Anlage mit einem Lagertank für sterilisierte, fluide Stoffe
Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einem Lagertank für sterilisierte, fluide Stoffe, beispielsweise eine Ultra-Hocherhitzungs-Sterilisieranlage für Milch, mit wenigstens einem Lagertank zur sterilen Zwischenlagerung der sterilisierten Milch vor dem Abfüllen in Packungen. Durch die Verwendung wenigstens eines Lagertanks werden die Arbeitsgänge des Sterilisierens und Abfüllens sowie die entsprechenden Einrichtungen voneinander unabhängig. Dies ermöglicht eine wirtschaftlichere Ausnutzung der Anlage falls die Ultra Hocherhitzungseinrichtung und die Lagertanks einschliesslich der zugehörigen Leitungen und deren Ventile unabhängig voneinander sterilisiert und zuverlässig steril voneinander abgeschlossen werden können.
Dies wird erfindungsgemäss durch eine Mehrfach Ventilanordnung erreicht, bei welcher jede von mindestens vier zu einem Leitungsknotenpunkt führenden Leitungen ein unmittelbar am Knotenpunkt angeordnetes, steuerbares Ventil enthält, wobei eine dieser Leitungen eine Zufuhrleitung für den sterilisierten Stoff, eine zweite Leitung eine Sterilisierdampfleitung, eine dritte Leitung eine Entlastungsleitung ist und mindestens eine weitere Leitung zu einem ihr zugeordneten Lagertank führt.
Zweckmässig sind die Ventile der Mehrfach-Ventilanordnung in einem Gehäuse vereinigt und haben einen Ventilraum gemeinsam, der den Leitungsknotenpunkt bildet.
Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Schema einer Ultra-Hocherhitzungs-Sterilisieranlage für Milch, mit einem Lagertank und zwei Abfülleinrichtungen,
Fig. 2 zeigt eine Einzelheit von Fig. 1.
In Fig. 1 sind mit 1 eine Ultra-Hocherhitzungs-Sterilisiereinrichtung, mit 2 ein Lagertank, mit 3 und 4 zwei Abfülleinrichtungen, z. B. für Tetraederpackungen, bezeichnet. Die Anlage hat eine Vierfach-Ventilanordnung 5, die aus vier zusammengebauten Ventilen 6, 7, 8 und 9 besteht, welcile einen Ventilraum (27 in Fig. 2) gemeinsam haben. Dieser Ventilraum bildet einen Knotenpunkt von vier Leitungen 10, 11, 12, 13, die je an eines der Ventile angeschlossen sind. Die Leitung 10 kommt von der Sterilisiereinrichtung 1, die Leitung 11 ist eine Sterilisierdampfzuleitung, die Leitung 12 ist eine Entlastungsleitung und führt in einen Kondensator 14, die Leitung 13 führt zum unteren Ende des Tanks 2.
Eine weitere Sterilisierdampfleitung 15 führt durch ein Reduzierventil 16 zu einem Dreiwegventil 17, durch welches der Tank 2 entweder mit der Heissdampfzufuhr oder mit einer Speiseleitung 18 für sterilisierte Luft verbindbar ist. Diese Leitung 18 ermöglicht auch das Entweichen der Luft beim Füllen des Tanks2. Zusammen mit der Leitung 13 ist an das Ventil 9 eine Leitung 19 angeschlossen, welche zur Abfülleinrichtung 3 und von dieser durch ein Ventil 20 zu einem Kondensator 21 führt. An das Ventil 6 ist zusammen mit der Leitung 10 eine Leitung 22 angeschlossen, welche zur Abfülleinrichtung 4 und weiter durch ein Druckregulierventil 23 zur Sterilisiereinrichtung 1 zurückführt.
Zwischen dem Ventil 20 und dem Kondensator 21, zwischen dem Ventil 8 und dem Kondensator 14 und zwischen der Abfülleinrichtung 4 und dem Druckregelventil 23 ist je ein Temperaturfühler 24, 25 bzw. 26 angeordnet, der bei Erreichung einer Grenztemperatur Steuervorgänge auslöst, die weiter unten beschrieben sind.
Nach Figur 2 sind die Ventile 6, 7, 8 und 9 Hubschalter, deren Ventilsitze an einen gemeinsamen Ventilraum 27 des Ventilgehäuses 28 angrenzen. Die Ventile 6, 7, 8 und 9 können z. B. hydraulisch oder pneumatisch betätigbar oder Magnetventile sein. Die Betätigungsmittel sind nicht dargestellt.
Im folgenden werden Betriebsphasen der beschriebenen Anlage erläutert:
1. Zum Sterilisieren des gemeinsamen Ventilraums 27 werden bei geschlossenen Ventilen 6 und 9 die Ventile 7 und 8 geöffnet, woraufhin der Sterilisierdampf aus der Leitung 11 durch diesen Raum 25 und die Leitung 12 strömt und im Kondensator 14 kondensiert. Wenn die Temperaturfühler 25 die vorbestimmte Temperatur zum Sterilisieren, beispielsweise 130"C, feststellt, löst er einen Verzögerungsschalter aus, der nach der vorbestimmten Sterilisierungszeit, beispielsweise 20 Minuten, das Entlastungsventil 8 schliesst.
Daraufhin bleibt der Raum 25 unter dem Dampfdruck von z. B. 3 atü, so dass keine Keime in ihn eindringen können.
2. Zum Sterilisieren des die Sterilisiereinrichtung 1, die Leitungen 10 und 22, die Abfülleinrichtung 4, und das Druckregelventil 23 enthaltenden Kreises wird Wasser von beispielsweise 2 atü und beispielsweise 1300 C durch diesen Kreislauf geleitet, wobei das Ventil 7 offen ist, die Ventile 6, 8 und 9 geschlossen bleiben und das Ventil 23 für die Aufrechterhaltung des Druckes von 2 atü sorgt. Wenn der Temperaturfühler 26 die Temperatur von 1300 C feststellt, bewirkt er ein Öffnen des Entlastungsventils 8 und löst einen zugeordneten Verzögerungsschalter aus, welcher nach einer vorbestimmten Zeit von beispielsweise 20 Minuten dieses Ventil 8 wieder schliest. Dadurch wird erreicht, dass auch der Raum 25 und somit auch der Sitz und das Verschlussstück des an die Leitungen 10 und 22 angeschlossenen Ventils 6 zuverlässig sterilisiert werden.
3. Zum Sterilisieren des Lagertanks 2 und der Abfülleinrichtung 3 wird bei geöffnetem Ventil 7 und geschlossenen Ventilen 6, 8 und 9 durch entsprechende Einstellung des Ventils 17 der Sterilisierdampf von 130 OC, dessen Druck im Reduzierventil 16 von 3 auf 2 atü reduziert wird, durch den Tank 2, die Leitungen 13 und 19 und die Abfülleinrichtung 3 geleitet, woraufhin der Dampf im Kondensator 21 kondensiert.
Wenn die Temperatur am Temperaturfühler 24 den vorbestimmten Mindestwert von beispielsweise 1300 C erreicht hat, bewirkt dieser Fühler ein Öffnen des Entlastungsventils 8 und löst einen Verzögerungsschalter aus, der nach Ablauf einer vorbestimmten Sterilisierzeit von beispielsweise 20 Minuten das Ventil 8 wieder schliesst, wodurch sichergestellt wird, dass auch der Sitz und das Verschlusstück des Ventils 9 und der an diese angrenzende Raum 25 sterilisiert sind.
4. Zum Füllen des Lagertanks 2 mit in der Sterili siereinrichtung 1 sterilisierter Milch werden die Ventile 8 und 9 geschlossen gehalten und die Ventile 6 und 7 geöffnet, nachdem die vorstehend beschriebenen Sterilisationsmassnahmen durchgeführt wurden. Gewünschtenfalls kann gleichzeitig mit einer der beiden Abfülleinrichtungen 3 und 4 abgefüllt werden.
Wenn beim Füllen des Tanks 2 eine Störung im Betrieb der Sterilisieranlage 1 auftritt, werden die Ventile 6 und 9 geschlossen. Ausserdem wird das Ventil 7 geöffnet, so dass der gemeinsame Ventilraum 25 nun unter dem Druck von 3 atü des Sterilisierdampfes steht. Dieser Druck ist grösser als der Druck von 2 atü des Wassers, welches zum gegebenenfalls erforderlich werdenden Sterilisieren der Leitungen 10 und 22 verwendet wird, so dass eine eventuelle Infektion dieser Leitung sich nicht auf die Leitungen 13 und 19, den Tank 2 und die Abfülleinrichtung 3 ausdehnen kann.
Die Sterilisation der Leitungen 10 und 22 erfolgt dann wie oben unter Ziffer 2 beschrieben. Nach dieser Sterilisation kann dann die Füllung des Tanks 2 wie beschrieben fortgesetzt werden.
Wenn aus dem Tank 2 abgefüllt wird und zunächst kein Nachfüllen des Tanks 2 beabsichtigt ist, kann nach dem Schliessen der Ventile 6 und 9 das Ventil 8 geöffnet und die Dampferzeugung abgestellt werden.
Vor einem erneuten Füllen des Tanks 2 sind dann die oben beschriebenen Sterilisiermassuahmen erforderlich.
Die beschriebene Anlage hat folgende Vorteile: a) Die Sterilisiereinrichtung 1 mit ihren Leitungen 10, 22 und den an diese angeschlossenen Apparaten und der Lagertank mit seinen Leitungen 13 und 19 und den an diese angeschlossenen Apparaten können völlig unabhängig voneinander sterilisiert und betrieben werden.
b) Wenn in einem dieser beiden Teile der Anlage eine Störung auftritt, kann der andere Teil nicht nur weiter betrieben, sondern es können nach Behebung der Störung und Sterilisierung des gestörten Teiles beide Teile wieder miteinander verbunden werden, ohne dass die Gefahr einer Übertragung einer Infektion vom gestörten Teil auf den anderen Teil besteht.
Diese Vorteile werden auch dann erzielt, wenn die Anlage mehrere Lagrtanks und die Ventilanordnung 5 für jeden dieser Tanks ein dem Ventil 9 entsprechendes Ventil hat. Diese Tanks können auch zur Lagerung verschiedener, mittels der Einrichtung 1 sterilisierter Produkte, z. B. Milch, Rahm und Milchmischgetränke, dienen.
System with a storage tank for sterilized, fluid substances
The invention relates to a system with a storage tank for sterilized, fluid substances, for example an ultra-high-temperature sterilization system for milk, with at least one storage tank for the sterile intermediate storage of the sterilized milk before it is filled into packs. The use of at least one storage tank makes the sterilization and filling operations and the corresponding devices independent of one another. This enables the system to be used more economically if the ultra high-temperature device and the storage tanks including the associated lines and their valves can be sterilized independently of one another and reliably and sterile sealed off from one another.
This is achieved according to the invention by a multiple valve arrangement in which each of at least four lines leading to a line junction contains a controllable valve arranged directly at the junction, one of these lines being a supply line for the sterilized substance, a second line being a sterilizing steam line and a third line is a relief line and at least one other line leads to a storage tank assigned to it.
The valves of the multiple valve arrangement are expediently combined in one housing and have a common valve space which forms the line junction.
An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 shows the scheme of an ultra-high temperature sterilization system for milk, with a storage tank and two filling devices,
FIG. 2 shows a detail of FIG. 1.
In Fig. 1, 1 is an ultra high-temperature sterilization device, 2 is a storage tank, 3 and 4 are two filling devices, e.g. B. for tetrahedron packs. The system has a four-fold valve arrangement 5, which consists of four assembled valves 6, 7, 8 and 9, welcile have a valve chamber (27 in Fig. 2) in common. This valve chamber forms a junction of four lines 10, 11, 12, 13 which are each connected to one of the valves. The line 10 comes from the sterilizing device 1, the line 11 is a sterilizing steam feed line, the line 12 is a relief line and leads into a condenser 14, the line 13 leads to the lower end of the tank 2.
Another sterilizing steam line 15 leads through a reducing valve 16 to a three-way valve 17, through which the tank 2 can be connected either to the hot steam supply or to a feed line 18 for sterilized air. This line 18 also allows the air to escape when the tank 2 is filled. Together with the line 13, a line 19 is connected to the valve 9, which line leads to the filling device 3 and from there through a valve 20 to a condenser 21. A line 22 is connected to the valve 6 together with the line 10 and leads back to the filling device 4 and further through a pressure regulating valve 23 to the sterilizing device 1.
Between the valve 20 and the condenser 21, between the valve 8 and the condenser 14 and between the filling device 4 and the pressure control valve 23 there is a temperature sensor 24, 25 or 26, which triggers control processes when a limit temperature is reached, which is described below are.
According to FIG. 2, the valves 6, 7, 8 and 9 are lift switches, the valve seats of which adjoin a common valve chamber 27 of the valve housing 28. The valves 6, 7, 8 and 9 can, for. B. hydraulically or pneumatically operated or solenoid valves. The actuation means are not shown.
The operating phases of the system described are explained below:
1. To sterilize the common valve chamber 27, with the valves 6 and 9 closed, the valves 7 and 8 are opened, whereupon the sterilizing steam flows from the line 11 through this chamber 25 and the line 12 and condenses in the condenser 14. When the temperature sensor 25 detects the predetermined temperature for sterilization, for example 130 ° C., it triggers a delay switch which closes the relief valve 8 after the predetermined sterilization time, for example 20 minutes.
Then the space 25 remains under the vapor pressure of z. B. 3 atü, so that no germs can penetrate into it.
2. To sterilize the circuit containing the sterilizing device 1, the lines 10 and 22, the filling device 4, and the pressure control valve 23, water of, for example, 2 atmospheres and, for example, 1300 ° C. is passed through this circuit, the valve 7 being open, the valves 6 , 8 and 9 remain closed and the valve 23 ensures that the pressure is maintained at 2 atmospheres. When the temperature sensor 26 detects the temperature of 1300 C, it causes the relief valve 8 to open and triggers an associated delay switch which closes this valve 8 again after a predetermined time of, for example, 20 minutes. This ensures that the space 25 and thus also the seat and the closure piece of the valve 6 connected to the lines 10 and 22 are reliably sterilized.
3. To sterilize the storage tank 2 and the filling device 3, with the valve 7 open and the valves 6, 8 and 9 closed, the sterilizing steam of 130 ° C., the pressure of which in the reducing valve 16 is reduced from 3 to 2 atmospheres, is activated by setting the valve 17 accordingly the tank 2, the lines 13 and 19 and the filling device 3, whereupon the steam condenses in the condenser 21.
When the temperature at the temperature sensor 24 has reached the predetermined minimum value of, for example, 1300 C, this sensor causes the relief valve 8 to open and triggers a delay switch that closes the valve 8 again after a predetermined sterilization time of, for example, 20 minutes, which ensures that the seat and the closing piece of the valve 9 and the space 25 adjoining them are also sterilized.
4. To fill the storage tank 2 with milk sterilized in the sterilizing device 1, the valves 8 and 9 are kept closed and the valves 6 and 7 are opened after the sterilization measures described above have been carried out. If desired, filling can be carried out simultaneously with one of the two filling devices 3 and 4.
If a malfunction occurs in the operation of the sterilization system 1 while the tank 2 is being filled, the valves 6 and 9 are closed. In addition, the valve 7 is opened, so that the common valve chamber 25 is now under the pressure of 3 atmospheres of the sterilizing steam. This pressure is greater than the pressure of 2 atmospheres of the water, which is used to sterilize the lines 10 and 22, if necessary, so that any infection of this line does not affect the lines 13 and 19, the tank 2 and the filling device 3 can expand.
The lines 10 and 22 are then sterilized as described above under item 2. After this sterilization, the filling of the tank 2 can then be continued as described.
When filling from the tank 2 and initially no refilling of the tank 2 is intended, the valve 8 can be opened after closing the valves 6 and 9 and the steam generation can be switched off.
The sterilization measures described above are then required before the tank 2 is filled again.
The system described has the following advantages: a) The sterilization device 1 with its lines 10, 22 and the apparatus connected to it and the storage tank with its lines 13 and 19 and the apparatus connected to it can be sterilized and operated completely independently of one another.
b) If a malfunction occurs in one of these two parts of the system, the other part can not only continue to operate, but after the malfunction has been rectified and the malfunctioning part has been sterilized, both parts can be reconnected without the risk of an infection being transmitted from the disturbed part to the other part.
These advantages are also achieved when the system has several storage tanks and the valve arrangement 5 has a valve corresponding to the valve 9 for each of these tanks. These tanks can also be used to store various products sterilized by means of the device 1, e.g. B. milk, cream and mixed milk drinks are used.