CN114206130A - 用于运行巴氏灭菌装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行被填充在封闭容器中的食品进行巴氏灭菌的巴氏灭菌装置的方法。通过将经调温的、含水的处理液体施加到容器的外侧,食品在处理区中被处理。为了重复使用,处理液体通过循环回路的循环回路管路再次供应给至少一个处理区。借助至少一个浓度测量传感器在至少一个测量位置上求取包含在处理液体中的至少一种化学物质和/或至少一种所添加的过程化学品和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。基于所求取的实际值影响处理液体中至少一种所包含的化学物质和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度。

Description

用于运行巴氏灭菌装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行对被填充在封闭容器中的食品进行巴氏灭菌的巴氏灭菌装置的方法。
背景技术
巴氏灭菌是主要通过对食品进行针对性的调温来保存食品的方法。通常将食品加热到升高的温度水平,以消除可繁殖的活微生物。通常,在巴氏灭菌之前将食品填充入容器,封闭容器,并且为了对食品进行调温或巴氏灭菌,将经调温或经加热的处理液体施加到容器的外侧。以这种方式可以提供已经库存的或售卖完成的产品。
在这些情况下,通常使用昂贵的所谓的隧道式巴氏灭菌机,其中,填充有食品并封闭的容器引导通过多个处理区并且在相应的处理区中利用经调温的处理液体被浇注或喷洒。广泛使用的是这样的设备,在这些设备中食品首先在区中连续加热并且随后在另外的区中连续冷却。通常,为此所使用的含水的处理液体至少绝大部分在围绕处理区的循环中引导并且持续地重复使用。这一方面是为了节约资源地保持新鲜水需求尽可能小。另一方面,以这种方式也能够降低为了对处理液体进行调温所需的能量耗费。
但是自然地,在含水的处理液体的这种持续的重复使用或处理液体的持续的循环引导中不可避免的是,随着时间的推移将杂质带入到含水的处理液体中,由此这导致继续进行的污染并且随后也导致处理液体或处理水的细菌感染。引入杂质和微生物的来源可以是例如环境空气、在需要时用于冷却处理液体的冷却塔、操作人员、容器的运输器件的磨损,或者例如容器本身,例如来自印刷、标签或标牌的微粒,以及例如在容器损坏的情况下容器的内容物。
因此,在这种巴氏灭菌装置中的处理液体的细菌感染的倾向是,一方面,循环的或持续重复使用的处理液体富集有营养物质,并且此外由于对待巴氏灭菌的物品冲喷而是高度增氧的或被氧气饱和的。此外,在这种隧道式巴氏灭菌机中,至少在管道和处理区中以分区的方式存在有利于微生物繁殖的水参数,例如是由于过程水的有利温度水平。这又导致尤其以所谓的生物膜的形式的沉积物的形成,沉积物使得在一定的时间间隔内可能需要停止生产和维护或清洁以及随后的巴氏灭菌设备的重新填充。
为了考虑该问题和对处理液体的另外的要求、尤其是在巴氏灭菌机中的卫生要求,向根据现有技术的处理液体混合化学品,以稳定含水的处理液体或过程水并且以实现所希望的过程影响。这些化学品的添加在此根据现有技术以时间控制的方式和/或以体积控制的方式进行。然而,由于这种巴氏灭菌装置中的高温负荷,发生这种过程化学品的高的或快速的化学降解。此外,过程化学品的化学降解和由此浓度的逐渐降低也可以通过过程化学品彼此之间的化学反应或通过过程化学品或溶解在处理液体中的其他物质的降解产物引起。附加的问题在于,例如由于冲喷填充有食品的容器或者由于蒸发而持续地使得循环的含水的处理液体的部分量从这种巴氏灭菌装置的循环回路中损失,并且必须通过新的处理液体或新鲜水来代替这些部分量。在此必须经常动用不同的新鲜水源,其中,来自不同源头的新鲜水可以具有大幅变化的品质或大幅变化的水参数。此外,通过供应新鲜水,出现循环的含水的处理液体的稀释。
由于这些所描述的问题,如对应于过程化学品的化学降解或不同的新鲜水品质,根据现有技术混合了高量的或甚至过量的过程化学品,以便可靠地实现所希望的过程效果。尤其是,比基本所需的量高得多的量的过程化学品加入含水的处理液体中,或者过程化学品计量过多。然而,化学品的这种大量使用从经济和生态的角度来说都是不利的。此外,对于大量的化学品及其存储出现高的成本。此外,过程化学品的这种过高的使用可能引起不希望的副作用。例如,可能出现设备部件中的腐蚀以及还与处理过的容器的其他不希望的反应。
过去,已经提出了一些措施来减少化学品使用,以稳定巴氏灭菌设备的持续重复使用的处理液体。主要提出了用于清洁的措施,这些措施主要目的在于除去可过滤的和/或可沉淀的颗粒状物质。这些措施主要涉及大颗粒物质的过滤或其通过重力辅助的沉淀进行分离,如例如在EP 2 722 089 Al中所描述的那样。此外,也提出了一些措施,借助这些措施也可以从在循环中被引导的处理液体中去除细颗粒至精细颗粒的物质,包括微生物。在这方面,例如可以使用WO 2016/100996 Al中提出的措施获得良好的结果。
然而,鉴于现有技术,关于巴氏灭菌装置和用于其运行的方法,在对持续重复使用的或在循环中引导的处理液体进行清洁和杀菌方面,仍然存在改进的需求。
发明内容
本发明的任务是,提供一种与现有技术相比改进的用于运行巴氏灭菌装置的方法以及一种改进的巴氏灭菌装置,借助所述方法和装置,可以利用尽可能少地使用化学品实现持续重复使用的处理液体的有效稳定,使得能够在尽可能长的时间段内没有维护中断或清洁中断的情况下实现持续不间断的运行。
所述任务通过根据权利要求所述的方法来解决。
用于运行对填充在封闭容器中的食品进行巴氏灭菌的巴氏灭菌装置的方法包括:通过借助运输器件在运输方向上将填充有食品的和封闭的容器运输通过多个处理区。通过将经调温的处理液体施加到容器的外侧,食品在处理区中被处理。在此,向每个处理区通过供应管路供应具有确定温度的处理液体。
这使得在封闭的容器中的食品在运输方向上在至少一个加热区中预热,在运输方向上继而在至少一个巴氏灭菌区中加热至巴氏灭菌温度并且继而在运输方向上在至少一个冷却区中冷却。处理液体在施加到容器上之后被收集在处理区中,并且收集的处理液体通过循环回路的循环回路管路再次供应到至少一个处理区以进行重复使用。
向处理液体中添加至少一种用于水稳定或用于实现所希望的方法技术效果的过程化学品。
借助至少一个浓度测量传感器在至少一个测量位置上或在至少一个测量区段上求取包含或溶解在处理液体中的至少一种化学物质或至少一种所添加的过程化学品或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。
此外,基于在至少一个测量位置上借助至少一个浓度测量传感器求取的实际值,通过在至少一个计量位置上借助至少一个计量装置计量加入至少一种过程化学品和/或至少一种添加的过程化学品,在至少一种包含在处理液体中的至少一种化学物质的浓度或者至少一种添加的过程化学品的浓度或至少一种添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值方面,影响至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或添加的内部标准物的浓度。
换言之,处理液体中所包含的至少一种化学物质的浓度和/或在处理液体中的至少一种添加的过程化学品的浓度可以关于至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的额定值通过借助至少一个计量装置每时间单位控制至少一种过程化学品的计量值和/或所述至少一种过程化学品的计量值来影响。在此,过程化学品的计量值可以根据包含在处理液体中的化学物质的浓度的所求取的实际值和/或根据过程化学品自身浓度的所求取的实际值和/或间接地根据添加的内部标准物的所求取的实际值来控制。可以规定,通过计量加入过程化学品,这些过程化学品自身的浓度在这些过程化学品的浓度的额定值方面受到影响。备选地或附加地,通过计量加入过程化学品,可以主要影响包含在处理液体中的一种或多种化学物质的浓度。
包含在或溶解在处理液体中的化学物质理解为本身包含在含水的处理液体中并且不被添加的化学物质。这种包含在处理液体中的物质尤其通过将新的处理液体或新鲜水供应到巴氏灭菌装置中来引入。作为重要的示例,在该位置处可以提及决定处理液体的pH值的H3O+离子,以及决定含水的处理液体的水硬度的碱金属和碱土金属盐,尤其是Ca盐和Mg盐。
概念过程化学品被理解为计量加入到处理液体中的化学品,其中,通过计量加入相应的过程化学品来影响过程化学品本身的浓度或包含在处理液体中的化学物质的浓度。下面还要更详细地阐述适合于本发明的巴氏灭菌方法的过程化学品的示例。在计量加入多种过程化学品的情况下,优选可以规定,选择具有尽可能低的彼此化学反应趋势的过程化学品。由此可以避免过程化学品的损失或避免过程化学品在处理液体中的浓度下降。下面还要更详细地解释相应的过程化学品的示例,这些过程化学品彼此显示出很小的化学反应趋势。
内部标准物如本身已知的那样被理解为以已知的浓度或处理液体的量添加的物质,并且所述物质的浓度借助相应的、适合于检测这种内部标准物的浓度测量传感器精确地并且尤其也以低的证明极限求取。内部标准物例如可以由颜料、尤其荧光颜料形成。作为合适的内部标准物被提到的是荧光素、罗丹明、或优选1,3,6,8芘四磺酸、钠盐(PTSA)。
在此,内部标准物向处理液体中的添加原则上可以与(一种或多种)过程化学品的添加分开地进行。然而优选地,处理液体的内部标准物与至少一种过程化学品一起混合,并且尤其与过程化学品(通过求取内部标准物的浓度推断其浓度)一起混合。特别地,因此能够借助计量装置共同地将过程化学品和内部标准物计量加入到处理液体。借助这种添加的内部标准物,尤其,例如如上所述的(一种或多种)过程化学品的损失可以通过对容器的冲喷或通过处理液体的蒸发,尤其在巴氏灭菌区中的处理液体的蒸发以及通过用新的处理液体的替换来检测。
确定或求取在已知浓度下添加或计量加入到处理液体中的内部标准物的浓度的实际值,当然可以基本很容易地被考虑作为用于预设所有添加或计量加入的过程化学品的额定值的基础。在这种情况下,不能通过除了处理液体自身的损失外的效应直接检测过程化学品的浓度的损失或下降。过程化学品的这种其他损失例如可能由于过程化学品与包含在处理液体中或溶解在处理液体中的化学物质或者彼此之间的化学反应引起,或者在计量加入杀生物剂的情况下例如通过杀灭微生物引起。因此,在求取所添加的或计量加入的内部标准物的浓度的情况下,作为计量加入至少一种过程化学品的基础,可以规定,基于所述内部标准物的浓度的所求取的实际值,借助校正因子增加所述至少一种过程化学品的浓度的额定值,并且鉴于借助校正因子增加的、过程化学品的预设的该额定值,进行所述至少一种过程化学品的计量加入。在此,提高至少一种过程化学品的浓度的额定值理解为,这种提高或校正因子相对于额定值进行校正,该额定值通过内部标准物的浓度的实际求取的实际值以计算方式得出。换句话说,在求取内部标准物的浓度的实际值时,作为预设额定值的基础可以规定,由于所述超高或所述额定值的校正因子,相应地以比由所述内部标准物的浓度的实际求取的实际值所得出的量更高的量来计量加入所述至少一种过程化学品。
与此无关地,浓度的借助至少一个浓度测量传感器求取的至少一个实际值原则上完全用作为用于控制可变量地计量加入(一种或多种)过程化学品的测量基础或测量参考。在求取过程化学品的浓度的较低实际值和/或包含在处理液体中的化学物质的浓度的较低实际值和/或添加的内部标准物的浓度的较低实际值作为浓度的相应的预设的额定值时,可以提高计量值,即每时间单位内计量加入给处理液体的(一种或多种)过程化学品的量。相反,在求取比浓度的相应预设的额定值更大的实际值时,每时间单位的(一种或多种)过程化学品的计量值可以减少,或者至少暂时地完全停止。(一种或多种)过程化学品例如可以通过将(一种或多种)过程化学品的浓缩含水溶液供应到或按体积计量加入到处理液体中来进行。在一种或多种过程化学品上求取或确定为达到预设的额定值所需的(一种或多种)计量值可以以本身公知的方式对于每种所计量加入的过程化学品借助化学计量计算和/或例如事先实验地通过实验室试验或在巴氏灭菌装置上的试验进行。
所有对于控制一种或多种过程化学品的计量加入所需的运算操作可以以本身已知的方式映射在控制装置或控制装置的计算机实施的程序中。为此,这种控制装置可以与至少一个浓度测量传感器信号连接并且为了操控目的与至少一个计量装置信号连接。(一种或多种)过程化学品的计量值的控制如本身已知的那样例如可以借助可操控的计量阀来进行。然而,原则上,也可以完全手动地调节一种或多种过程化学品的计量值。
尤其根据巴氏灭菌装置的大小和设计,原则上足够的是,在仅一个测量位置或测量区段上求取至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度的和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度的和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的实际值。同样,如果至少一种过程化学品仅在一个计量位置或处理液体的计量区段处计量加入,则原则上是非常有意义和足够的。然而也可以有利的是,在多个测量位置或多个测量区段上求取包含在处理液体中的至少一种化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的多个实际值,其中,当然,所求取的实际值当然也可以是不同的。例如可以规定,在至少一个布置在循环回路或处理区中的测量位置上求取至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。但是也可能有意义的是,在至少一个布置在用于新的处理液体的供应管路中的测量位置上求取至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。
当然同样也有意义的是,借助一个或多个计量装置在多个计量位置或计量区段上向处理液体计量加入所述至少一种过程化学品。原则上例如可以规定,借助至少一个计量装置在至少一个布置在循环回路或处理区中的计量位置处计量加入至少一种过程化学品。然而也可能有利的是,至少一种过程化学品在布置在用于新的处理液体的供应管路中的至少一个计量位置上被计量加入给处理液体。
非常原则上地,对至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的一个或多个额定值的预设,可以基于一个或多个实际值自然可变地进行。此外也完全可能的是,对于不同的测量位置或测量区段,预设处理液体中所包含的至少一种化学物质的浓度和/或所添加的至少一种过程化学品的浓度和/或所添加的至少一种内部标准物的不同的额定值。这首先是关于在巴氏灭菌装置中以分区的方式的非常不同的参数,特别是处理液体的不同温度。下面还要更详细地描述有利的方法实施方案。
当然,也可以在多个计量位置上向处理液体计量加入多种过程化学品,并且可以求取在处理液体中包含的多种化学物质和/或多种过程化学品的浓度的多个实际值。随后,可以基于相应求取的实际值来实现多种过程化学品的受控的计量加入。下面还要更详细地阐述可以被计量加入给处理液体的过程化学品的示例。在这种情况下,过程化学品的选择可以根据相应的要求进行,并且可以例如取决于容器的类型,例如玻璃瓶或铝罐,取决于相应地待设定的巴氏灭菌温度和其他因素。
此外,原则上,一种过程化学品可以包括多种化学物质或成分,并且过程化学品的单个物质也可以在多种效应方面是合乎目的。因此,过程化学品的各个化学成分例如可以作为用于避免无机沉积物的防石剂以及作为腐蚀抑制剂是有效的,如这在下面借助合适的过程化学品的示例还要描述的那样。
通过所提出的措施,能够提供具有处理液体的改进的稳定性的有效的方法。可以针对性地进行(一种或多种)过程化学品的计量加入,使得使用尽可能少量的计量加入的一种过程化学品或计量加入的多种化学品也可以实现改进的稳定性。此外,通过所说明的措施可以避免不希望的和不利的过程化学品的过计量。过去,这种过计量往往需要去除以过程化学品高加载的处理液体并且用新的处理液体代替。
已经发现,通过所说明的措施,可以实现巴氏灭菌装置的运行效率的提高。尤其,可以实现巴氏灭菌装置的长时间不间断运行,其中,可以有效地避免由于维护操作和/或清洁操作,例如由于生物膜或通常的沉积物的形成,而导致的常规巴氏灭菌运行的中断。
在该方法的改进方案中可以规定,借助至少一个计量装置在至少一个布置在循环回路或处理区中的计量位置处计量加入至少一种过程化学品。通过该措施,首先可以稳定在围绕处理区的循环回路中引导的处理液体,并且因此提供了巴氏灭菌装置的尽可能长的、不间断的运行。非常原则上地,当然也可以在其他计量位置处(例如在用于新的处理液体或新鲜水的供应管路中)计量加入(一种或多种)过程化学品。
此外可以规定,借助布置在循环回路或处理区中的至少一个测量位置上的至少一个浓度测量传感器,求取至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。由此,可以在浓度方面有效地监控在围绕处理区的回路中循环的处理液体,并且可以通过计量加入(一种或多种)过程化学品有针对性地在浓度的一个或多个预设的额定值方面影响浓度。
也可以适宜的是,借助第一浓度测量传感器和第二浓度测量传感器在至少两个彼此间隔开的测量位置上求取处理液体中的至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的第一实际值和第二实际值,并且基于借助第一浓度测量传感器求取的实际值和/或基于借助第二浓度测量传感器求取的实际值,在至少一种被包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值方面影响至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度。
该措施已经被证明在具有高的巴氏灭菌能力和处理液体的长运输路径的大型巴氏灭菌装置中是特别有利的。特别地,通过所说明的这些措施,可以有效地监控被包含在处理液体中的物质的浓度和/或过程化学品的浓度和/或沿着其他运输路径的内部标准物的浓度的降低,并且在需要时相应地适配(一种或多种)过程化学品的计量加入。在此,多个求取的实际值或可以分别仅将求取的实际值用于控制(一种或多种)过程化学品的计量加入。
例如可以规定,所述第一实际值借助关于所述处理液体的流动方向在计量装置上游相邻布置的第一浓度测量传感器来求取,并且所述第二实际值借助关于所述处理液体的流动方向在所述第一浓度测量传感器的上游相距至少5米布置的第二浓度测量传感器来求取。
然后,例如可以基于两个求取的实际值的加权来执行(一种或多种)过程化学品的计量加入。例如,可以在使巴氏灭菌装置很容易形成生物膜或腐蚀的测量位置处求取借助第二传感器求取的实际值。在这种情况下,可以为该第二实际值分配例如90%的权重,并且借助第一传感器求取的实际值例如仅以10%加权。
借助计量装置基于借助浓度传感器求取的实际值计量加入给处理液体的至少一种过程化学品例如可以选自这样的组,该组包括杀生物剂、pH调节剂、防石剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂和/或选自该组的过程化学品的混合物。所述过程化学品彼此独立地并且也彼此组合地被证明在巴氏灭菌装置的保护和在处理区中处理的容器的保护方面是有利的。当然,计量加入所提到的过程化学品中的多种过程化学品也可以是合乎目的和有意义的,并且在大多数情况下这也是值得推荐的。在此,各个过程化学品可以分别在彼此分开地布置的计量位置处计量加入。然而,当然也可能的是,借助共同的计量装置在相同的计量位置处将多种过程化学品计量加入至处理液体,由此原则上可以实现更有效的计量加入。
在该方法中尤其可以规定,待巴氏灭菌的食品被填充在金属、尤其是具有铝的容器中,例如具有包括金属的封闭件(封闭件例如是螺旋盖)的瓶,或者例如是已知的铝饮料罐。尤其是在包括金属的容器的情况下,由于处理液体持续影响容器,所以通过利用经调温的处理液体处理以对容器中的食品进行巴氏灭菌可能造成在容器的具有金属的位置处发生变色。在铝罐的情况下,这被称为所谓的井水黑。如已经证实的那样,在这种情况下,含水的处理液体的参数或组成,例如其pH值和化学品含量起着重要作用,并且可以通过低浓度和适当选择过程化学品来抵抗包含金属、尤其是铝的容器的变色,或者通过用含水的处理液体处理来避免这种变色。
在该方法的优选的实施方式中,可以借助至少一个计量装置在至少一个计量位置向处理液体计量加入至少一种通过杀生物剂形成的过程化学品。由此,尤其可以抵抗生物膜的形成,并且可以至少延迟可能需要的用于去除这种生物膜的清洁措施。优选的杀生物剂的示例包括二氧化氯、氯酸盐、过乙酸或溴硝醇。
在此可以适宜的是,借助至少一个计量装置将杀生物剂计量加入到处理液体的体积流,处理液体的该体积流按流动技术引导至冷却区的循环回路管路中引导。
如已经证实的,尤其是在冷却区的区域中,能够确定形成生物膜的增加的趋势,这可能还归因于在这些冷却区的区域中冷凝的处理液体。已证实,在冷却区的区域中计量加入杀生物剂对于避免生物膜形成特别有效。这也是因为通过这种措施可以避免由于到冷却区的长的运输路径导致的杀生物剂的消耗或损失。
在该方法中也可以完全一般性地规定,借助至少一个杀生物剂浓度测量传感器求取在布置在循环回路或处理区中的至少一个测量位置上的杀生物剂浓度的至少一个实际值,在所述测量位置上引导具有20℃至55℃的温度的处理液体。
因此,在具有处理液体温度水平的所说明的范围的巴氏灭菌装置的测量位置或测量区段上监控处理液体中的杀生物剂浓度是特别有利的,因为在这样的位置上在处理液体中存在温度条件,所述温度条件原则上实现或甚至有利于微生物的生长或繁殖。因此,在这些位置或区段上形成生物膜也特别可能。优选可以规定,借助至少一个浓度传感器,求取在至少一个测量位置或至少一个测量区段上的杀生物剂浓度的至少一个实际值,在所述测量位置或所述测量区段上引导具有30℃至45℃的温度的处理液体。
但是,这样的方法实施方案也可以是有利的,即,其中在至少一个布置在循环回路或处理区中的计量位置上借助至少一个计量装置向所述处理液体计量加入杀生物剂,在所述计量位置上引导具有20℃至55℃的温度的处理液体。
通过该措施首先可以确保,在处理液体中在尤其是对于生物膜形成敏感的计量位置或者计量区段处可以提供并且也可以维持足够高的杀生物剂浓度。因此,可以避免处理液体中沿着长的运输路径的过高杀生物剂消耗的可能问题。尤其能够借助至少一个计量装置在至少一个计量位置或至少一个计量区段处将杀生物剂计量加入处理液体,在所述计量位置或所述计量区段处引导具有30℃至45℃的温度的处理液体。
在该方法的优选的改进方案中可以规定,在至少一个二氧化氯计量位置借助至少一个二氧化氯计量装置向处理液体计量加入二氧化氯作为杀生物剂。
二氧化氯作为杀生物剂原则上提供了相对于备选的杀生物剂的一些优点,例如高效率或低腐蚀倾向,并且也是生态学上有意义的杀生物剂。令人惊讶地,在所说明的具有处理液体的循环引导的巴氏灭菌方法中使用二氧化氯作为杀生物剂被证明是非常有效的。一方面,尽管在处理区和循环回路中是分区的,但是循环的处理液体的温度水平非常高,这种温度区段式地明显高于约45℃的二氧化氯分解温度。
而且,令人惊讶的是,在循环回路中连续引导的处理液体中,二氧化氯也表现出非常好的杀生物效果。尽管二氧化氯本身消耗高,但这是已知的。令人惊讶的是,在所说明的方法中也可以在循环回路中的足够远的运输路径上在处理液体中实现二氧化氯,从而至少在巴氏灭菌装置的生物膜敏感位置处可获得期望的杀生物效果。
在这种情况下,也可以根据需要,例如根据污染程度和/或例如根据处理液体中所求取的细菌数量,改变或可变地预设二氧化氯浓度的额定值。例如,二氧化氯浓度的额定值可选自0.5mg/L至10mg/L,优选1mg/L至5mg/L,尤其是1.5mg/L至4mg/L的范围。
此外,可以使用这样的方法实施方案,即,其中借助提供装置在原位化学制造二氧化氯并且提供给(一个或多个)计量装置。
由此,可以根据需要为(一个或多个)计量装置提供二氧化氯。在这种情况下,可以借助本身已知的方法来制造二氧化氯,例如通过盐酸-亚氯酸盐方法或过硫酸盐-亚氯酸盐方法或过二硫酸盐-亚氯酸盐方法。特别优选地,所谓的单成分-固体方法用作二氧化氯提供方法,其中,用于化学制造二氧化氯所需的成分以可以溶解在水中的惰性形式存在。尤其由于产品较高的长期稳定性和易于处理,后一种提供方法是优选的。
在该方法的改进方案中可以规定,借助至少一个pH测量传感器在至少一个测量位置上求取所述处理液体的pH值的至少一个实际值,并且基于pH值的所求取的实际值通过在至少一个计量位置上借助至少一个计量装置关于所述处理液体的pH值的至少一个可预设的额定值来计量加入至少一种包括有机酸或无机酸的pH调节剂,来影响所述处理液体的pH值。
处理液体的pH值的针对性的控制被证明在大量的方法因素方面是非常重要的。处理液体的pH值例如对无机或有机沉积物的形成显示了影响,并且在避免在处理区中处理的具有金属的容器上的变色时也起到重要作用。
优选可以规定,所述至少一种pH调节剂包括选自硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、葡糖酸、乳酸、葡庚酸或选自该组的酸的混合物的至少一种酸。
所提到的酸对于避免巴氏灭菌装置的腐蚀特别有效,并且还已经证明避免具有金属的容器上的变色是合适的。
特别优选地可以规定,通过计量加入至少一种pH调节剂将处理液体的pH值设定到3.5至7.0,尤其是设定到0至6.5。
此外可以规定,在至少一个测量位置上求取处理液体的pH值的至少一个实际值,在所述测量位置上引导具有40℃至90℃的温度的处理液体。
在这样的测量位置上测量pH值主要在腐蚀技术方面被证明是有利的。尤其,基于在这样的pH值测量位置上求取的pH实际值,关于处理液体的pH额定值设定处理液体的pH值对于避免巴氏灭菌装置中的腐蚀可能是有利的。
在该方法的另外的实施方式中也可以规定,借助至少一个计量装置在至少一个计量位置上向所述处理液体计量加入至少一种通过腐蚀抑制剂形成的过程化学品。
在此,可能特别有意义的是,至少一种腐蚀抑制剂包含至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡糖酸、乳酸、柠檬酸和/或二价锌盐和/或磷酸酯。
通过这种腐蚀抑制剂,可以有效地保护巴氏灭菌装置的特别是与处理液体接触的部件,例如管道和收集槽,以及具有金属的容器免受腐蚀。合适的膦酸或膦酸盐的示例可以是1-羟基乙烷(1,1-二膦酸)(HEDP)和3-羧基-3-膦酰基己二酸(PBTC)或其盐。
在此方面也可以适宜的是,在至少一个布置在循环回路或处理区中的计量位置上借助至少一个计量装置计量加入所述至少一种腐蚀抑制剂,在该计量位置上引导具有55℃至95℃温度的处理液体。
通过这种措施可以确保,在巴氏灭菌装置的在腐蚀方面特别敏感的位置处有足够浓度的腐蚀抑制剂。
在该方法的另外的实施方式中也可以规定,在至少一个布置在用于新的处理液体的供应管路中的测量位置上求取所供应的新的处理液体的电导率的实际值,并且至少部分地或主要地基于所供应的新的处理液体的电导率的所求取的实际值来预设至少一种过程化学品的浓度的额定值和/或适配至少一种过程化学品的计量值。
原则上,新的处理液体的电导率可以手动地通过在测量位置处取样和紧接着的实验室测量来求取。优选可以规定,借助构造为电导率传感器的浓度测量传感器来求取电导率。在此,新的处理液体的电导率的求取代表了在新鲜供应的处理液体中溶解的离子的总浓度。通过所说明的措施,尤其是能够对所供应的新的处理液体的变化的质量或组成作出反应。随后,通过这些措施能够有针对性地并且至少部分地或甚至主要地根据供应的新的处理液体或包含在其中的或溶解的化学的或离子的物质实现(一种或多种)过程化学品的计量加入。
在该方法的另外的实施方式中可以规定,借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器在至少一个测量位置上求取所述处理液体的水硬度的实际值,并且基于所求取的水硬度的实际值在至少一个计量位置上借助至少一个计量装置关于用于所述防石剂的浓度的至少一个可预设的额定值来计量加入防石剂。
通过该措施,首先可以抑制无机沉积物的形成,即在巴氏灭菌装置中的结石,尤其是石灰沉积物的形成。如本身已知的,硬度成分Ca2+和Mg2+可以借助防石剂来掩盖。用于求取Ca2+和/或Mg2+浓度的传感器可以特别地包括离子选择电极。
在此特别可以规定,借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器在至少一个布置在用于新的处理液体的供应管路中的测量位置上求取所述处理液体的水硬度的实际值,并且在布置在用于新的处理液体的所述供应管路中的至少一个计量位置上借助至少一个计量装置计量加入防石剂。
防石剂可以包括至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸,和/或选自包括聚磷酸盐、水溶性聚丙烯酸酯和由马来酸与丙烯酸形成的共聚物的组的至少一种低聚或聚合的物质。如上所述,所提到的化学品中的一些化学品也已经证明在腐蚀防护方面非常适合。
在该方法的改进方案中也可以规定,在检测到计量加入的过程化学品,尤其是计量加入的杀生物剂的浓度超出预设的额定值时,借助与处理区有效连接的抽吸装置从处理区抽吸气体气氛。尤其是在处理区没有完全与环境空气分离的情况下,这对于防止杀生物剂从巴氏灭菌装置泄漏到环境中特别有意义。尤其在不发生处理液体在循环回路中循环的故障情况下,该措施能够是适宜的。
优选地,可以设置一种方法实施方案,即,其中借助至少一个液体取出器件从在循环回路中循环的处理液体中或者从在处理区中的处理液体中持续地取出部分量的处理液体以形成处理液体的至少一个分流,所述至少一个分流通过至少一个旁路的流入管路被供应给布置在所述至少一个旁路中的膜过滤装置并且被过滤,并且接着又被导回到循环回路中或者被导回到处理区中。
通过该措施,可以在连续运行中从处理液体中持续地滤除颗粒状杂质,包括微生物。由此可以显著改善计量加入的过程化学品,尤其是计量加入的杀生物剂的效率,并且因此可以进一步降低过程化学品的浓度至足够的效果所需的浓度。在此,旁路是循环回路的组成部分。
在这种情况下特别地可以规定,借助至少一个计量装置在所述至少一个旁路中按流动技术布置在膜过滤装置之后的至少一个计量位置上向作为过程化学品的处理液体计量加入杀生物剂。
这是用于计量加入杀生物剂的特别有效的措施,因为杀生物剂被混合到或计量加入到具有非常少或几乎没有颗粒杂质的直接预净化的处理液体中。由此,再次可以将杀生物剂的消耗保持得非常低并且可以实现杀生物剂在整个循环的处理液体中的良好运输或良好分布。
附图说明
为了更好地理解本发明,借助以下附图对本发明进行更详细阐释。
在此,以非常简化的示意图示出:
图1是巴氏灭菌装置的实施例的示意图,用于说明用于运行巴氏灭菌装置的方法。
具体实施方式
首先要确定,在不同描述的实施方式中相同的部件设有相同的附图标记或相同的构件名称,其中,在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明,例如上、下、侧等也涉及直接描述的以及所示的附图,并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置上。
在图1中示意地示出用于对填充在封闭容器2中的食品进行巴氏灭菌的巴氏灭菌装置1的实施例,通过该巴氏灭菌装置可以执行用于运行巴氏灭菌装置的方法。巴氏灭菌装置1包括多个处理区3,所述处理区具有用于将处理液体5施加到封闭容器6的外侧6上的冲喷器件4。在根据图1的实施例中,纯示例性地且出于更清楚的原因仅示出五个处理区3,其中,当然,根据巴氏灭菌装置1的要求和设计,也可以设置更少或更多的处理区3。因此,具有10个、15个或更多个处理区3的巴氏灭菌装置是完全常见的。
在巴氏灭菌装置1的运行中,对食品进行巴氏灭菌,使得事先将食品填充到容器2中,并且将容器2封闭。通过借助冲喷器件4将含水的处理液体5施加到容器2的外侧6上,在各个处理区3中对填充有食品并且封闭的容器2进行处理。各个处理区3的冲喷器件4例如能够通过喷洒器式的或喷嘴式的冲喷器件或一般地通过用于将处理液体分布在相应处理区3中的器件形成。以这种方式将经调温的含水的处理液体5施加到容器2的外侧6,由此容器2以及因此填充在容器2中的食品可以被针对性地调温和灭菌。容器2例如可以由瓶子、罐或其他贮存器形成,并且原则上由不同的材料构成,并且必要时可以进行涂覆或印刷。
在该方法中尤其可以规定,待巴氏灭菌的食品被填充到具有金属、尤其是铝的容器2中,例如具有包括金属的封闭盖的瓶。尤其是,容器2可以由铝饮料罐2形成,这也在图1中示出。
为了将容器2运输通过处理区3,设置有运输器件7。在图1中所示的实施例中,运输器件7包括两个被驱动的传送带8,由此,在所示的实施例中,在巴氏灭菌装置1的运行中,被填充食品并被封闭的容器2在两个平面中被运输通过处理区3。这可以在图1中用箭头表示的运输方向9上,例如从左向右进行。
在巴氏灭菌装置1的运行中例如可以规定,首先在一个处理区3或多个处理区3中加热容器2中的食品,接着在运输方向8上在一个或多个处理区3中加热并保持在巴氏灭菌温度,并且接着在运输方向9上在一个或多个处理区3中有针对性地冷却食品。
在图1所示的巴氏灭菌装置1的实施例中,例如在运输方向9上看,首先设置两个被构造为加热区10、11的处理区3,在该处理区中,在装置1的运行中首先连续地预热食品或容器2。在所示的实施例中,为了在运输方向9上对加热区10、11进行食品的巴氏灭菌,设置有巴氏灭菌区12。在该处理区或巴氏灭菌区3、12中,通过供应经适当经调温的处理液体5并将处理液体冲喷到容器2的外侧6来对食品进行巴氏灭菌。在图1的实施例中,在运输方向9上随后设置有两个构造为冷却区13、14的处理区3,在该冷却区13、14中在巴氏灭菌装置1的运行中通过供应分别具有适合于冷却容器6的温度的处理液体5来连续地冷却食品或者容器。
如图1所示,巴氏灭菌装置1针对每个处理区3包括用于每个处理区3的供应管路15,用于将处理液体的经调温的体积流供应到相应的冲喷器件4。此外,巴氏灭菌装置1包括用于对处理液体5进行调温或者用于对处理液体5的各个被供应给处理区3的体积流进行经调温的调温器件16。在图1中示出的实施例中,例如设有阀17、尤其是流量调节阀作为调温器件16,经由所述调温器件能够将来自热水箱18的热处理液体或来自冷水箱19的冷处理液体分别混合到处理液体5的供应给处理区3的一些体积流以用于调温。为了加温或加热处理液体,此外如在图1中所示,能够设有加热器件20、例如换热器、如热蒸汽换热器作为一般的调温器件16。为了一般地冷却处理液体5,同样能够设有冷却器件21,例如冷水换热器。在巴氏灭菌装置1的运行中,可以借助这种调温器件16经由相应的供应管路15向每个处理区3供应具有确定温度的处理液体5。
在图1中作为实施例示出的巴氏灭菌装置1的运行中,可以向在运输方向9上首先布置的加热区10例如供应具有20℃至45℃的温度的处理液体5。沿运输方向9跟随的加热区11例如可以被供应具有45℃至65℃的温度水平的处理液体5。巴氏灭菌区12可以被供应具有65℃至95℃的温度的处理液体5。
在运输方向9上布置在巴氏灭菌区12之后的冷却区13例如可以被供应具有40至60℃的温度的处理液体,并且在运输方向9上随后布置的冷却区14可以被供应具有25至40℃的温度水平的处理液体。当然,取决于巴氏灭菌装置的不同实施方式,例如处理区的数量,或者还取决于食品的类型或其要求,也可以为处理区3选择其他温度。
图1中所示的巴氏灭菌装置1包括处于每个处理区3中的收集元件22,例如布置在处理区3的下底部区域中的收集槽,用于在将处理液体5施加到容器2上之后收集处理液体。此外,为了通过将所收集的处理液体5引回到处理区3中而重复使用处理液体5,设有具有循环回路管路24和输送器件25的循环回路23。循环回路管路24可以通过管道构成并且输送器件25可以通过输送泵构成。在巴氏灭菌装置1的运行中,处理液体5在施加至容器2之后被收集到处理区3中,并且所收集的处理液体5经由循环回路23的循环回路管路24被再次供应到至少一个处理区5以便重复使用。
在图1中所示的实施例中,循环回路23被设计成,使得巴氏灭菌区12的处理液体在回路中又可以被送回巴氏灭菌区12中。在冷却区13或14中收集的处理液体5可以在巴氏灭菌装置1的运行中通过循环回路管路24或再生管路被供应给加热区11或10。相反,如从图1中可以看出的那样,收集在加热区10或11中的处理液体可以经由循环回路管路24或再生管路被供应给冷却区14或13。这里有利的是,由于通过预热加热区11、12中的容器2来冷却处理液体5,所以所收集的处理液体5分别具有适合于冷却区13或14的温度水平。相反,这也适用于通过在冷却区13或14中的冷却而关于区12或11加热的处理液体5。但是,在处理区3中收集的处理液体5的部分量也可以被供应给水箱18、19,并且通过来自该水箱18、19的处理液体来替代。这尤其能够用于影响用于经由供应管路15导入处理区3中的处理液体5的相应的温度。
当然,巴氏灭菌装置1的循环回路23在细节上也可以被设计成与图1中所示的实施例不同。例如,可以不设置从一个处理区3通向其他处理区3的循环管道24,而是例如围绕各个区3的循环引导,或经由处理液体收集罐的循环引导。原则上本发明完全不局限于确定的循环回路引导或循环回路设计,而是可以应用在任意类型的循环回路23的设计方案中。
如图1所示,巴氏灭菌装置1可以包括至少一个液体取出器件26,用于从循环回路23或从处理区3中持续取出部分量的处理液体5。该液体取出器件26可以按流动技术与至少一个旁路28的流入管路27连接。
此外,可以构造布置在旁路28中的膜过滤装置29,其中,至少一个旁路29的流入管路27能够被设置用于将被取出的处理液体5的分流供应给布置在至少一个旁路28中的膜过滤装置29。至少一个旁路28的与循环回路23或与处理区3连接的排出管路30同样可以如从图1中可见的那样设置用于将处理液体5的过滤的分流引回到处理区3中和/或循环回路23中。
在巴氏灭菌装置1的运行中,借助液体取出器件26能够从在循环回路23中循环的处理液体5中或者从处理区3中的处理液体5中持续取出处理液体5的部分量,以形成处理液体5的至少一个分流,并且能够将所述至少一个分流经由至少一个旁路28的流入管路27供应给布置在所述至少一个旁路28中的膜过滤装置29并且进行过滤。接着可以将这样净化的分流重新送回循环回路23或者处理区3中。
原则上,用于供应至膜过滤装置29的处理液体的部分量的取出可以在循环回路23的每个位置上进行。同样,从处理区3或者也从连接到循环回路23中的水箱18、19中取出是可能的。优选地,也如在图1中示出的那样,用于形成处理液体5的分流的部分量从循环回路23中取出,因为由此能够省去用于取出处理液体的部分量的附加的泵。液体取出器件26例如可以包括布置在循环回路23中的用于液体分流的T形件。附加地,为了控制每时间单位持续取出的处理液体的部分量,取出器件26例如能够附加地包括流量调节阀31,如这同样在图1中示出的那样。优选地,为了形成和引导,能够经由旁路28取出具有50℃或更低的处理液体5。
在图1中示出的实施例中,例如在两个位置上取出处理液体并且被供应到2个旁路28。在所示的实施例中,旁路28的相应的流入管路27与通向沿运输方向9首先布置的加热区10的循环回路管路24连接,或者与通向沿运输方向9最后布置的冷却区14的循环回路管路24连接。在巴氏灭菌装置1的运行中,处理液体5可以以相对低的温度被引导到这两个循环回路管路24中。此外,如从图1中可以看出的那样,处理液体的经过滤的分流优选可以再次被送回到处理区3中,该处理区3包含具有如下温度水平的处理液体5,该温度水平至少基本相应于处理液体的返回的分流的温度。当然,根据巴氏灭菌装置的大小或者根据处理液体的相应的污染程度,也能够设有仅一个旁路或者也设有两个以上的具有膜过滤装置29的旁路,用于持续地清洁循环的并且持续地重复使用的处理液体的部分量。这种旁路28如由图1可见的那样是循环回路23的组成部分。
在用于运行巴氏灭菌装置1的方法中规定,向处理液体5中添加至少一种过程化学品。在此,一种或多种过程化学品的添加一般优选以浓缩的含水溶液的形式进行。
在该方法中尤其规定,借助至少一个浓度测量传感器32在至少一个测量位置33或测量区段33上求取至少一种包含在或溶解在处理液体5中的化学物质和/或至少一种添加的过程化学品和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。在图1中所示的巴氏灭菌装置1的实施例中,为此在多个测量位置33上示出浓度传感器32,借助所述浓度传感器32可以分别求取一种或多种过程化学品的浓度的实际值。在此,完全原则上也可以适宜的是,在多个测量位置33上也分别借助浓度测量传感器32求取包含或溶解在处理液体5中的特定化学物质和/或特定的添加的过程化学品和/或特定的添加的内部标准物的浓度的实际值。下面还要对用于求取浓度的合适的或者优选的解决方案的示例进行解释。
同样如借助根据图1的实施例所说明的那样,在用于运行巴氏灭菌装置1的方法中规定,借助至少一个计量装置34在至少一个计量位置35或计量区段35上计量加入至少一种过程化学品。在此,基于在至少一个测量位置33上借助至少一个浓度测量传感器32求取的实际值,通过在至少一个计量位置35或计量区段35上借助至少一个计量装置34计量加入至少一种过程化学品和/或至少一种添加的过程化学品,在包含在处理液体中的至少一种化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值方面,影响至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度。
在图1所示的巴氏灭菌装置1的实施例中,为此示出布置在多个计量位置35上的计量装置34。计量装置34优选可以如本身已知的那样构造成用于计量加入具有(一种或多种)过程化学品的已知浓度的所述一种或多种过程化学品的浓缩的含水溶液。为此,计量装置34例如可以包括计量阀。备选地,当然原则上也可以计量加入固态或气态的过程化学品。
在图1中所示的实施例中,可以设置原则上用于计量加入仅一种过程化学品的计量装置34。但当然也可以规定,借助计量装置34将多种过程化学品计量加入到含水的处理液体中。在这种情况下,例如根据相应选择的计量位置35,对于不同的过程化学品可以获得优点,如以下将更详细地解释的。
原则上,在处理液体中添加已知浓度或量的内部标准物可以与添加(一种或多种)过程化学品分开进行。然而优选地,处理液体的内部标准物与至少一种过程化学品一起混合,并且尤其与一种或多种过程化学品(通过求取内部标准物的浓度推断其浓度)一起混合。特别地,因此能够借助一个或多个计量装置34共同地将过程化学品和内部标准物计量加入到处理液体。借助这种添加的内部标准物,尤其,例如如上所述的(一种或多种)过程化学品的损失可以通过对容器的冲喷或通过处理液体的蒸发,尤其在巴氏灭菌区中的处理液体的蒸发以及通过用新的处理液体的替换来检测。
作为内部标准物,例如可以计量加入颜料,尤其是荧光颜料。作为合适的内部标准物被提到的是荧光素、罗丹明、或优选1,3,6,8芘四磺酸、钠盐(PTSA)。然后,例如可以通过在内部标准物的相应荧光波长下测量荧光来求取内部标准物的浓度的实际值,并且为此可以在巴氏灭菌装置1中布置例如构造为荧光测量传感器36的浓度测量传感器32。在此,例如借助这种荧光测量传感器36来求取内部标准物的浓度优选可以在多个测量位置33处进行,如这也在图1中阐明的那样。
原则上,所有添加的过程化学品的计量加入可以基于通过预设一个或多个相应的额定值而求取的内部标准物的浓度的一个或多个实际值来进行。然而,如上所述,由于仅可检测到由于处理液体本身的损失而导致的过程化学品的损失,因此与仅通过计算由求取的内部标准物浓度的实际值得出的相比,在这种情况下可进行(一种或多种)过程化学品的更高的计量加入。此外,至少对于一些过程化学品直接求取浓度的实际值可以是有利的。这同样如上所述地特别适用于如下过程化学品,这些过程化学品的浓度持续地通过在处理液体5中的化学反应、尤其通过与微生物或在处理液体中包含的或溶解的物质的反应而降低。
非常原则上地,对至少一种包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或至少一种添加的过程化学品的浓度和/或至少一种添加的内部标准物的浓度的一个或多个额定值的预设,可以基于一个或多个实际值自然可变地进行。此外也完全可能的是,对于不同的测量位置33或测量区段33,预设处理液体中所包含的至少一种化学物质的浓度和/或所添加的至少一种过程化学品的浓度和/或所添加的至少一种内部标准物的不同的额定值。
如图1中所示,此外非常原则上地,也可以借助至少一个计量装置34在至少一个布置在循环回路23或处理区3中的计量位置35上计量加入至少一种过程化学品。然而,根据过程化学品的类型,可以特别有意义的是,至少一种过程化学品在至少一个计量位置35处借助计量装置34被计量加入到处理液体中,所述至少一个计量位置布置在用于新的处理液体的供应管路37中。下面借助根据图1的实施例更详细地阐述用于确定的过程化学品的优选的计量位置35的示例。
如进一步在图1中示出的那样,在该方法中可以规定,借助布置在循环回路23或处理区3中的至少一个测量位置33上的至少一个浓度测量传感器32,求取至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。然而,同样地,在此也可能的是,借助在布置在供应管路37中的至少一个测量位置33处的至少一个浓度测量传感器32来求取对应的实际值。这首先能够关于求取包含或溶解在新的处理液体或新鲜水中的化学物质的浓度的实际值来进行。
适宜地,也可以是这样的方法实施方案,即,其中借助第一浓度测量传感器32和借助第二浓度测量传感器32在至少两个彼此间隔开的测量位置33上求取处理液体中的至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的第一实际值和第二实际值,如可以从图1中示意性看到的那样。随后,基于借助第一浓度测量传感器32求取的实际值和/或基于借助第二浓度测量传感器32求取的实际值,在至少一种被包含在处理液体中的化学物质和/或至少一种所添加的过程化学品和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值方面可以影响至少一种所包含的化学物质和/或至少一种所添加的过程化学品标准物的浓度。在这方面例如可以有利的是,所述第一实际值借助关于所述处理液体的流动方向在计量装置34上游相邻布置的第一浓度测量传感器32来求取,并且所述第二实际值借助关于所述处理液体的流动方向在所述第一浓度测量传感器32的上游相距至少5米布置的第二浓度测量传感器32来求取。
至少一种被计量加入的过程化学品可以选自包括杀生物剂、pH调节剂、防石剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂的组和/或选自该组的过程化学品的混合物。
特别地,可以借助至少一个计量装置34、38在至少一个计量位置35上向处理液体计量加入至少一种通过杀生物剂形成的过程化学品。这特别适合于避免在所谓生物膜的意义上形成有机沉积物。如借助图1所示,在此例如可以借助至少一个计量装置34、38将杀生物剂计量加入处理液体的体积流,处理液体的该体积流按流动技术引导至冷却区14的循环回路管路24中引导。
如此外从图1可看出的那样,借助至少一个杀生物剂浓度测量传感器32、39在布置在循环回路23或处理区3中的至少一个测量位置33上求取杀生物剂浓度的至少一个实际值,在所述测量位置33上引导具有20℃至55℃的温度的处理液体5。非常原则上地,可能有利的是,处理液体5中的杀生物剂浓度的多个实际值在巴氏灭菌装置1的多个测量位置33上借助多个杀生物剂浓度测量传感器32、39求取,例如在循环回路23或其循环回路管路24和/或(一个或多个)处理区3中,如同样在图1中所示的那样。优选可以规定,借助至少一个浓度传感器32、39求取在至少一个测量位置33或至少一个测量区段33上的杀生物剂浓度的至少一个实际值,在所述测量位置33或所述测量区段33上引导具有30℃至45℃的温度的处理液体5。
此外,可以在至少一个布置在循环回路23或处理区3中的计量位置35上借助至少一个计量装置34、38向处理液体5计量加入杀生物剂,在所述计量位置35上引导具有20℃至55℃的温度的处理液体5。这些措施因此是特别有意义的,因为在巴氏灭菌装置1的这些区域中,由于微生物的强烈繁殖而特别有利于形成生物膜的条件占优势。优选地,借助至少一个计量装置34、38能够在至少一个计量位置35或至少一个计量区段35上向处理液体5计量加入杀生物剂,在所述计量位置35上或在所述计量区段35上引导具有30℃至45℃的温度的处理液体5。
在本方法的优选实施方案中,如图1所示,可以借助至少一个计量装置34、38在至少一个计量位置35上向处理液体5计量加入杀生物剂作为过程化学品,该计量位置布置按流动技术处于膜过滤装置29下游的至少一个旁路28中。
与此无关地,可以借助至少一个计量装置34、38在至少一个计量位置35上向处理液体计量加入二氧化氯作为杀生物剂。
在用于运行巴氏灭菌装置的方法中,在处理液体中的非常低的浓度下,二氧化氯已经被证明在抑制微生物生长和生物膜形成方面非常有效。
在这种情况下,借助被构造用于确定二氧化氯的浓度测量传感器32可以求取至少一个测量位置33或测量区段33处的二氧化氯浓度的至少一个实际值。用于测量二氧化氯浓度的浓度测量传感器32本身是已知的。原则上,借助不同的测量方法或测量原理能够求取二氧化氯浓度。例如,可以使用电流计式的、荧光计式的或光学的测量光吸收的传感器32。
完全可以根据需要,例如根据污染程度和/或例如根据处理液体中所求取的细菌数量,改变或可变地预设二氧化氯浓度的额定值。例如,二氧化氯浓度的额定值可选自0.5mg/L至10mg/L,优选1mg/L至5mg/L,尤其是1.5mg/L至4mg/L的范围。
优选地,如在根据图1的实施例中所示,在使用二氧化氯作为杀生物剂的情况下,一个计量装置34、38或者多个计量装置34、38能够与二氧化氯的提供装置40连接。这样的提供装置40可以被构造用于化学制造和为(一个或多个)计量装置34、38提供二氧化氯,使得在巴氏灭菌装置1的运行中,二氧化氯可以借助提供装置40在原位化学地来制造并且被提供用于(一个或多个)计量装置34、38。在此,提供装置40可以被构造用于按照本身已知的方法来化学地制造二氧化氯,例如盐酸-亚氯酸盐方法或过硫酸盐-亚氯酸盐方法或过二硫酸盐-亚氯酸盐方法。优选地,提供装置40可以被构造用于根据所谓的单成分固体法来制造二氧化氯。
如图1中所示,在该方法中另外可以规定,借助至少一个pH测量传感器32、41在至少一个测量位置33上求取处理液体的pH值的实际值,并且基于pH值的所求取的实际值通过在至少一个计量位置35上借助至少一个计量装置34、42关于处理液体5的pH值的至少一个可预设的额定值来计量加入至少一种包括有机酸或无机酸的pH调节剂,来影响所述处理液体的pH值。通过pH测量传感器,如已知的那样,可以检测处理液体中包含的或溶解的H3O+离子的浓度。
处理液体的pH值对处理液体的另外的特性并且尤其是对由处理液体引起的不希望的副作用具有大的影响。在处理具有金属的容器、尤其具有铝的容器或铝罐的情况下,一方面,处理液体本身的pH值已经被证明是避免容器变色的重要参数。此外,已经发现,用于pH调节的(一种或多种)酸的选择对于容器上的变色、尤其是所谓的井水黑的避免,也是重要的。
通过计量加入至少一种pH调节剂可以将处理液体的pH值设定到3.5至7.0,尤其是设定到4.0至6.5。所述至少一种pH调节剂可以包括选自硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、葡糖酸、乳酸、葡庚酸或选自该组的酸的混合物的至少一种酸。
如借助图1可见,优选可以规定,在至少一个测量位置33上求取处理液体5的pH值的至少一个实际值,在所述测量位置33上引导具有40℃至90℃的温度的处理液体。
此外如图1中所示,可以借助至少一个计量装置34、43在至少一个计量位置35向处理液体5计量加入至少一种通过腐蚀抑制剂形成的过程化学品。在此,至少一种腐蚀抑制剂包括至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡糖酸、乳酸、柠檬酸和/或二价锌盐和/或磷酸酯。合适的膦酸或膦酸盐的示例是1-羟基乙烷(1,1-二膦酸)(HEDP)和3-羧基-3-膦酰基己二酸(PBTC)或其盐。
特别地,至少一种腐蚀抑制剂可以在至少一个布置在循环回路23或处理区3中的计量位置35上借助至少一个计量装置34、43被计量加入,在该计量位置35处引导具有55℃至95℃的温度的处理液体5。在图1中所示的巴氏灭菌装置1的实施例中,将至少一种腐蚀抑制剂计量加入到布置在循环回路23中的热水箱18中,其中,在图1中示出,当然也能够附加地在处理液体的其他计量位置35处、例如在用于新的处理液体的供应管路37上或供应管路中计量加入腐蚀抑制剂。
在用于运行巴氏灭菌装置1的方法中,还可以规定,在至少一个布置在用于新的处理液体的供应管路37中的测量位置33上求取所供应的新的处理液体的电导率的实际值,并且至少部分地或主要基于所供应的新的处理液体的电导率的所求取的实际值来预设至少一种过程化学品的浓度的额定值,和/或适配至少一种过程化学品的计量值。原则上,新的处理液体的电导率可以手动地通过在测量位置处取样和紧接着的实验室测量来求取。优选可以规定,借助由电导率传感器44形成的浓度测量传感器32求取电导率,如这也从图1中可看出的那样。
在此,新的处理液体的电导率的求取代表了在新鲜供应的处理液体中溶解的离子的总浓度。
因此,电导率的求取提供了在所供应的新的处理液体中包含的溶解的离子物质的实际值,所述实际值在形成沉积物也或者在利用处理液体处理的过程中的变色方面可能是相关的。然后,基于所供应的新的处理液体的电导率的这样的所求取的实际值能够进行额定值的预设。例如可以规定,在求取到所述电导率的提高的或大的实际值时,提高用于(一种或多种)过程化学品的一个额定值或多个额定值或降低用于包含在处理液体5中的一种或多种化学物质的一个或多个额定值。在求取到电导率的降低的或小的实际值时,能够相反地进行。然后可以分别或随后规定,增加或减少至少一种过程化学品的计量值。
如借助图1可见,在另外的方法实施方案中可以规定,借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器(32、45)在至少一个测量位置(33)上求取所述处理液体的水硬度的实际值,并且基于所求取的水硬度的实际值在至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34、43)关于用于所述防石剂的浓度的可预设的额定值来计量加入防石剂。如本身已知的,借助防石剂可以掩盖硬度成分Ca2+和Mg2+或者避免沉积物的形成。在此,用于求取Ca2+和/或Mg2+浓度的传感器可以特别地包括离子选择电极。
如借助根据图1的实施例所示,特别地可以借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器32、45求取在至少一个布置在用于新的处理液体的供应管路37中的测量位置33上的处理液体的水硬度的实际值。随后,同样如从图1中可见,能够借助至少一个计量装置34、43在至少一个布置在用于新的处理液体的所述供应管路37中的计量位置35上计量加入防石剂。
在此,防石剂可以包括至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸,和/或选自包括聚磷酸盐、水溶性聚丙烯酸酯和由马来酸与丙烯酸形成的共聚物的组的至少一种低聚或聚合的物质。如借助图1可见,在所示出的实施例中能够规定,借助计量装置34、43向处理液体计量加入多种络合的试剂作为(一种或多种)过程化学品,这些试剂不仅通过腐蚀抑制剂而且通过防石剂有效。
如借助根据图1的实施例所示出的那样,在方法中在安全技术方面也可以规定,在检测到计量加入的过程化学品,尤其是计量加入的杀生物剂的浓度超出预设的额定值时,借助与处理区3有效连接的抽吸装置46从处理区3抽吸气体气氛。
同样如图1中所示,为了自动控制(一种或多种)过程化学品的计量加入,可以如本身已知的那样设置控制装置47。这样的控制装置47可如图所示与至少一个浓度测量传感器32和至少一个计量装置34信号连接或者与多个或所有存在的浓度测量传感器32和计量装置34信号连接,但是也与巴氏灭菌装置1的另外的或其他的部件信号连接。
最后要指出,这些实施例示出可能的实施变型方案,其中,在此要注意,本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案,而是其实各个实施变型方案彼此间的不同组合也是可能的并且该变型可能性基于通过本发明的技术手段的教导而处于本领域技术人员的能力之内。
保护范围由权利要求书确定。然而,应参考说明书和附图来解释权利要求。来自所示出的和所描述的不同的实施例的单个特征或特征组合本身能够是独立的发明解决方案。可以从说明书中找到独立的创造性解决方案所基于的任务。
在本说明书中的所有关于值范围的说明应理解为,所述值范围一同包括任意的和所有的部分范围,例如说明1至10应理解为,一同包括从下限1和上限10出发的全部部分范围,也就是说,以1或更大的下限开始并且以10或更小的上限结束的全部部分范围,例如1至1.7或3.2至8.1或5.5至10。
按规定最后要指出,为了更好地理解构造,一些元件部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。
附图标记列表
1 巴氏灭菌装置
2 容器
3 处理区
4 冲喷器件
5 处理液体
6 外侧
7 运输器件
8 传送带
9 运输方向
10 加热区
11 加热区
12 巴氏灭菌区
13 冷却区
14 冷却区
15 供应管路
16 调温器件
17 阀
18 热水箱
19 冷水箱
20 加热器件
21 冷却器件
22 收集元件
23 循环回路
24 循环回路管路
25 输送器件
26 取出器件
27 流入管路
28 旁路
29 膜过滤装置
30 排出管路
31 流量调节阀
32 浓度测量传感器
33 测量位置
34 计量装置
35 计量位置
36 荧光测量传感器
37 供应管路
38 计量装置
39 杀生物剂浓度测量传感器
40 提供装置
41 pH测量传感器
42 计量装置
43 计量装置
44 电导率传感器
45 Ca2+和/或Mg2+测量传感器
46 抽吸装置
47 控制装置

Claims (25)

1.一种用于运行对填充在封闭的容器(2)中的食品进行巴氏灭菌的巴氏灭菌装置(1)的方法,所述方法包括:
借助运输器件(7)在运输方向(9)上运输填充有食品的且封闭的容器(2)通过多个处理区(3),
在所述处理区(3)中通过将经调温的、含水的处理液体(5)施加到容器(2)的外侧(6)来处理食品,其中,经由供应管路(15)向每个处理区(3)供应具有特定的温度的处理液体(5),使得在封闭的容器(2)中的食品在运输方向(9)上在至少一个加热区(10、11)中被预热,在运输方向(9)上随后在至少一个巴氏灭菌区(12)中被加热至巴氏灭菌温度,并且在运输方向(9)上随后在至少一个冷却区(13、14)中被冷却,
并且处理液体(5)在施加到容器(2)上之后收集在处理区(3)中,并且将所收集的处理液体(5)经由循环回路(23)的循环回路管路(24)再次供应到至少一个处理区(5)以便进行重复使用,
并且向处理液体中添加至少一种过程化学品,
其特征在于,
借助至少一个浓度测量传感器(32)在至少一个测量位置(33)上求取包含在处理液体(5)中的至少一种化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值,并且基于在所述至少一个测量位置(33)上借助所述至少一个浓度测量传感器(32)求取的实际值,通过在至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34)计量加入至少一种过程化学品和/或所述至少一种所添加的过程化学品,关于包含在所述处理液体中的至少一种化学物质的浓度和/或所述至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或所述至少一种所添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值,影响所述至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34)在布置在循环回路(23)或处理区(3)中的至少一个计量位置(35)上计量加入至少一种过程化学品。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,借助布置在所述循环回路(23)或处理区(3)中的至少一个测量位置(33)上的至少一个浓度测量传感器(32)来求取至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的至少一个实际值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助第一浓度测量传感器(32)和第二浓度测量传感器(32)在至少两个彼此间隔开的测量位置(33)上求取处理液体中的至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或至少一种所添加的内部标准物的浓度的第一实际值和第二实际值,并且基于借助第一浓度测量传感器(32)求取的实际值和/或基于借助第二浓度测量传感器(32)求取的实际值,关于至少一种被包含在处理液体中的化学物质的浓度和/或所述至少一种所添加的过程化学品的浓度和/或所述至少一种所添加的内部标准物的浓度的可预设的额定值,影响所述至少一种所包含的化学物质的浓度和/或至少一种所添加的过程化学品标准物的浓度。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,借助关于所述处理液体的流动方向在计量装置(34)上游相邻布置的第一浓度测量传感器(32)求取所述第一实际值,并且借助关于所述处理液体的流动方向在第一浓度测量传感器(32)的上游相距至少5米布置的第二浓度测量传感器(32)求取所述第二实际值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述至少一种被计量加入的过程化学品选自包括杀生物剂、pH调节剂、防石剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂的组,和/或计量加入选自该组的过程化学品的混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、38)在至少一个计量位置(35)上向所述处理液体计量加入至少一种通过杀生物剂形成的过程化学品。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、38)将所述杀生物剂计量加入到处理液体的体积流,所述处理液体的体积流按流动技术引导至冷却区(14)的循环回路管路(24)中被引导。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,借助至少一个杀生物剂浓度测量传感器(32、39)在布置在循环回路(23)或处理区(3)中的至少一个测量位置(33)上求取杀生物剂浓度的至少一个实际值,在所述测量位置(33)上引导具有20℃至55℃温度的处理液体(5)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法,其特征在于,在布置在所述循环回路(23)或处理区(3)中的至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34、38)向处理液体(5)计量加入杀生物剂,在所述计量位置(35)上引导具有20℃至55℃的温度的处理液体(5)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、38)在至少一个计量位置(35)上向处理液体计量加入作为杀生物剂的二氧化氯。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个pH测量传感器(32、41)在至少一个测量位置(33)上求取处理液体的pH值的至少一个实际值,并且基于所求取的pH值的实际值通过在至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34、42)来计量加入至少一种包括有机酸或无机酸的pH调节剂,关于处理液体(5)的pH值的至少一个可预设的额定值,影响所述处理液体的pH值。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述至少一种pH调节剂包括选自如下组的至少一种酸,所述组包括硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、葡糖酸、乳酸、葡庚酸;或者所述至少一种pH调节剂包括选自该组的酸的混合物。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,通过计量加入所述至少一种pH调节剂将所述处理液体的pH值设定到3.5至7.0。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在至少一个测量位置(33)上求取所述处理液体(5)的pH值的所述至少一个实际值,在所述测量位置(33)上引导具有40℃至90℃的温度的处理液体。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、43)在至少一个计量位置(35)上向处理液体(5)计量加入至少一种通过腐蚀抑制剂形成的过程化学品。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述至少一种腐蚀抑制剂包括至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡糖酸、乳酸、柠檬酸,和/或二价锌盐和/或磷酸酯。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、43)在布置在所述循环回路(23)或处理区(3)中的至少一个计量位置(35)上计量加入所述至少一种腐蚀抑制剂,在所述计量位置(35)上引导具有55℃至95℃的温度的处理液体(5)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在至少一个布置在用于新处理液体的供应管路(37)中的测量位置(33)上求取所供应的、新处理液体的电导率的实际值,并且至少部分地或主要地基于所供应的、新处理液体的电导率的所求取的实际值来预设至少一种过程化学品的浓度的额定值和/或适配至少一种过程化学品的计量值。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器(32、45)在至少一个测量位置(33)上求取所述处理液体的水硬度的实际值,并且基于所求取的水硬度的实际值在至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34、43)关于用于防石剂的浓度的可预设的额定值来计量加入防石剂。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,借助至少一个Ca2+和/或Mg2+测量传感器(32、45)在至少一个布置在用于新处理液体的供应管路(37)中的测量位置(33)上求取所述处理液体的水硬度的实际值,并且在布置在用于新处理液体的所述供应管路(37)中的至少一个计量位置(35)上借助至少一个计量装置(34、43)计量加入防石剂。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,所述防石剂包括至少一种形成络合物的膦酸盐和/或至少一种形成络合物的有机酸,尤其是膦酸、葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸;和/或包括选自如下组的至少一种低聚或聚合的物质,所述组包括聚磷酸盐、水溶性聚丙烯酸酯和由马来酸与丙烯酸形成的共聚物。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在检测到计量加入的过程化学品、尤其是计量加入的杀生物剂的浓度超出预设的额定值时,借助与处理区(3)有效连接的抽吸装置(46)从所述处理区(3)抽吸气体气氛。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个液体取出器件(26)从在所述循环回路(23)中循环的处理液体(5)中或者从处理区(3)中的处理液体(5)中持续地取出处理液体的部分量以形成所述处理液体(5)的至少一个分流,所述至少一个分流经由至少一个旁路(28)的流入管路(27)被供应到布置在所述至少一个旁路(28)中的膜过滤装置(29)并且被过滤,并且随后又被引回到所述循环回路(23)中或处理区(3)中。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,借助至少一个计量装置(34、38)在所述至少一个旁路(28)中按流动技术布置在膜过滤装置(29)之后的至少一个计量位置(35)上向处理液体(5)作为过程化学品计量加入杀生物剂。
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