Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkeiten. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkeiten.
Die bisher bekannten Konservierungsver fahren, wie z. B. die Pasteurisation, die Ste rilisation durch Wärme oder durch Zufügen von chemischen Substanzen, haben eine schädliche Wirkung auf Fruchtsäfte und andere Flüssigkeiten. Es wurden Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkeiten vorge schlagen, welche bezwecken, alle tiefgehen- den Veränderungen in der Zusammensetzung der zu behandelnden Flüssigkeit zu vermei den. So ist es zum Beispiel bekannt, Wasser durch von metallischem Silber abgespaltete Silberionen zu sterilisieren.
Dieses Verfahren ist jedoch in der Regel nur erfolgreich bei Verwendung von klarem filtriertem Wasser. Es ist schwierig, oder unmöglich, auf diese Art Flüssigkeit zu sterilisieren, welche kol loidale Körper enthalten, wie dies oft in Flüssigkeiten von tierischem oder pflanz lichem Ursprung der Fall ist.
Der Erfinder hat bereits verschiedene Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkei ten erfunden und veröffentlicht. Diese Ver fahren vermeiden die oben erwähnten Nach teile dadurch, da.ss die zu sterilisierenden Flüssigkeiten gleichzeitig in Kontakt mit zwei verschiedenen Metallen gebracht wer den, und zwar bei einer erhöhten Tempera tur, jedoch unter Pasteurisierungstempera- tur. Eines der verwendeten Metalle war Alu minium und das andere ein edleres Metall, wie z. B. Gold, Silber oder Kupfer.
Die Wirkung wurde dadurch erhöht, dass die Me talle unabhängig voneinander auf verschie dene Temperaturen erwärmt wurden, indem ein schwacher elektrischer Strom durch sie geleitet wurde.
Der Erfinder hat nun festgestellt, dass die erhaltenen Resultate noch verbessert werden können, wenn die Flüssigkeitsteilchen der zu sterilisierenden Flüssigkeit infolge kräftigen Vermischens raschen und wiederholten Tem peraturänderungen unterworfen werden.
Zu diesem Zweck wird die Flüssigkeit vorzugs- weise in turbulenter Strömung zwischen den Metallen durchgeführt. ['in diese raschen und wiederholten Temperaturänderungen zu bewirken, müssen die Metalle auf verschie dene Temperaturen gehalten -erden und die Flüssigkeit muss während dein Durchströmen zwischen den Flächen kräftig vermischt wer den, was der Fall ist, wenn sie in turbulen ter Strömung durchfliessen kann. 1 Trn eine wirksame Sterilisation zu erzielen, ist es nötig, dass die Flüssigkeit während mehrerer Minuten mit den Metallen in Berührung ge halten wird.
I m daher die nötige Einwir kungszeit zu erhalten, muss der Weg der Flüssigkeit entsprechend lang sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung strömt die Flüssigkeit durch den Zy- linderringraum zwischen zwei Röhren, die ineinander angeordnet sind. Die Flüssigkeit kann so geführt werden. dass sie einen sehrau 13enlinienförmigen Weg zurücklegt.
Zweck n, -erweise fliesst die Flüssigkeit nacbeiil- i 'Wie, ander durch zylinderringförmige Räume, wo bei zwischen den aufeinanderfolgenden ring förmigen Räumen ein grosser Zwischenraum vorhanden ist, in welchem die Strömnrrgs- geschwindigkeit vermindert wird. Turbulente Strömung erhöht, wie festgestellt -wurde, die sterilisierende Wirkung in hohem Masse.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die zu sterilisierende Flüssigkeit unter Luft ausschluss zwischen nahe beieinander ange ordneten Flächen von verschiedenen Metallen durchgeführt, von welchen wenigstens eines ein Edelmetall ist, das baktericide Metall ionen in oligodynamiseh wirksamen Mengen abspaltet. Gemäss der Erfindung werden die beiden Metalle auf verschiedenen Temperatu ren unter 100 C gehalten (zweckmässiger -eise nicht. über 80 C).
Um eine gründliche Mischung der Flüs sigkeit zu erzielen, kann die Strömung tur bulent gestaltet werden, wobei die Flüssig keit während mehrerer Minuten in Berüh rung mit den Metallen bleibt und die Flüs sigkeitsteilchen raschen und wiederholten Temperaturänderungen unterworfen werden. Zweekmässigerweise legt die Flüssigkeit einen scbranl)enlinienförmigen Weg zurück. Die rlscllcn, wiederholten Temperaturänderungen Vleeinflussen die lebenden Zellen der zu zer störenden Mikroorganismen im ungünstigen Sinne.
14a ist erforderlich, elektrische Energie von aussen zuzuführen, obwohl dies getan erden ka n. Jedenfalls soll der durch die Flüssigkeit fliessende elektrische Strom 1 bis Volt nicht überschreiten, um eine elek trolytische Zersetzung zu vermeiden. Es kön nen bereits elektrische Ströme durch die Flüssigkeit fliessen, da verschiedene Metalle von verschiedenen Temperaturen verwendet werden.
Als Edelmetall kann Silber oder eine Sil berlegierung (z. B. Silber-Goldlegierung) verwendet werden.
Als davon verschiedenes Metall kann Nickel oder ein anderes Metall, z. B. Alumi nium, oder eine Legierung, welche die Fltis- sigkeit nicht beeinträchtigt, verwendet wer den.
1"1n die besten Resultate zu erzielen, kann die Flüssigkeit mehrmals zwischen den Ober flächen der verschiedenen Metalle hindurch geführt werden, und eine gründliche Mi schung oder Turbulenz der zu behandelnden Flüssigkeit kann durch geeignete Änderung ihrer Bewegung erzielt werden. Die grÜnd- liche Mischung sichert auch eine gleich mässige Verteilung der abgespalteten Metall ionen.
Die verschiedenen Temperaturen, auf wel- < ,he die Metalle erwärmt werden, unterschei den sich zweckmässig um 15 bis 20 C von einander.
Es ist zweckmässig, die Metalloberfläche als Leitfläche für die zu behandelnde Flüs sigkeit zu verwenden, z. B. können Metall röhren ineinander angeordnet und voneinan der getrennt sein. Die Dimensionen können so sein, dass die Flüssigkeit wenigstens mit 21) m Rohrlänge pro Minute in Berührung kommt.
Dickflüssige Flüssigkeiten, wie z. B. To maten- oder Orangensäfte, die im allgemei nen Lufteinschlüsse enthalten, sollen von denselben befreit werden, was auf irgend einem bekannten Weg geschehen kann.
Fett enthaltende Emulsionen werden vor teilhaft vor der Behandlung gründlich homo genisiert.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Apparates zur Durchführung des Verfahrens zur Behandlung von Fruchtsaft oder derglei chen ist in der beiliegenden Zeichnung dar gestellt, in welcher Fig. 1 einen Aufriss des Sterilisations apparates zeigt, und Fig. 2 ein Querschnitt durch das rechte Ende eines Röhrenpaares in grösserem Mass- stabe ist und die innere Konstruktion detail lierter zeigt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind acht Röhren 1 vorgesehen, die an ihren Enden in Rahmen 2 gelagert und unterein ander durch Krümmer 3 verbunden sind. Zu sätzliche Röhren werden, wenn nötig, zweck mässigerweise paarweise zugeschaltet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt jede Röhre einen Aussenmantel 4, der z. B. aus Stahl, Eisen, Messing oder Aluminium besteht, in welchem eine Zwischenröhre 5 aus reinem Nickel und eine innere Röhre 6 aus Silber angeordnet ist. Die Nickelröhre 5 wird durch zwischen Mantel 4 und Röhre 5 durchflie ssendes warmes Wasser erhitzt, während Röhre 6 durch sie durchströmendes warmes Wasser erwärmt wird, dessen Temperatur von dem die Röhre 5 erwärmenden verschie den ist. In dem zylinderringförmigen Raum zwischen den Röhren 5 und 6 wird die zu sterilisierende Flüssigkeit durchgeleitet.
Die Weite dieses zylinderringförmigen Raumes beträgt 3 bis 5 mm, und es ist darin eine Spirale 7 aus isolierendem Material vorgese hen, welche einerseits die Röhren 5 und 6 in einem festen Abstande voneinander hält und gleichzeitig die Flüssigkeit zwingt, einen schraubenlinienförmigen Weg zurücklegen.
Um die Flüssigkeit von der einen Röhre zu der nächstbenachbarten Röhre zu leiten, ist ein Mantel 8 vorgesehen, welcher die En den der beiden Röhren 4 aufnimmt und einen Verbindungsraum bildet, durch welchen die Flüssigkeit vom Zwischenraum der untern Röhren 4, 5 in den Zwischenraum der obern Röhren 4, 5 fliessen kann oder umgekehrt. Die Röhren 5, 6 erstrecken sich in den Raum innerhalb des Mantels B. Röhre 5 endet vor einem Mantel 9, welcher ebenfalls die Enden beider Röhren 6 umgibt und ermöglicht, dass die Flüssigkeit aus dem Zwischenraum zwi schen den untern Röhren 5, 6 in den Zwi schenraum zwischen den obern Röhren 5, 6 strömen kann, oder umgekehrt.
Die innere Röhre 6 erstreckt sich zum Krümmer 3, wel cher dazu dient, die Innenräume der untern und obern Röhren 6 miteinander zu verbin den.
Der Mantel 9 enthält einen grossen Innen raum 10, welcher dazu dient, eine Verzöge rung der hindurchfliessenden Flüssigkeit zu ermöglichen.
Um den Mantel 8 abzudichten, ist ein Ring 11 vorgesehen, der über Muttern 12 mit am Rahmen 2 drehbar gelagerten Bolzen 13, auswechselbare Unterlagsscheiben 14 und Gummiringe 1!5 zwischen Röhre 5 und Man tel 8 drückt.
Zur Abdichtung des Krümmers 3 ist eine in einer Klammer 17 geführte Schraube 16 (Fig. 1) vorgesehen, welche Klammer 17 drehbar am Rahmen 2 sitzt, während zur Dichtung weiterhin Unterlagsscheiben 18 und Gummiringe 19 vorgesehen sind. Einige oder alle Unterlagsscheiben 14 und 18 können mit Klemmen 20 zum Anschluss einer elektri schen Stromquelle vorgesehen sein, wodurch den Röhren 5, 6 Strom zugeführt werden kann.
Beim Gebrauche wird die Temperatur des Wassers im Raume zwischen Mantel 4 und Röhre 5 45 bis 60 C betragen, während die Wassertemperatur des im Innern der Röhren 6 in derselben Richtung fliessenden Wassers 10 bis 20' höher ist.
Der Fruchtsaft oder eine andere zu be handelnde Flüssigkeit wird in den Raum zwischen den Röhren 5, 6 eingeführt und durch die Spirale 7 gezwungen, einen schrau- benlinienf örmigen Weg zurückzulegen. Die Flüssigkeit strömt alsdann aus diesem Zwi- schenraum in den vom Mantel 9 umgebenen grossen Raure <B>10</B> aus. worauf die Flüssigkeit in den ringförmigen Raute der obern Röhre einströmt.
Es wird dadurch eine Verlang samung @in Rannle lti bewirkt.
Die Spirale i sichert dif, Röhren 5 und i; im richtigen Abstande voneinander und ver hütet unregelmässige Verbiegungen derselben, verhindert also auch einen elektrischen Kon takt der Röhren 5, 6 und sichert die Kreis- bew-egung der Flüssigkeit.
Wenn erwünscht, kann die letzte Röhre dazu verwendet werden, um die Flüssigkeit zu kühlen oder als Wärineaustauscher zwi schen der behandelten Flüssigkeit und neuer zu behandelnder Fliissigkeit zu dienen.
Die zu sterilisierende Flüssigkeit wird veranlasst, über etwa ?Ü m Röhren per Minute zu fliessen. Es wurde festgestellt, dass die lebenden Mikroorganismen und Sporen. die in der zu behandelnden Flüssigkeit vorhanden sind, nach etwa vierminutiger Behandlung ]in Apparat unschädlich gemacht oder getötet wurden. Die so behandelte Flüssigkeit kann also in Flaschen abgefüllt und verschlossen werden, wobei sie im wesentlichen keimfrei ist.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin dung kann zur Sterilisation von Trinkfliissig- 1=eiten oder Halbflüssigkeiten jeder Art, wie Bier, Jlileh, flüssigen Eiern und dergleichen und auch zur Behandlung von kolloidale Stoffe enthaltenden Fhissigkeiten verwendet werden.