellerventil zeigt,
men pro Gramm aufwies. F i g. 3 die Ansicht einer Gegendruckschleuse,

Die bakterielle Verseuchung von Futter- und Nah- F i g. 4 einen Schnitt durch F i g. 3, entlang der

rungsmitteln, insbesondere pelletisierten Futter- und Linie 4-4,

Nahrungsmitteln, wirft eine Reihe von Problemen 60 F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von auf, insbesondere die Verseuchung mit Salmonellen- F i g. 4,

typen. Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, F i g. 6 die perspektivische Ansicht einer Pelleti-

diese Futtermittel zu bestrahlen, um die Krankheits- siermühle, die Einzelheiten derselben zeigt,
erreger zu vernichten. Dies ist jedoch aus Aufwands- F i g. 7 ein Nomogramm, das die Verhältnisse von

gründen keine praktische Lösung. Die übliche, mit 65 Feuchtigkeit, Zeit und Temperatur darstellt.
Förderschnecken arbeitende Strangpreß-Maschinerie, In F i g. 1 ist mit 1 ein Vorratsbehälter bezeich-

die für das Pelletisieren benutzt wird, erzeugt bei der net, der die zu behandelnden Rohstoffe enthält. Anwesenheit von Feuchtigkeit während des Pelleti- Diese Rohstoffe sind die üblichen, in der

Form von trockenem Mehl, je nach dem herzustellenden Futter für Säugetiere oder Geflügel od. dgL Einschlägige mehlartige und proteinhaltige Mischungen sind bekannt und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden.

Das trockene Mehl fällt durch sein Eigengewicht durch einen Trichter 3 in ein Rohr 5, in dem eine Förderschnecke 7 angeordnet ist, die vorzugsweise mit ungleichmäßiger Steigung ausgelegt ist Die Förderschnecke 7 wird durch ein Regelgetriebe 8 angetrieben. Die unterschiedliche Steigung der Förderschnecke 7 ist nicht immer notwendig; es ist jedoch eine derartige Ausbildung vorzuziehen um einen wünschenswerten vollen und möglichst kompakten Materialstrom durch das Rohr 5 zu erreichen.

Das Rohr 5 weist am Auslaßende der Förderschnecke 7 ein federbelastetes TellerveüQ 9 auf, das einen Druck auf das austretende trockene Mehl ausübt Die Druckfeder, die auch in Fig. 2 dargestellt ist, ist mit 11 bezeichnet. Das Tellerventil 9 wirkt als Rückschlag-Eintrittsventil und verhindert Druckverluste auf der Abströmseite. Wenn das Ventil 9 offen ist, wird Druckverlust durch den gepreßten Zustand des Mehles verhindert, das durch das Ventil strömt.

Mit 13 ist ein Auslaß in Strömungsrichtung hinter dem Tellerventil 9 bezeichnet, durch den das komprimierte trockene Mehl zum oberen Abschnitt 17 einer Doppelkaskadendruckkammer 15 gelangt. Die Druckkammer besteht aus den Rohren 17 und 19. Der Auslaß 13 ist mit einem Ende des oberen Rohres 17 verbunden. Die anderen Enden der Rohre 17 und 19 weisen eine Querverbindung 21 auf.

Die Rohre 17 und 19 umgeben jeweils eine Welle 23, die winklig angeordnete Löffel (Rührarme) 25 trägt. Die Löffel in dem Rohr 17 sind unter solchen Winkern angeordnet, daß sie das Material vom Einlaß 13 zur Querverbindung 21 rühren und treiben. Die Löffel in dem Rohr 19 sind so winklig ausgebildet, daß sie das Material von der Querverbindung 21 zu einem Auslaß 29 des Rohres 19 rühren und treiben. Mit 29 sind Regelgetriebe bezeichnet für den Antrieb der Wellen 23. Mit 31 ist eine Gegendruckschleuse bezeichnet, deren Einzelheiten iu den F i g. 3 bis 5 dargestellt ist, die Material vom Auslaß 27 einem Einlaß 33 einer Pelletisiermühle zuführt, die mit einem Antrieb 37 versehen ist. Die Gegendruckschleuse ist als Zellenradschleuse ausgebildet. F i g. 2 zeigt Einzelheiten der Anordnung des Tellerventils 9, seiner Feder 11 und des benachbarten Endss der Förderschnecke 7. Das Ventil 9 arbeitet als Einlaßdruckschleuse.

Mit 39 ist ein regelbarer Einlaß und mit 41 ein regelbarer Auslaß für Dampf unter Druck dargestellt, der durch die Druckbehandlungskammer 15 strömen kann. Der Dampf steigert den Feuchtigkeitsgehalt durch Kondensation und den Druck, unter dem das Mittel steht. Die Schleusen 9 und 31 halten den Druck auf das Material in der Druckkammer 15 aufrecht, wie er durch den Dampf, der durch das Dampfeinlaßventil 39 einströmt, aufgebaut wird.

Die F i g. 3 zeigt Einzelheiten der Gegendruckschleuse 31. Sie besteht aus einem Gehäuse mit einem vertikalen Durchlaß 43 und einer Querbohrung 45. In der Querbohrung 45 ist ein Rotor 44 mit den Flügeln 47 angeordnet, die Räume 49 einschließen, in denen Material vom Auslaß 27 zugeführt wird. Der Rotor wird von einer Welle 46 getragen. Die Flügel 47 bilden eine wesentliche Dichtung gegen Druckverlust aus der Kammer 15. Ein geeignetes Regelgetriebe, das sehematisch unter 51 in Fig. 1 dargestellt ist, bewirkt die Drehung der Flügel 47.

Um wesentliche Teile der Rohre 17 und 19 herum ist ein Doppeldampfinantel 71 vorgesehen. Der Mantel 71 ist mit einem DampfeinlaS 73 und einem Dampfauslaß 75 versehen. Er dient, wenn benötigt,

ίο zur indirekten Erwärmung des Materials in den Rohren 17 und 19. Es ist in diesem Zusammenhang selbstverständlich, daß, wenn gewünscht, andere Mittel als der Doppelmantel 71 zur indirekten Wärmezufuhr zur Erhöhung der Temperatur in den Rohren 17 und 19 benutzt werden können.

Die Fig. 6 stellt einen Pelletisierkopf 53 einer geeigneten Pelletisiermühle 35 dar. Er besteht aus einem Satz von Arbeitswalzen 55 mit festen Achsen, deren Oberflächen geriffelt sind und innen eine ringförmige, perforierte Matrize 57 berühren, die durch den Motor 36 angetrieben wird. Die Matrize 57 hat ein offenes Ende 59, durch das Material vom Einlaß 33 aufgenommen und ins Innere der Matrize gebracht wird. Die äußere Fläche der Matrize 57 wird von Streichmessern 61 berührt. Wird Material in die Matrize 57 geleitet und diese gedreht, quetschen die Walzen 55 das Material in Fadenform durch die öffnungen heraus, so daß es durch die Streichmesser 61 in Pellets zerteilt werden kann. Die Walzen 55 drehen sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Ringmatrize 57, da sie durch Reibung zwischen dem Material, den Walzen 55 und der Matrize 57 angetrieben werden. Geeignete Stelleinrichtungen für die Streichmesser sind mit 63 bezeichnet. Die fertigen Pellets verlassen die Mühle 35 durch einen Auslaß 65 zum Trocknen, Verpacken und Transportieren.

In F i g. 7 ist ein Beispiel eines geeigneten Nomogramms wiedergegeben, um die Feuchtigkeits-, Zeit-

und Temperaturrelation darzustellen, die in Kammer 15 aufrechterhalten werden muß, um Bakterien zu vernichten. Ein derartiges Nomogramm wird auf Grund der Keimzahl pro Gramm im Trockenmehl des Vorratsbehälters 1 aufgestellt. Das gezeigte Nomogramm gilt für eine Bakterienzahl von 8 · 10⁷ SalmOnellenorganismen pro Gramm. Das Nomogramm zeigt als Ordinaten die drei unabhängigen Veränderlichen, nämlich Feuchtigkeitsgehalt in Prozent, Zeit in Minuten und Temperatur. Bekannte Relationen zwischen diesen Werten ergeben die Parameter für ausreichende Bakterienvernichtung. Durch Auswahl von Werten auf zwei beliebigen Ordinaten kann der dritte Wert auf der dritten Ordinate durch geradlinige Verbindung der beiden gewählten Punkte ermittelt werden. Wenn, wie die Gerade 67 zeigt, der Feuchtigkeitsgehalt 13 %> und die Temperatur 88⁰C beträgt, so beträgt die Erhitzungsdauer, die unter diesen Bedingungen benötigt wird, 10 Minuten.

Die Gerade 69 gibt eine andere Gruppe von Bedingungen an, und es ist offensichtlich, daß eine unbestimmte Zahl von Geraden wie 67 und 69 bezogen werden kann, um verschiedene Parameter für Feuchtigkeitsgehalt, Zeit und Temperatur zu finden. Wenn andere Organismen behandelt werden sollen, müssen andere Nomogramme benutzt werden, gleichfalls wenn die Zahl der vorhandenen Organismen eine andere ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst werden die Bakterien im Mehl des Vorratsbehälters 1 gezählt, und es wird ein geeignetes Nomogramm aufgestellt, beispielsweise wie das in Fig. 7, das für den jeweiligen Feuchtigkeitsgehalt, die Verweildauer in Minuten und die Temperatur in der Kammer 15 angibt, die notwendig sind, um eine im wesentlichen vollständige Vernichtung der Salmonellen zu bewirken, ohne gleichzeitig zu einem Kochvorgang zu führen. Das trockene Material fällt durch sein Eigengewicht in das Rohr 5 und wird durch die Förderschnecke 7, die ihrerseits durch das Regelgetriebe 8 angetrieben wird, vom Trichter 3 zum Tellerventil 9 transportiert. Es wird ein voller Materialfluß im Rohr 5 aufrechterhalten. Das Material, das durch das Tellerventil 9 strömt, wird gepreßt und befeuchtet, wenn es sich vom Auslaß 13 weiterbewegt. Das Material wird dann in dem Rohr 17 nach links gefördert, wobei es kontinuierlich unter dem gewählten Druck und Feuchtigkeitsgehalt durch die Löffel 25 gerührt wird. Das Material gelangt dann durch die Querverbindung 21 in das untere Rohr 19 und wird dabei weiterhin kontinuierlich durch die Löffel 25 bei dem genannten Druck und Feuchtigkeitsgehalt gerührt. Der Dampf, der der Druckkammer 15 durch das Einlaßventil 39 zugeführt wird und durch das Auslaßventil 41 austritt, liefert den gewünschten Druck, den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt und die gesamte oder einen Teil der benötigten Wärme zur Erhöhung der Temperatur. Die Regelgetriebe 29 der Wellen 23 werden so eingestellt, daß das Material durch die Druckbehandlungskammer in der dem Nomogramm entnommenen Zeit gefördert wird. Die Förderschnecke 7 wird mit solcher Geschwindigkeit angetrieben, daß sie das trockene Material am Einlaß des Tellerventils 9 zusammendrückt, so daß, wenn das Ventil 9 offen ist, ein unerwünschter Verlust an Gegendruck in der Kammer 15 nicht eintritt.

Das Material, das durch die Rohre 17 und 19 der Druckkammer 15 gefördert wird, wird durch Kondensation des Dampfes befeuchtet, der durch das Einlaßventil 39 eintritt. Die Dampfmenge ist so gewählt, daß der Feuchtigkeitsgehalt erreicht wird, den das Nomogramm (F i g. 7) vorschreibt.

Da dieser Dampf möglicherweise keine hinreichende Temperatur hat, um die vom Nomogramm geforderte Temperatur zu liefern, kann eine zusätzliche Beheizung notwendig sein. Dies wird durch den Doppelmantel 71 mit Dampf erreicht, dessen Temperatur so geregelt -wird, daß die Temperatur in der Druckkammer 15 auf den gewünschten Wert zur Vernichtung der Bakterien ansteigt, jedoch unterhalb der Kochtemperatur bleibt Die Zeit, während der das feuchte Material in den Rohren 17 und 19 erhitzt und gerührt wird, ist gleichfalls dem Nomogramm zu entnehmen und wird durch Regelung der Geschwindigkeiten der Antriebe 29 streicht Die Relation dieser Verweildauer im Hinblick auf die gewählte Feuchtigkeit'und Temperatur ist wichtig, damit die Zeit, während der die Mikroorganismen der Vernichtungswirkung der feuchten Hitze ausgesetzt sind, ausreichend lang ist. Die Feuchtigkeit unterstützt die Vernichtungswirkung der erhöhten Temperatur auf die Organismen. Gleichzeitig befeuchtet die Feuchtigkeit das trockene Mehl so ausreichend, daß es beim Erreichen der Pelletisiermühle 35 in einem solchen Zustand ist, daß es durch die öffnungen der Ringmatrize 57 in Fadenform gepreßt und durch die Streichklingen 61 in Pelletfonn abgeschnitten werden kann. Nach diesem Arbeitsgang läßt man das Material trocknen oder trocknet es.

Es ist wichtig, daß die Temperatur und die Behandlungsdauer auf die Werte beschränkt werden, bei denen eine Vernichtung der Bakterien, jedoch noch kein Kochen des feuchten Materials eintritt. Das Kochen in der Kammer 15 muß verhindert werden, um eine wesentliche Zerstörung des Nährwertes des Produktes unter anderem durch Proteinzerstörung zu vermeiden, die das Kochen zur Folge hätte. In diesem Zusammenhang wird gleichfalls darauf hingewiesen, daß die Pelletisieimühle 35 im Gegensatz zur Schneckenstrangpresse kein Kochen mit sich bringt. In vielen Fällen wird der Dampf, der bei 39 eintritt, um die gewünschte Menge Kondensat zum Befeuchten zu liefern, ausreichen, die Temperatur in den Rohren 17 und 19 auf den Wert anzuheben, den das Nomogramm vorschreibt. In solchen Fällen wird zusätzliche Wärmezufuhr durch Dampf im Doppelmantei! 71 nicht benötigt.

Kurz zusammengefaßt gibt die Erfindung die Anweisung, daß ein heißes, feuchtes Medium unter geeignetem Druck eine ausreichende Zeit einwirken gelassen wird, um die Mikroorganismen im wesentlichen vollständig abzutöten, ohne daß der Nährwert durch Kochen verringert wird. Einige Stämme oder Sorten dieser Organismen sind gegen Hitze widerstandsfähiger als andere, doch ermöglicht die Konstruktion der Anlage in einem großen Bereich die Auswahl von Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur und Behandlungszeit, um eine zufriedenstellende Bakterienvernichtung zu erreichen. Dadurch, daß das Material in den Rohren 17 und 19 der Kammer 15 kaskadenartig gefördert wird, ist eine Behandlungszeit von einigen Minuten möglich. Die Anordnung gestattet weiterhin die Verwendung der vorteilhaften Pelletisiermühle statt eines Extruders. Zwar gestattet ein konventioneller Extruder atmosphärisches Dämp-

fen des Materials auf dem Wege zur Pelletisiermatrize, doch liegt die Zeit, die zum Dämpfen zur Verfugung steht, in der Größenordnung von Sekunden, und dieses Dämpfen tritt bei hohen Temperaturen ein, so daß es zu einet Kochwirkung kommt Bei der Erfindung dagegen liegt die Behandlungszeit bei niedrigeren Druck- und Temperaturbedingungen in der Größenordnung von Minuten, ohne daß 'Röchen in der Dmckkamra« 15 oder der Pelleüsiefmühle 35 eintritt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

sierens verhältnismäßig hohe Temperaturen. Der- Patentansprüche; artige Vorrichtungen können durch Erhitzen eine bakterielle Verseuchung beseitigen. Die Anwendung

1. Verfahren zur Herstellung eines sahno- der hohen Temperaturen ist jedoch sehr kurzfristig, nellenfreien, pelletisierten, eiweiß- und mehl- 5 und daher ist der Grad der Vernichtung von Bakhalrigen Futter- oder Nahrungsmittels, das ur- terien nicht ausreichend. Darüber hinaus neigt die sprünglich 8 · 10⁷ Salmonellenorganismen pro hohe Temperatur sogar für die kurzen, hier notwen-Gramm aufwies, dadurch gekennzeich- digen Zeiten dazu, den Nährwert der Futter- und net, daß das Futter-oder Nahrungsmittel nach Nahrungsmittel zu zerstören. Weiterhin sind die Maßgabe des nachstehenden Diagramms mit io Sirangpreßanlagen für diesen Zweck sehr aufwendig. Dampf unter Druck behandelt wird, wobei der zu Sogenannte Ringwalzen-Pelletisiermühlen zum ermittelnde dritte Wert auf einer Geraden liegt, Pelletisieren sind weniger aufwendig zu betreiben als die durch die beiden wählbaren Werte gezogen Extruder. Auch die Rhigwalzen-Pelletisiermühlen ist, und hierauf der Pelletisiermühle zugeführt bewirken unter einem gewissen, jedoch niedrigeren wird. . 15 Druck beim Pelletisieren einen Strangpreßeffekt. Die

2. Vorrichtung zur Herstellung eines salmo- Arbeitsweise dieser Ringwalzen-Pelietisiennühlen ernellenfreien, pelletisierten, eiweiß- und mehl- hält jedoch die Nährwerte. Diese Mühlen können haltigen Futter- oder Nahrungsmittels, wobei eine andererseits Bakterien in ausreichendem Umfange Sterilisierkammer zur Dampfsterilisation zwischen nicht vernichten. Nach der vorliegenden Erfindung einer mit einem Vorratsbehälter für das Mittel 20 wird diese Art von Pelletisiermühlen angewendet, verbundenen, waagerecht angeordneten Förder- wobei sie durch geeignete Vorbehandlungsmitte!, die schnecke und einer Pelletisiermühle angeordnet die Rohmaterialien zuführen, unterstützf werden. Die ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisier- Vorbehandlungsmittel sind geeignet, wesentliche kammer aus zwei übereinander angeordneten, Bakterienmengen zu vernichten, ohne daß der Nährwaagerechten, auf einer Seite mittels eines Fall- 25 wert gesenkt wird.

rohres (21) verbundenen Rohren (17,19) besteht, Aufgabe der Erfindung ist, eine Anlage und ein

in denen sich auf Wellen (23) angeordnete Rühr- Verfahren anzugeben, mit denen auf vorteilhafte

arme (25) befinden, wobei sie unter Zwischen- Weise eine Beseitigung von Sahnonellen in eiweiß-

schaltung eines tellerförmig ausgebildeten Rück- und mehlhaltigen Futter- und Nahrungsmitteln erschlagventils (9) mit einer Förderschnecke (7) 30 reicht wird, ohne daß dadurch der Nährwert der

und unter Zuhilfenahme einer Zellenradschleuse Futter- oder Nahrungsmittel beeinträchtigt wird.
(31) mit der Pelletisiermühle (35) verbunden ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einmal bei

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- einer Sterilisierkammer der eingangs genannten Art kennzeichnet, daß die Steigung der Förder- dadurch gelöst, daß sie aus zwei übereinander angeschnecke (7) vom Einlaß zum Auslaß abnimmt. 35 ordneten, waagerechten, auf einer Seite mittels eines

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, da- Fallrohres verbundenen Rohren besteht, in denen durch gekennzeichnet, daß sie von einem be- sich auf Wellen angeordnete Rührarme befinden, woabstandeten, mittels Dampf beheizbaren Mantel bei sie unter Zwischenschaltung eines tellerförmig (71) umgeben ist. ausgebildeten Rückschlagventils mit einer Förder-

40 schnecke und unter Zuhilfenahme einer Zellenradschleuse mit der Pelletisiermühle verbunden ist.