DE1692482C3 - 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 hier-

rungsmittels, 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 Fig. 1 eine schematische Darstellung von VerHerstellung eines salmonellenfreien, pelletisierten, fahren und Vorrichtung,

eiweiß- und mehlhaltigen Futter- oder Nahrungs- 55 Fig. 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- Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3, entlang der

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

Nahrungsmitteln, wirft eine Reihe von Problemen 60 Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von

auf, insbesondere die Verseuchung mit Salmonellen- Fig. 4,

typen. Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, Fig. 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 Nomogramirt, 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 üblichen

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

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

Das Rohr 5 weist am Auslaßende der Förderschnecke 7 ein federbelastetes Tellerventil 9 auf, das einen Druck auf das austretende trockene Mehl ausübt. Die Druckfeder, die auch in Fig. 2 dargestellt ist. ist mit Il bezeichnet. Das Tellerventil 9 wirkt als Rückschlag-Eintrittsventil und verhindert Druckverluste auf der Abströmseite. Wenn das Ventil 9 offen ist, wird Druckverlust durch den gepreß'en 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 Winkeln angeordnet, daß sie das Material vom Einlaß 13 zur Querverbindung 21 rühren und treiben. Die Löffei 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 in 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 Zelleiiradschleuse ausgebildet. Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Anordnung des Tellerventils 9, seiner F;der 11 und des benachbarten Endes 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 Fig. 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 schematisch unter 51 in Fig. 1 dargestellt ist, bewirkt die Drehung der Flügel 47.

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

ία 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 Avbeitswalzen 55 mit festen Achsen, deren Oberflächen geriffelt sw* und innen eine rir.g-

förmige, perforierte Matrize S* 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 S5 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 Mühie 35 durch einen Auslaß 65 zum Trocknen, Verpacken und Transportieren.

In Fig. 7 ist ein Beispiel eines geeigncijn 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 Grami.i im Trockenmehl des Vorratsbehälters 1 aufgestellt. Das gezeigte Nomogramm gilt für eine Bakterienzahl von 8 ■ lfl⁷ 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 P'.ameter für ausreichende Bakterienvernichtung. Durch Auswahl von Werten auf zwei beliebigen Ordinaten kan;i der dritte Wert auf dyr dritten Ordinate durch geradlinige Verbindung der beiden ge-

wählten Punkte ermittelt werden. Wenn, wie die Gerade 67 zeigt, der Feuchtigkeitsgehalt 13% und die Temperatur 88° C 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 wählte Feuchtigkeit und Temperatur ist wichtig, damit folgt: Zunächst werden die Bakterien im Mehl des die Zeit, während der die Mikroorganismen der Ver-Vorratsbehälters 1 gezählt, und es wird ein ge- nichtungswirkung der feuchten Hitze ausgesetzt sind, eignetes Nomogramm aufgestellt, beispielsweise wie ausreichend lang ist. Die Feuchtigkeit unterstützt die das in Fig. 7, das für den jeweiligen Feuchtigkeits- 5 Vernichtungswirkung der erhöhten Temperatur auf gehalt, die Verweildauer in Minuten und die Tem- die Organismen. Gleichzeitig befeuchtet die Feuchtigperatur in der Kammer 15 angibt, die notwendig keit das trockene Mehl so ausreichend, daß es beim sind, um eine im wesentlichen vollständige Vernich- Erreichen der Pelletisiermühle 35 in einem solchen tung der Salmonellen zu bewirken, ohne gleichzeitig Zustand ist, daß es durch die öffnungen der Ringzu einem Kochvorgang zu führen. Das trockene Ma- io matrize 57 in Fadenform gepreßt und durch die terial fällt durch sein Eigengewicht in das Rohr 5 Streichklingen 61 in Pelletform abgeschnitten werden und wird durch die Förderschnecke 7, die ihrerseits kann. Nach diesem Arbeitsgang läßt man das Matedurch das Regelgetriebe 8 angetrieben wird, vom rial trocknen oder trocknet es. Trichter 3 zum Tellerventil 9 transportiert. Es wird Es ist wichtig, daß die Temperatur und die Bcein voller Materialfluß im Rohr 5 aufrechterhalten. 15 handlungsdauer auf die Werte beschränkt werden, Das Material, das durch das Tellerventil 9 strömt, bei denen eine Vernichtung der Bakterien, jedoch wird gepreßt und befeuchtet, wenn es sich vom Aus- noch kein Kochen des feuchten Materials eintritt, laß 13 weiterbewegt. Das Material wird dann in Das Kochen in der Kammer 15 muß verhindert werdem Rohr 17 nach links gefördert, wobei es konti- den, um eine wesentliche Zerstörung des Nährwertes nuierlich unter dem gewählten Druck und Feuchtig- ao des Produktes unter anderem durch Proteinzerstörung keitsgchalt durch die Löffel 25 gerührt wird. Das zu vermeiden, die das Kochen zur Folge hätte. In Material gelangt dann durch die Querverbindung 21 diesem Zusammenhang wird gleichfalls darauf hinin das untere Rohr 19 und wird dabei weiterhin gewiesen, daß die Pelletisiermühle 35 im Gegensatz kontinuierlich durch die Löffel 25 bei dem genannten zur Schneckenstrangpresse kein Kochen mit sich Druck und Feuchtigkeitsgehalt gerührt. Der Dampf, 25 bringt. In vielen Fällen wird der Dampf, der bei 39 der der Druckkammer 15 durch das Einlaßventil 39 eintritt, um die gewünschte Menge Kondensat zum zugeführt wild und durch das Auslaßventil 41 aus- Befeuchten zu liefern, ausreichen, die Temperatur in tritt, liefert den gewünschten Druck, den gewünsch- den Rohren 17 und 19 auf den Wert anzuheben, den ten Feuchtigkeitsgehalt und die gesamte oder einen das Nomogramm vorschreibt. In solchen Fällen wird Teil der benötigten Wärme zur Erhöhung der Tcrn- 35 zusätzliche Wärmezufuhr durch Dampf im Dupi>^ peratur. Die Regelgetriebe 29 der Wellen 23 werden mantel 71 nicht benötigt.

so eingestellt, daß das Material durch die Druck- Kurz zusammengefaßt gibt die Erfindung die Ai,-

behandlungskammer in der dem Nomogramm ent- Weisung, daß ein heißes, feuchtes Medium unter y.<

nommenen Zeit gefördert wird. Die Förder- eignetem Druck eine ausreichende Zeit einwirkt!:

schnecke 7 wird mit solcher Geschwindigkeit an- 35 gelassen wird, um die Mikroorganismen im weser,:-

getrieben, daß sie das trockene Material am Einlaß liehen vollständig abzutöten, ohne daß der Nährvv ;

des Tellerventils 9 zusammendrückt, so daß, wenn durch Kochen verringert wird. Einige Stämme oi'->

das Ventil 9 offen ist, ein unerwünschter Verlust an Sorten diesel Organismen sind gegen Hitze wiJL·.

Gegendruck in der Kammer 15 nicht eintritt. standsfähiger als andere, doch ermöglicht die K.j:i

Das Material, das durch die Rohre 17 und 19 der 40 struktion der Anlage in einem großen Bereich d c

Druckkammer 15 gefördert wird, wird durch Kon- Auswahl von Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur w■·'

densation des Dampfes befeuchtet, der durch das Behandlungszeit, um eine zufriedenstellende Bat,

Einlaßventil 39 eintritt. Die Dampfmenge ist so ge- terienvernichtung zu erreichen. Dadurch, daß uί

wählt, daß der Feuchtigkeitsgehalt erreicht wird, den Material in den Rohren 17 und 19 der Kammer 5 *

das Nomogramm (Fig. 7) vorschreibt. 45 kaskadenartig gefördert wird, ist eine Behandlur<.-

Da dieser Dampf möglicherweise keine hin- zeit von einigen Minuten möglich. Die Anordnn^ reichende Temperatur hat, um die vom Nomogramm gestattet weiterhin die Verwendung der vorte^:ihafu ί geforderte Temperatur zu liefern, kann eine zusatz- Pelletisiermühle statt eines Extruders Zwar gestatvt liehe Beheizung notwendig sein. Dies wird durch den ein konventioneller Extruder atmosphärisches Dämp Doppelmantel 71 mit Dampf erreicht, dessen Tem- 50 fen des Materials auf dem Wege zur Pelletisiciperatur so geregelt wird, daß die Temperatur in der matrize, doch liegt die Zeit, die zum Dämpfen 7\n Druckkammer 15 auf den gewünschten Wert zur Verfügung steht, in der Größenordnung von Sekun-Vernichtung der Bakterien ansteigt, jedoch unterhalb den, und dieses Dämpfen tritt bei hohen Temperader Kochtemperatur bleibt. Die Zeit, während der türen ein, so daß es zu einer Kochwirkung kommt das feuchte Material in den Rohren 17 und 19 erhitzt 55 Bei der Erfindung dagegen liegt die Behandlungszeil und gerührt wird, ist gleichfalls dem Nomogramm bei niedrigeren Druck- und Temperatürbedingunger zu entnehmen und wird durch Regelung der Ge- in der Größenordnung von Minuten, ohne daE schwindigkeiten der Antriebe 29 erreicht. Die ReIa- Kochen in der Druckkammer 15 oder der Pelletisier tion dieser Verweildauer im Hinblick auf die ge- mühle 35 eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ff

&r 3533

Claims (4)

1 2 sierens verhältnismäßig hohe Temperaturen. Der- Patentansprüche: artige Vorrichtungen können durch Erhitzen cme bakterielle Verseuchung beseitigen. Die Anwendung

1. Verfahren zur Herstellung eines salmo- der hohen Temperaturen ist jedoch sehr kurztnstig, nellenfreien, pelletisierten, eiweiß- und mehl- 5 und daher ist der Grad der Vernichtung von ölhaltigen Futter- oder Nahrunesmittels, das ur- terien nicht ausreichend. Darüber hinaus, nei .. u
sprünalieh 8 · 10" Salmonellenorganismen pro hohe Temperatur sogar für die kurzen, hier notwui-Gramm aufwies, dadurch ge ken π ze ich- digen Zeiten dazu, den Nährwert der Fuhtr- and net, daß das Futter- oder Nahrungsmute! nach Nahrungsmittel zu zerstören. Weiterhin sma oii Maßgabe des nachstehenden Diagramms mit io Strangpreßanlagen für diesen Zweck senr aurwenuit,. Dampf unter Druck behandelt wird, wobei der zu Sogenannte Ringwalzen-Pelletisiermutiien zum ermittelnde dritte Wert auf einer Geraden liegt. Pelletisieren sind weniger aufwendig zu De.reiocn ais die durch die beiden wählbaren Werte gezogen Extruder. Auch die Rii gwalzen-Pelletisiermuhkn ist, und hierauf der Pellet.siermühle züeeführt bewirken unter einem gewissen jedoch niedrigeren wird - ₁₅ Druck beim Pelletisieren einen Strangpreßeffekt. Die

2. Vorrichtung zur Herstellung eines salmo- Arbeitsweise dieser Ringwalzen-Pelletisiermuhlen ernellenfreien, pelletisierten, eiweiß- und mehl- hält jedoch die Nährwerte. Diese Mühlen können haltigen Futter- oder Nahrungsmittels, wobei eine andererseits Bakterien in ausreichendem ^n"^ Steriüsierkamnv.i zur-Dampfsterilisation zwischen nicht vernichten. Nach der vorliegenden fcrnndung einer mit einem Vorratsbehälter für das Mittel so wird diese Art von Pelletisiermunlen angewendet, verbundenen, waagerecht angeordneten Förder- wobei sie durch geeignete Vorbehandlungsmittel, die schnecke und einer Peiletisiermühle angeordnet die Rohmaterialien zuführen, unterstutzt werden. Uie ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisier- Vorbehandlungsmittel sind geeignet wesentliche kammer aus zwei übereinander angeordneten, Bakterienmengen zu vernichten, ohne dall der Nanrwaagerechten, auf einer Seite miUels 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 Salmonellen in eiweilischaltung 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 Z llenradschleuse Futter- oder Nahrungsmittel beeinträchtigt wird.
(31) mit der PelletisiermühL· (35) verbunden ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einmal bei

3. Vorrichtung nach Anspruch .' , 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 Pelietisiermühle verbunden ist.