DE1617961B2 - Verfahren zum reinigen einer anlage zum kontinuierlichen sterilisieren eines stoffes - Google Patents

Description

Sterilisationsanlagen zum kontinuierlichen Sterilisieren eines fließenden Stoffes sind an sich bekannt.

Auch ist aus der DT-AS 11 08 245 eine Einrichtung zur Reinigung und Desinfektion von Wärmetauschern, Milcherhitzern sowie der zugehörigen Rohrleitungen, insbesondere für in Molkereien verwendete Einrichtungen durch Umpumpen von Reinigungsflüssigkeiten in einem geschlossenen System bekannt.

Sterilisationanlagen für Milch arbeiten gewöhnlich kontinuierlich, d. h. die Milch tritt durch sie kontinuierlich d. h. die Milch tritt durch sie kontinuierlich in der Weise hindurch, daß die rohe nicht sterilisierte Milch zuerst durch einen ersten Teil strömt, in welchem sie in einer oder mehreren Stufen vorerwärmt wird, worauf sie in einem zweiten Teil auf die Sterilisationstemperatur gebracht, die etwa 130—140⁰C beträgt, und dann durch eine Haltezelle geleitet wird, in welcher sie ihre hohe Sterilisationstemperatur eine kurze Zeit beibehal- ^₀ ten kann. Dann wird die Milch in einem dritten Teil der Anlage, gewöhnlich durch Entspannen in ein Vakuumgefäß, rasch abgekühlt, sodann gegebenenfalls homogenisiert und dann auf die Verpackungstemperatur abgekühlt und unmittelbar in Gefäßen zur Lagerung verpackt. Im Vakuumgefäß wird die Milch von unerwünschten Gasen befreit und gegebenenfalls durch Verdampfung auf einen gewünschten Trockensubstanzgehalt verdampft. Solche Anlagen sind vollständig geschlossen, damit die Anlage von der Sterilisationsstel-Ie zur Verpackungsstelle völlig steril ist und während des Betriebs auch steril bleibt.

Solche Sterilisationsanlagen können jedoch nicht für eine unbegrenzte Zeit kontinuierlich betrieben werden, da Teilchen sich auf den Innenwänden der Anlage ablagern, welche den Wärmehaushalt stören, die Sterilisation . gefährden und den Geschmack des Produkts beeinträchtigen können. Die Anlagen müssen daher von Zeit zu Zeit mit Wasser und Lauge oder anderen Reinigungsmitteln gereinigt werden.

Der Reinigungsvorgang wurde in der Weise ausgeführt, daß die Anlage zuerst von Milch geleert wurde, dann mit Wasser von 70⁰C gespült, hierauf mit Lauge von 70⁰C gespült und schließlich während eines sehr langen Zeitraums mit Wasser von 140⁰C gewaschen wurde, um die Anlage wieder vollständig steril zu machen.

Der normale Betrieb der Anlage wird während des Reinigungsvorganges eingestellt und unabhängig davon, ob die Anlage in der vorangehenden Weise mit Wasser und Lauge gewaschen wird, oder es vorgezogen wird, die Anlage beim Reinigen auseinanderzunehmen, um ihre Innenteile zu scheuern und zu spülen, wird die Anlage unsteril und muß nach dem Zusammenbau wieder sterilisiert werden. Dies erfolgt mit Wasser hoher Temperatur, etwa 140⁰C, das durch die Anlage während eines langen Zeitraums hindurchgespült wird. Erst dann befindet sich die Anlage wieder in dem Zustand zum erneuten Sterilisieren von Milch.

Hieraus ergibt sich, daß ein solcher Reinigungs- und Sterilisationsvorgang zeitraubend ist, viel Arbeit erfordert, einen großen Kostenaufwand mit sich bringt, viel Wasser verbraucht, Heizeinrichtungen für das Wasser und die Lauge erfordert und nicht zuletzt lange Unterbrechungen für den Reinigungsvorgang verursacht, so daß eine Herabsetzung der Tagesleistung der Anlage beim Sterilisieren der Milch die Folge ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der erwähnten Nachteile in Verbindung mit den Sterilisationsanlagen der erwähnten Art und die Schaffung eines Verfahrens, mit dem rasch und abwechselnd von kontinuierlichen Sterilisieren von Milch auf kontinuierliches Reinigen der Anlage und wieder zurück auf Sterilisieren von Milch umgeschaltet werden kann, wobei gleichzeitig viel Wasser gespart wird und die Sterilität und der aseptische Zustand des Teils der Anlage, der während des Betriebs aseptisch sein muß, bleibend aufrechterhalten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Reinigungsmedien durch die Anlage hindurchgeleitet werden, wobei die Strömung des zu sterilisierenden Stoffes zeitweilig abgeschaltet wird und die Anlage in der Zwischenzeit wie beim Sterilisieren betrieben wird.

Dies bedeutet, daß wenn z. B. die Sterilisation durch Erhitzen des zu sterilisierenden Stoffes auf die Sterilisationstemperatur durchgeführt wird, die Heizvorrichtungen der Anlage während des Reinigungsvorgangs in Betrieb gehalten werden, wodurch die Reinigungsmittel ebenfalls sterilisiert werden, was zur Folge hat, daß die Anlage ständig in einem aseptischen Zustand gehalten wird.

Zweckmäßig werden in die Anlage während des Reinigungsvorganges eine oder mehrere Hilfssterilisationsvorrichtungen eingeschaltet, die dazu dienen, die Sterilisierfunktion der bleibenden Sterilisationsvorrichtungen der Anlage zu unterstützen oder zu übernehmen. Diese Hilfssterilisationvorrichtungen, z. B. eine oder mehrere Dampfeinblaseinrichtungen können an die Anlage oder an eine Leitung angeschlossen werden, die das Reinigungsmedium oder die Reinigungsmedien zur Anlage leitet. Die Hilfssterilisationsvorrichtungen können so angeordnet werden, daß sie die Aufgabe der bleibenden Sterilisationsvorrichtung der Anlage während des Reinigungsvorgangs übernehmen, wodurch möglich ist, diese zur Wiederinstandsetzung oder zur allgemeinen Wartung teilweise abzuschalten. Dabei wird die bleibende Sterilisationsvorrichtung der Anlage aus der Anlage während des Reinigungsvorgangs nicht abgeschaltet

Vielmehr müssen diejenigen Teile der bleibenden Sterilisationsvorrichtung, die einen Teil des Strömungsweges bilden, angeschlossen bleiben, so daß sie ihren aseptischen Zustand während des Reinigungsvorgangs aufrechterhalten.

Auch wird die Reinigung der Anlage unter solchen

Bedingungen ermöglicht, daß die Unterbrechung des Kontinuierlichen Sterilisationsvorgangs so kurz als möglich ist.

Es ist weiterhin nicht erforderlich, die Anlage nach dem Reinigen zu sterilisieren, bevor die Sterilisation der zu sterilisierenden Stoffe fortgesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend m Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher idäutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform einer solchen Anlage and

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 tritt die zu jterilisierende Milch oder eine andere Flüssigkeit durch ;ine Rohrleitung 1 und ein Einlaßventil in ein Ausgleichgefäß 3 ein, das mit einem schwimmgesteuer-•en Ventil 4 versehen ist. Aus dem Gefäß 3 wird die ■vlilch durch eine Pumpe 5 über einen Vorerhitzer 6 in ^:;orm eines zweistufigen Plattenwärmeaustauschers 7 ind 8 gefördert. Dann wird sie durch eine Pumpe 9 über ;in Gegendruckventil 10 zu einer Dampfeinblaseinrichung 11 und einer Haltezelle 12 gepumpt und tritt in eine /akuumkammer 13 ein, aus welcher die Milch durch :ine Pumpe 14 durch einen Homogenisator 15 gepumpt vird, der mit einer Rücklaufleitung 16 und einem }egendruckventil 17 versehen ist. Danach strömt die vlilch durch einen Plattenwärmeaustauscher 18, der als fühler wirkt, und ein Absperrventil 19 durch eine Rohrleitung 20 zu den Verpackungsmaschinen. Aus der Cammer 13 werden Gase und Dämpfe über die Rohrleitung 21 durch die Vakuumpumpe 22 abgesaugt ind zur ersten Stufe 7 des Wärmeaustauschers 6 gefördert, der als Heizeinrichtung wirkt. Die zweite ,tufe 8 des Wärmeaustauschers 6 nimmt die Wärme von iem Dampf auf, der durch sie durch die Vakuumpumpe 35-.'3 hindurchgesaugt wird. Die vorerhitzte Milch wird auf iie Sterilisationstemperatur in der Dampfblaseinrichung 11 gebracht, durch welche Hochdruckdampf inmittelbar aus der Rohrleitung 24 über das Ventil 25 Angeblasen wird. Der Wärmeaustauscher 18 wird mit ^₀ ■.altem Wasser aus der Rohrleitung 26 gekühlt.

Die Reinigungsanordnung in Form einer Leitung 27, :8 ist an der Sterilisationsanlage für die Milch ^geschlossen. Die Leitung ist mit ihrem Ende 27 mmittelbar hinter dem Milcheinlaßventil 2 angeschlosen, während ihr anderes Ende 28 unmittelbar vor dem /lilchauslaßventil 19 angeschlossen ist. In der Leitung VJ, 28 befinden sich ausgehend vom Ventil 2 ein erstes ^sperrventil 29, eine Pumpe 30, ein zweites Absperrentil 31, ein Gefäß 32 für die Lauge und ein drittes absperrventil 33.

Außerdem ist zwischen der Pumpe 30 und dem Ventil Λ eine Spülwasserleitung 34 mit einem vierten vbsperrventil 35 und zwischen den Ventilen 33 und 19 ine Leitung 36 mit einem fünften Absperrventil 37 orgesehen, das zu einer Abwasseranlage führt.

Im Betrieb sind die Ventile 29, 33, 37, 31 und 35 reschlossen. In der Anlage herrscht völlige Sterilität ■!rfindungsgemäß ist es nun möglich, die Anlage vom sterilisieren von Milch rasch auf das Reinigen dadurch anzuschalten, daß das Ventil 2 geschlossen wird, die umpe 30 in Betrieb gesetzt wird, und die Ventile 29 und 5 geöffnet werden, während die anderen Teile der terilisationsanlage, wie vor, arbeiten. Die Pumpe 30 ordert dann das Spülwasser über das Ventil 29 in die terilisationsanlage. Beim Eintritt wird das Wasser lerilisiert und verdrängt die Milch, bis sie schließlich urch das Ventil 19 austritt. Unmittelbar bevor der letzte Rest der Milch durch das Ventil 19 austritt, wird letzteres geschlossen und das Ventil 37 geöffnet, wodurch das Spülwasser in einem sterilen Zustand durch eine Rohrleitung 36 in einen Ablauf strömt. Sobald die Spülflüssigkeit durchsichtig zu sein scheint, wird das Ventil 35 geschlossen und das Ventil 31 für die Lauge geöffnet, welche ihrerseits durch die Pumpe 30 durch die Sterilisationsanlage gefördert und sterilisiert wird, während gleichzeitig die Lauge das Spülwasser verdrängt, so daß es durch das Rohr 36 austritt Wenn die Lauge durch das Rohr 36 auszutreten beginnt, wird das Ventil 37 geschlossen und das Ventil 33 geöffnet. Somit kann die Lauge zum Gefäß 32 zurückkehren und wird von neuem durch die Anlage in Umlauf gesetzt Sobald die Behandlung mit Lauge beendet ist, wird das Ventil 31 geschlossen und das Ventil 35 für das Spülwasser wieder geöffnet, wobei das Spülwasser durch die Sterilistionsanlage durch die Pumpe 30 gefördert und sterilisiert wird und gleichzeitig die Lauge zum Gefäß 32 verdrängt. Wenn der Rest der Lauge in das Gefäß 32 ausgetreten ist, wird das Ventil 33 geschlossen und das Ventil 37 geöffnet Damit strömt das sterile Spülwasser durch die Rohrleitung 36, bis die Anlage frei von Lauge gespült worden ist Die Ventile 35 und 29 werden dann geschlossen und das Ventil 2 für die Milch geöffnet. Wenn die eintretende Milch, welche das Spülwasser verdrängt, durch die Rohrleitung 36 austritt, wird das Ventil 19 geöffnet und das Ventil 37 geschlossen, worauf die Anlage wieder vollständig zum Sterilisieren der Milch in Betrieb ist.

Aus dem beschriebenen Beispiel ergibt sich, daß die Anlage von kontinuierlichen Sterilisieren von Milch rasch zum kontinuierlichen Reinigen und wieder zurück zum Sterilisieren von Milch umgeschaltet werden kann. Ein Stillegen oder Auseinandernehmen der Sterilisationsanlage, beispielsweise in Verbindung mit ihrer Reinigung, ist nicht erforderlich. Jedoch wird die Sterilisationsanlage zum Erhitzen des Spülwassers und der Lauge auf Sterilisationstemperatur durch einfaches Umschalten einer Anzahl von Ventilen betätigt, wobei die Anlage während des ganzen Reinigungsvorgangs ihren aseptischen Zustand, der zum Sterilisieren der Milch erforderlich ist, beibehält Es sind daher keine zusätzlichen Heizmittel für das Spülwasser oder die Lauge für den Reinigungsvorgang erforderlich. Auch findet der Reinigungsvorgang bei einer höheren Temperatur als bekannt statt, so daß die Reinigung viel wirksamer ist und eine kürzere Zeit als bei einer niedrigeren Temperatur erfordert. Auch kann der letzte Spülvorgang mit beträchtlich weniger Wasser, als früher, durchgeführt werden, da es lediglich erforderlich ist, eine aseptische Anlage frei von Lauge durch den letzten Spülvorgang zu spülen, während es früher notwendig war, während des letzten Spülvorgangs mit Wasser von 140⁰C nicht nur die Anlage frei von Lauge zu spülen, sondern auch die Anlage mit Wasser von einer solch hohen Temperatur während eines solch langen Zeitraumes zu spülen, daß die nicht aseptische Anlage wieder aseptisch wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 werden die Milch und die Reinigungsflüssigkeit auf die Sterilisationstemperatur durch direktes Dampfeinblasen in die Dampfeinblaseinrichtung 11 gebracht Der dabei in der Milch bzw. in der Reinigungsflüssigkeit kondensierte Dampf wird dann in der Vakuumkammer 13 durch Verdampfung und Absaugen des Dampfes durch die Pumpe 22 entfernt

Die Ausführungsform nach Fig.2 ist in vieler

Hinsicht der Ausführungsform nach F i g. 1 ähnlich, so daß in beiden Figuren soweit als möglich die gleichen Bezeichnungen verwendet werden. Bei der Ausführungsform nach Fig.2 wird jedoch ein indirektes Verfahren zum Erhitzen der Milch auf die Sterilisationstemperatur sowie zum Erhitzen der Reinigungsflüssigkeiten angewendet, jedoch können als Alternative auch in diesem Fall die Reinigungsflüssigkeiten auf die Sterilisationstemperatur durch direkte Dampfeinblasung, wie dies gezeigt ist, gebracht werden.

Wenn die Milch in der Anlage nach F i g. 2 von der Pumpe 5 kommt, strömt sie zuerst durch die erste Stufe 41 eines Plattenwärmeaustauschers 40, in welchem sie ihre erste Vorerhitzung erfährt und dann durch die erste Stufe 42 in einem weiteren Plattenwärmeaustauscher 43. Dann wird sie durch eine Pumpe 44 durch eine zweite Stufe 45 des gleichen Wärmeaustauschers gepumpt, in welchem die Milch indirekt auf die Sterilisationstemperatur erhitzt wird.

Die erste Stufe 42 dieses Wärmeaustauschers wird durch Abdampf erhitzt, der durch das Ventil 46 eintritt und von der Vakuumpumpe 47 abgesaugt wird. Die zweite Stufe 45 des gleichen Wärmeaustauschers wird durch Hochdruckdampf erhitzt, der durch das Ventil 48 eintritt und durch den Auslaß 49 austritt. Die Milch strömt vom Wärmeaustauscher 43 über die zweite Stufe 50 des Wärmeaustauschers 40, in welchem sie indirekt durch kaltes Wasser gekühlt wird, das bei 51 eintritt und bei 52 austritt Nach der Abkühlung von ihrer hohen kritschen Sterilisationstemperatur tritt die Milch in die Vakuumkammer 53 ein, in welcher sie rasch durch Verdampfen abgekühlt und am Boden der Kammer gesammelt wird. Der Dampf wird durch den kaltwassergekühlten Kondensator 54 zu einem Kondensat abgekühlt, das sich am Boden der Kammer sammelt und mit der Milch vermischt wird, so daß deren Wassergehalt unverändert bleibt. Die Vakuumpumpe 55 hält einen gewünschten Druck in der Kammer 53 aufrecht Die Milch wird durch die Pumpe 56 am Boden der Kammer 53 abgesaugt und strömt durch den Homogenisator 57, der mit einer Rückführleitung 58 und einem Gegendruckventil 59 versehen ist. Die Milch nimmt ihren Weg vom Homogenisator zur Sekundärseite der ersten Stufe 41 im Wärmeaustauscher 40, wo sie weiter dadurch abgekühlt wird, daß Wärme auf die Primärseite der gleichen Stufe übertragen wird. Dann strömt sie durch das Milchauslaßventil 19 und die Rohrleitung 20 zu den Verpackungsmaschinen. In der gleichen Weise, wie die Milch durch indirektes Erhitzen in der zweiten Stufe 45 des Wärmeaustauschers 43 sterilisiert wird, werden die Reinigungsflüssigkeiten während des Reinigungsvorgangs sterilisiert. Falls nicht gewünscht wird, die Reinigungsflüssigkeiten indirekt auf die Sterilisationstemperatur in der Stufe 45 des Wärmeaustauschers 43 während des Reinigungsvorgangs zu erhitzen, kann die Dampfzufuhr durch das Ventil 48 abgestellt werden und stattdessen eine Dampfeinblaseinrichtung 60 zwischen der Pumpe 44 und der Stufe 45 angeschlossen sein, die Hochdruckdampf unmittelbar durch das Ventil 61 in die Reinigungsflüssigkeiten einbläst und sie sterilisiert. Die Dampfeinblaseinrichtung wird dann lediglich zum Erhitzen der Reinigungsflüssigkeit verwendet. Der kondensierte Dampf, der durch den eingeblasenen Dampf entsteht, kann die Reinigungsflüssigkeit verdünnen, darf jedoch nicht die Milch verdünnen, da, obwohl das Kondensat in der Vakuumkammer 53 verdampft, es wieder im Kondensator 54 kondensiert und mit der Milch oder mit der Reinigungsflüssigkeit am Boden der Kammer 53 vermischt wird.

Unabhängig vom Unterschied zwischen den Sterilisationsanlagen in F i g. 1 und 2 arbeiten die Anlagen in der gleichen Weise hinsichtlich der abwechselnden Sterilisierung von Milch und der Reinigung der Anlage mit sterilisierten Reinigungsflüssigkeiten.

Die Anlagen wurden als Sterilisationsanlagen für Milch sowie für das Reinigungsmedium beschrieben, jedoch können die gleichen Anlagen auch lediglich zum Pasteurisieren der Milch verwendet werden, wobei auch die Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs nur auf die Pasteurisiertemperatur gebracht wird. Die Reinigungsflüssigkeit kann jedoch während des Reinigungsvorgangs auf eine höhere Temperatur gebracht werden, wenn die Dampfeinblasung durch das Ventil 25 in F i g. 1 und das Ventil 61 in F i g. 2 verstärkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen einer Anlage mit Sterilisationvorrichtungen, z. B. einer Heizeinrichtung, zum kontinuierlichen Sterilisieren eines Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Reinigungsmedien durch die Anlage geleitet werden, wobei die Strömung des zu sterilisierenden Stoffes zeitweilig abgeschaltet und die Anlage in der Zwischenzeit wie beim Sterilisieren betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anlage während des Reinigungsvorgangs eine oder mehrere Hilfssterilisationsvor- richtungen eingeschaltet werden, die dazu dienen, die Sterilisierfunktion der bleibenden Sterilisationsvorrichtungen der Anlage zu unterstützen oder zu übernehmen.