BRPI0806925A2 - Método de pré-esterilização de um tanque asséptico e de condutos de conexão. - Google Patents
Método de pré-esterilização de um tanque asséptico e de condutos de conexão. Download PDFInfo
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Description
I “MÉTODO DE PRÉ-ESTERILIZAÇÃO DE UM TANQUE ASSÉPTICO E DE CONDUTOS DE CONEXÃO”
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção se refere a um método de pré- esterilização de um tanque asséptico e condutos de conexão. FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
Tanques assépticos ou tanques estéreis são empregados dentro da indústria alimentícia para armazenar temporariamente um produto estéril antes que ele seja cheio, sob condições assépticas, dentro de alguma forma de embalagem asséptica.
O produto pode, por exemplo, ser leite, o qual foi aquecido à alta temperatura durante um dado intervalo de tempo predeterminado, de forma que se tome estéril, chamado de tratamento UHT (Ultra Hight Temperature Treatment - Tratamento a Temperatura Ultra Alta). Se o produto 15 estéril é acondicionado em embalagens assépticas, ele pode daqui em diante ser armazenado a uma temperatura ambiente por um período de tempo prolongado.
Tanques assépticos são necessários como um intermediário entre a instalação UHT e as máquinas de enchimento, as quais, por exemplo, 20 devem embalar o produto estéril para dentro de embalagens de consumo asséptico. Ao empregar tanques estéreis, tratamento ou processamento de excesso do produto é evitado quando a capacidade da instalação de UHT não corresponde sempre à capacidade da má quina ou máquinas de enchimento. O tanque asséptico pode ser empregado também para armazenagem temporária 25 em interrupções operacionais.
Antes que o tanque asséptico se faça operacional para a produção, deve, depois de lavar, ser pasteurizado. Hoje, é usado vapor para levar a efeito essa pré-esterilização. Quantidades enormes de vapor são consumidas em uma temperatura de aproximadamente 130°C e pressão alta. A fim de evacuar confiavelmente todo ar a partir do tanque e os condutos de conexão, a injeção de vapor é repetida várias vezes, antes da esterilização adequada. O vapor que é usado para a pré-esterilização não pode ser reciclado, mas é ejetado diretamente fora na atmosfera.
O método de pré-esterilização usando vapor não é totalmente
confiável, uma vez que bolsas de ar em um tanque e conduto podem bloquear a esterilização. De forma semelhante, certa condensação de vapor acontece, acima de tudo em longos condutos e válvulas, os quais baixam a temperatura, com uma esterilização mais pobre como resultado. Depois da pré-esterilização 10 com vapor, ambos, o tanque e condutos devem ser esfriados e isso é feito com o uso de água estéril. Uma pré-esterilização total com esfriamento subsequente leva aproximadamente 1 hora e 10 minutos para ser realizada. ESTRUTURA DO PROBLEMA
Um objetivo da presente invenção é realizar um método o qual viabiliza uma pré-esterilização confiável do tanque e condutos.
Um objetivo adicional da presente invenção é reduzir o consumo do vapor e minimizar a emissão de vapor na atmosfera, o que contribui com um aumento do funcionamento do meio ambiente.
Ainda um objetivo adicional da presente invenção é realizar um método que reduza o tempo usado na pré-esterilização.
Outro objetivo adicional da presente invenção é reduzir o consumo de energia e efeitos causados no meio ambiente otimizando o consumo de água para conceber efetivamente o método..
SOLUÇÃO
Esses e outros objetivos foram atingidos de acordo com a
presente invenção, pelo fato de que o método do tipo descrito a título de introdução, foi caracterizado pelo fato de que uma quantidade de água fria é bombeada para dentro do dito tanque e ditos condutos, tal que a água é determinada para passar por um trocador de calor, no qual a água é aquecida a 120-150°C, antes que a água seja bombeada sob pressão pelo tanque e condutos durante 10-20 minutos.
Configurações preferidas da presente invenção adicionalmente receberam as características, como o estabelecido adiante nas sub- reivindicações anexas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ANEXOS
Uma configuração preferida da presente invenção será descrita agora em maiores detalhes, com referencia aos Desenhos acompanhantes, nos quais:
Fig. 1 ilustra esquematicamente um fluxograma para realizar o
método efetivamente de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DA CONFIGURAÇÃO PREFERIDA
O fluxograma inclui pelo menos um tanque asséptico 1 ou tanque estéril. O tanque asséptico tem uma entrada 2 para o produto, 15 posicionado de preferência na região mais baixa do tanque. O tanque asséptico 1 inclui adicionalmente uma saída 3 posicionada na região mais baixa do tanque I. O tanque asséptico normalmente também exibe um filtro estéril posicionado na região superior do tanque I. Na Fig. 1, o filtro estéril é ilustrado como uma conexão 4. Para conceber efetivamente o método, o 20 tanque asséptico 1 é provido também com um bocal 5 posicionado centralmente no tanque 1.
A instalação para efetivamente conceber o método inclui também um trocador de calor 6. Na configuração preferida, o trocador de calor 6 consiste de um trocador de calor de tubo, mas, outros tipos de trocadores de calor, por exemplo, trocadores de calor de chapa, podem ser usados.
O tanque asséptico 1 é pretendido para ser usado para o armazenamento intermediário dos produtos tratados prontos, antes do enchimento do produto nos recipientes de acondicionamento assépticos. O tanque asséptico 1 é geralmente mais necessário uma vez que a capacidade do equipamento de tratamento do produto nem sempre corresponde com a capacidade de enchimento da instalação. O tanque asséptico 1 pode constituir também um intermediário no evento de rupturas operacionais.
O produto tratado pronto chega através de uma ou mais unidades de tratamento de calor (não mostradas) por intermédio de válvulas 7 dentro do conduto 8. O conduto 8 é conectado a uma válvula 9. A partir da
r
válvula 9, um conduto 10 guia à entrada do produto 2 do tanque asséptico. E via esse conduto que o produto tratado pronto entra no tanque 1.
Um conduto 11 também deixa a válvula 9 e, através de uma bomba centrífuga 12, ou bomba correspondente, guia para o trocador de calor
6. A partir do trocador de calor 6, um conduto 13 guia adicionalmente para o bocal 5, posicionado no tanque 1.
Os condutos 11 e 13 são conectados a um lado de fluxo do
trocador de calos 6. Uma entrada 21 para vapor é conectado ao outro lado de fluxo do trocador de calor 6, e a mesma entrada pode ser utilizada também como uma entrada 22 para água fria. A partir do outro lado do fluxo, tem uma saída 23 para o vapor condensado e para a água fria aquecida, respectivamente.
A partir da saída 3 do tanque asséptico 1, está disposto um conduto 14 o qual guia a uma ou mais máquinas de enchimento 15 para enchimento asséptico do produto em embalagens assépticas. As embalagens podem, por exemplo, ser embalagens para consumo asséptico do tipo de uso único.
Através de um arranjo de válvula (não mostrado), o conduto
14 pode ser conectado diretamente à maquina de encher 15. Alternativamente, o conduto 14 pode, através do arranjo de válvula, ser conectado ao conduto 16, o qual através de uma bomba centrífuga 17, ou bomba correspondente, leva a uma bateria de válvula 18. A bateria de válvula 18 é conectada também ao conduto 8. A bateria de válvula 18 tem uma entrada 19 a qual pode ser conectada a uma unidade de lavagem (nano mostrada), onde detergentes e água podem der tomados, como também uma saída 20 para detergente e água consumidos os quais foram circulados pela instalação. A limpeza da instalação pode acontecer sem a necessidade de desmontar, limpeza chamada CIP (Cleaning in place - Limpeza no lugar).
Depois da limpeza da instalação, o tanque asséptico 1 e os condutos circundantes 8, 10, 14 devem ser pré-esterilizados antes que o tanque 1 possa ser usado para armazenar produto estéril.
O método de acordo com a presente invenção vincula que a água fria seja bombeada para dentro do tanque asséptico 1, de forma que os condutos 8, 10, 11, 13, 14, 16 sejam cheios com água e o tanque 1 contenha apenas uma quantidade de água. A quantidade de água corresponde a aproximadamente 1-10% do volume total do tanque 1, de preferência 1-5% do volume total. A água fria pode ser bombeada adequadamente para dentro da instalação via a bateria da válvula 18.
Antes da pré-esterilização, o ar na pressão atmosférica é fechado no tanque 1. Nenhum outro ar ou gás é suprido ao tanque 1 durante a pré- esterilização. O conduto 4 a partir do filtro estéril é mantido fechado durante a pré-esterilização a fim de proteger o filtro estéril. O filtro estéril é esterilizado separadamente usando vapor.
A água é bombeada em tomo nos condutos 8, 11,14, 16 enquanto está sendo aquecida por meio de vapor no trocador de calor 6. A água é aquecida a 120-150°C, de preferência a 130-150 °C, pelo fato de que a pressão é construída simultaneamente por um lado através do tanque 1, e por outro lado através dos condutos circundantes 8, 10, 11, 14, 16. A pressão no sistema é de aproximadamente 3 bar quando a pré-esterilização se processa. O vapor é alimentado ao trocador de calor 6 através da entrada
21. Aquele vapor que é usado para aquecer pode ser reciclado em um circuito fechado, o qual reduz os recursos de energia totais demandados na pré- esterilização.
A água quente será borrifada no interior do tanque asséptico 1
por meio do bocal 5. O bocal 5 tem uma grande capacidade de fluxo e gira em todas as direções de maneira que espalha a água quente para todas as partes dentro do tanque I. O bocal 5 pode com vantagem, durante a armazenagem intermediária do produto, ser empregado como tubulação para produtos 10 especiais, os quais podem sedimentar ou assentar, tais como leites com sabor e sucos contendo fibras.
A água quente é bombeada em tomo por aproximadamente 10- minutos, de preferência 10-15 minutos, os quais oferecem um tempo reduzido para a pré-esterilização do tanque 1 e condutos 8, 10, 11,13, 14, 16. Durante a pré-esterilização, a válvula 9 é ligada alternativamente de forma que os condutos 10 serão também esterilizados.
Ao pré-esterilizar com água quente, não ocorrem formação de bolsas de ar no tanque 1, ou nos condutos 8, 10, 11, 13, 14, 16, onde equipamentos correriam o risco de não ser esterilizados. Esse método também 20 evita a condensação, a qual pode ocorrer na pré-esterilização a vapor , onde a condensação daria uma temperatura mais baixa com uma esterilização pobre como resultado. Nas bolsas de condensação nos condutos e válvulas ou em condutos longos, a temperatura pode ser de 10-20°C mais baixa do que a temperatura do vapor.
Uma vez completada a pré-esterilização, a mesma água que foi
usada na esterilização pode ser empregada para esfriar a temperatura. Conectando ao trocador de calor 6 com água fria através da entrada 22, a água que é circulada através do tanque 1 e os condutos 8, 10, 11, 13, 14, 16, é esfriada da mesma maneira que a água quente é circulada durante a pré- esterilização. A água é como antes, levada para descarga via a bateria de válvula 18.
Se o vapor é empregado para pré-esterilização, é frequentemente feito uso de uma camisa para esfriar o tanque 1. Uma vez que 5 não haja mais ar restante dentro do tanque 1, o ar deve ser suprido via o filtro estéril. O filtro estéril deve ser correspondentemente dimensionado, o qual vincularia então filtros estéreis maiores. Na pré-esterilização usando água quente, existem ambos, ar e água no tanque I. Isso implica em que o esfriamento seja consideravelmente mais rápido e um volume menor de ar 10 estéril precise ser suprido.
O tempo total de pré-esterilização, incluindo o aquecimento, pré-esterilização e esfriamento provou, em ensaios, ser de aproximadamente 50 minutos, o que significa uma redução de 20 minutos comparado com o tempo total envolvido na pré-esterilização usando vapor. Como um resultado, 15 uma aproximação mais próxima foi feita a aquele tempo para pré-esterilizar uma máquina de encher, a qual hoje chega a aprox. 45 minutos. Como resultado, a disponibilidade do equipamento foi aumentada e isso toma o tempo de produção mais longo.
A pré-esterilização com água quente contribui para melhorar o 20 ambiente de trabalho nas premissas onde a instalação está localizada, uma vez que nenhum vapor é liberado nas premissas. Métodos anteriormente empregados, usando esterilização a vapor vincularam que grandes quantidades de vapor foram então liberadas na atmosfera, i. e., nas premissas de produção. Pasteurização usando água quente também dá uma temperatura 25 mais uniforme pelo tanque 1 e pelos condutos de conexão 8, 10, 11, 13, 14,
16. Existe menos que uma diferença entre a temperatura mais alta e a mais baixa no equipamento. Na pré-esterilização da técnica anterior usando vapor, foi necessário compensar muito a fim de que a temperatura mais baixa não ficasse baixa demais. A instalação para conceber o método de acordo com apresente invenção pode também ser empregada quando a intenção for conceber
r
lavagem intermediária estéril no caso de mudança de produto. Agua quente pode então ser retirada do equipamento de tratamento de calor (não mostrado) e essa água é aquecida no trocador de calor existente 6 e circulada pelo tanque asséptico 1 e pelos condutos de conexão 8, 10, 11, 13, 14, 16. Lavagem intermediária estéril não pode ocorrer se o tanque 1 estiver pré-esterilizado com vapor.
Como ficou evidente a partir da descrição anterior, a presente invenção realiza um método para pré-esterilizar um tanque e condutos de conexão, o qual é seguro e confiável. O método reduz o tempo para conceber a pré-esterilização e também contribui em melhorar o ambiente de trabalho nas premissas de produção. O consumo de energia e efeitos no ambiente são também reduzidos pelo fato de que é possível usar-se esse método para otimizar o consumo de água.
Claims (8)
1. Método de pré-esterilização de um tanque asséptico (1) e de condutos de conexão (8, 10, 11, 13, 14, 16), caracterizado pelo fato de que certa quantidade de água fria é bombeada para dentro do dito tanque (1) e ditos condutos (8, 10, 11, 13, 14, 16); e que a água é determinada para passar através de um trocador de calor (6) no qual a água é aquecida a 120-150°C, antes que a água seja bombeada sob pressão pelo tanque (1) e pelos condutos (8, 10, 11, 13, 14, 16) durante 10 minutos.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água é bombeada através do tanque (1) e os condutos (8, 10, 11, 13, 14, 16) durante 10-15 minutos.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água é aquecida no trocador de calor (6) a 130 - 150°C.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de água bombeada para dentro do tanque asséptico (1) e dos condutos (8, 10, 11, 13, 14, 16) constitui aproximadamente 1-10 % do volume total do tanque asséptico (1).
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de água bombeada para dentro do tanque asséptico (1) e dos condutos (8, 10, 11, 13, 14, 16) constitui aproximadamente 1-5 % do volume total do tanque asséptico (1).
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o trocador de calor (6) consiste de um trocador de calor de tubo.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água aquecida é distribuída dentro do tanque asséptico (1) por meio de um bocal (5).
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água que foi usada para pré-esterilização foi até aqui esfriada no trocador de calor (6) e usada para esfriar o tanque asséptico (1) e os condutos conectores (8, 10, 11, 13, 14, 16).
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