DE10219813A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln nach der Vakuum-Heißdampfmethode, welches die folgenden Schritte umfasst: DOLLAR A a) Einbringen des feuchten Sterilisierungsgutes in einen druckdicht verschließbaren Raum, DOLLAR A b) mehrfaches Evakuieren, wobei der Enddruck nach jedem Evakuierungszyklus stufenweise abnimmt, DOLLAR A c) Spülen des Sterilisierungsgutes mit trockenem Gas, DOLLAR A d) erneutes Evakuieren, DOLLAR A e) Sterilisieren durch Einbringen von Heißdampf und Halten der Sterilisierungstemperatur über eine Sterilisationszeit, DOLLAR A f) erneutes Evakuieren zum schnellen Abkühlen des Sterilisierungsgutes und DOLLAR A g) steriles Belüften des Sterilisationsraumes und Gutaustrag DOLLAR A und weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln mit erhöhter Verfahrenssicherheit durch die Anwendung eines verbesserten Verfahrens zur Vakuum- Heißdampfsterilisierung.
  • Verfahren der vorstehend beschriebenen Gattung dienen der Trocknung und Sterilisierung von granulometrisch beschreibbarem Sterilisierungsgut. Granulometrisch beschreibbare Sterilisierungsgüter sind Schüttgüter verschiedenster Art, beispielsweise Lebensmittel, pharmazeutische Produkte oder Zwischenprodukte und anderes mehr. Das gattungsgemäße Verfahren hat das Ziel, das Sterilisierungsgut haltbar zu machen und den Verpackungs- und Distributionsprozess vorzubereiten.
  • Bei der Herstellung von Lebensmittelkonserven werden die Ausgangsstoffe, wie Gemüse, Kräuter usw., nach der Ernte getrocknet. Jedoch ist hierbei der Trocknungsgrad oft nicht optimal und individuell sehr unterschiedlich. Zudem können Verunreinigungen, darunter solche mikrobiologischer Art, auftreten.
  • Aus diesem Grund werden neben dem Entfernen von Verunreinigungen Sterilisationsverfahren angewandt, die das Problem mikrobiologischer Kontaminationen beseitigen. Dazu bedient man sich solcher Verfahren, die auch in der pharmazeutischen Industrie und in der Medizin angewandt werden. Bekannt ist beispielsweise die Vakuum-Heißdampfmethode, welche erprobt und eingeführt ist.
  • Nach dem Stand der Technik wird das vorgetrocknete zerkleinerte Sterilisationsgut in einer evakuierten Kammer mit heißem Wasserdampf (130°C) und einem Druck bis zu 3 bar behandelt. Besonders bei Pulvern ist jedoch nicht gewährleistet, dass der Heißdampf bis in tiefere Schichten des Pulvers vordringt. Als Folge muss mit einer unzureichenden Sterilisation des Schüttgutes gerechnet werden.
  • Nach der Lehre der DE 198 18 224 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entkeimung und Entwesung von Oberflächen durch wiederholte Kondensation vorgeschlagen. Dabei wird in gleich bleibenden Zyklen Wasser durch Drucksenkung entfernt und wiederholt Dampf eingebracht, welcher an den Oberflächen kondensiert und diese dabei entkeimt.
  • Die Druckabsenkung erfolgt dabei zyklisch und gleichmäßig immer bis zu einem bestimmten Druck. Der Druck schwankt zwischen ca. 0,2 und 1,8 bar. Es ist als nachteilig festzustellen, dass ein Kapillarsystem auf diese Weise nicht wirksam sterilisiert werden kann. Lediglich eine grobe Entkeimung von Materialen, wie zum Beispiel Textilien oder auch Müll, ist nach diesem Verfahren realisierbar. Gleichfalls wird der Feuchtegehalt der behandelten Schüttgüter nicht verringert.
  • Als Problem ist anzusehen, dass auf der riesigen Oberfläche im Inneren einer Schüttung Gase, besonders Wasserdampf, durch Adhäsionskräfte polarer Moleküle oder durch Elektronenbrücken bzw. sogar über chemische Bindungen im System haften.
  • Aus den aufgeführten Problemen ergibt sich, dass in Zusammenhang mit den Anforderungen an die Produktivität und die damit verbundenen kurzen verfügbaren Prozesszeiten für gattungsgemäße Verfahren keine befriedigende Trocknung und Sterilisierung von Materialien mit Kapillaren und von Schüttungen mit kleinen Partikelzwischenräumen möglich ist. Zielkonflikte zwischen Produktivität und der erforderlichen Sicherheit der Sterilisation bei Anwendungen im Lebensmittel- oder Pharmaziebereich sind die Folgen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass granulometrisch beschreibbare Schüttungen sowie Materialien mit Kapillaren sicher und mit minimalem Zeit- und Energieaufwand getrocknet und sterilisiert werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln nach der Vakuum-Heißdampfmethode gelöst, welches die folgenden Schritte umfasst:
    • a) Einbringen des feuchten Sterilisierungsgutes in einen druckdicht verschließbaren Raum,
    • b) mehrfaches Evakuieren, wobei der Enddruck nach jedem Evakuierungszyklus stufenweise abnimmt,
    • c) Spülen des Sterilisierungsgutes mit trockenem Gas,
    • d) erneutes Evakuieren,
    • e) Sterilisieren durch Einbringen von Heißdampf und Halten der Sterilisierungstemperatur über eine Sterilisationszeit,
    • f) erneutes Evakuieren zum schnellen Abkühlen des Sterilisierungsgutes und
    • g) steriles Belüften des Sterilisationsraumes und Gutaustrag.
  • Die Konzeption der erfindungsgemäßen Lösung wird nachfolgend erläutert. Der Grund für die dargestellten Probleme von Verfahren nach dem Stand der Technik besteht darin, dass beim Evakuieren eines Vakuumsystems nicht nur die effektive Saugleistung der Vakuumpumpe von Bedeutung ist, sondern vor allem die Leitwerte in den Ansaugleitungen und innerhalb des evakuierten Gutes. Diese Vorgänge werden in Granulat- oder Pulverschüttungen aber kaum berücksichtigt oder untersucht. Ebenso wenig kann davon ausgegangen werden, dass die Strömungsverhältnisse am oberen Ende des sogenannten Knudsen-Strömungsbereiches in den Schüttungen oder in einzelnen Teilchen, welche wiederum Poren oder Kapillaren enthalten, berücksichtigt werden. Lediglich im Bereich der Gefriertrockung sind hinsichtlich der Molekularströmung Überlegungen angestellt worden, Strömungsprobleme zu lösen bzw. darauf hinzuweisen.
  • Wird ein Raum unter Normaldruck ausgepumpt, kann zu Beginn des Vorgangs vereinfachend laminare Strömung in den Leitungen angenommen werden. Mit abnehmendem Druck wird die obere Grenze des Übergangsbereiches mit sogenannter Knudsen-Strömung erreicht. Diese Obergrenze hängt ab vom Druck in der Leitung und von ihrem Durchmesser und liegt für Luft bei 0,6 mbar.cm. Somit wird bei einem Durchmesser von 1 cm und einem Druck von 0,6 mbar der Übergangsbereich zwischen Laminar- und Molekularströmung erreicht, während oberhalb reine Laminarströmung vorliegt. In einer dünnen Leitung von 1 mm Durchmesser tritt beim Abpumpen dieser Bereich bei 6 mbar ein, für eine Kapillare in einem Stück Gemüse als zu evakuierendes Gut mit dem angenommenen Durchmesser von 10 µm bei 600 mbar (siehe auch Jitschin, W.: Vakuum-Lexikon, Sonderausgabe 1999 der Zeitschrift "Vakuum in Forschung und Praxis", Verlag WILEY-VCH, Heidelberg, Kap. 21-2, Abb. 3).
  • Probleme dieser Art werden auch bei Daszkowski, Th.: Stoff- und Wärmetransport in schüttungsgefüllten Rohrreaktoren, Dissertation Stuttgart 1991, beschrieben.
  • Unterhalb des Bereiches der Knudsen-Strömung von 0,02 mbar.cm tritt Molekularströmung mit einem ca. 100fach kleinerem Leitwert auf. Bei einer Leitung mit 1 cm Durchmesser stellt sich dieser Zustand bei 0,02 mbar ein, bei 1 mm bei 0,2 bar und bei 10 µm schon bei 20 mbar. Da ein großer Teil der Poren in den betrachteten, zu evakuierenden Teilchen jedoch einen Durchmesser von 100 nm und weniger hat, kann hier die Molekularströmung bereits bei Atmosphärendruck und höher eintreten. Zudem ist zu berücksichtigen, dass die Leitungen innerhalb einer Schüttung oder in den Partikeln keine gestreckten Kapillaren von kreisrunder Form sind, sondern eine Aneinanderreihung von Mikroporen, die durch Engpässe miteinander verbunden sind.
  • Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass durch die erfindungsgemäße Kombination von Druckwechselverfahren und Heißdampfsterilisation diese Probleme überwunden werden können.
  • Aus dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich folgende Vorteile:
    • - innerhalb der Kapilllaren kann die molekulare Strömung weitgehend vermieden und an ihrer Stelle die laminare Strömung unterstützt werden,
    • - die schnellere Evakuierung der Kapillaren wird möglich,
    • - bei Kondensation innerhalb der Kapillaren können diese durch das Druckwechselverfahren geöffnet und die Kondensatmembran zerstört werden,
    • - die bei der Druckwechselbehandlung eingesetzten leichten Gase
    • - sorgen durch die erheblich höhere Leitfähigkeit für den Fall, dass Restgase in den Kapillaren und an Oberflächen haften geblieben sind, für eine dennoch schnelle Erwärmung des Sterilisiergutes,
    • - lassen selbst noch im Molekularströmungsbereich ein verbessertes Ausströmen des Gases aus den Kapillaren zu.
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 Versuchsanordnung zum Nachweis des physikalischen Effektes als Voraussetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 2 Leitwerte bei Laminarströmung und bei Molekularströmung,
  • Fig. 3 Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • Fig. 4 Prinzipdarstellung der Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von gerebelten Kräutern im Doppelkonusmischer.
  • Zum Nachweis des Effektes, auf dem die Erfindung beruht, wird ein Versuch beschrieben, bei dem die Entgasung eines kleinen Volumens von 0,3 cm3 in einer Kapillare untersucht wurde. Dazu diente eine Versuchsanordnung entsprechend Fig. 1.
  • Die Versuchsanordnung besteht aus einer Thermometerkapillare mit einer Länge von 10 cm und einem Kapillardurchmesser von ca. 200 µm, die an eine kleine Pirani-Messröhre PI 1 angeklebt ist. Die Kapillare mit Messröhre wurde in ein Kreuzstück aus Edelstahl eingebracht und die Pirani-Messröhre PI 1 über eine elektrische Durchführung an ein Druckmessgerät angeschlossen. Mittels Pirani- und Penningmessröhren kann der Druck im Kreuzstück überwacht werden. Beim Evakuieren des Kreuzstückes kann mit einem Turbomolekularpumpstand ein Enddruck von ca. 10-7 mbar (10-5 Pa) erreicht werden.
  • Bei der Versuchsdurchführung wurde nach zwei Minuten im Kreuzstück ein Druck von 10-5 mbar gemessen. Die Pirani-Messröhre PI 1 an der Kapillare hingegen zeigte keine Druckänderung gegenüber Atmosphärendruck an. Nach 30 min zeigte die Pirani-Messröhre PI 1 etwa 10 mbar an (obere Grenze des Messbereiches) und blieb dort mehrere Stunden stehen, da im Gehäuse der Pirani-Messröhre PI 1 Wasser kondensiert war, das erst verdampfen musste. Nach 14 Stunden Pumpzeit und einem bis dahin erreichten Druck im Kreuzstück von 10-7 mbar wurde dieses innerhalb von drei Sekunden belüftet.
  • Danach wurde die Luft im Kreuzstück in nur wenigen Sekunden auf einen Druck von 30 mbar abgepumpt, um im Laminarströmungsbereich zu bleiben. Der Vorgang wurde achtmal wiederholt. Das sichtbare Kondenswasser war nach diesen acht Zyklen, die insgesamt nicht länger als zwei Minuten dauerten, verschwunden. Beim letzten der acht Abpumpvorgänge wurde innerhalb von ca. 10 Sekunden bis auf 5 mbar ausgepumpt. Nach insgesamt 13 Sekunden zeigten sich die ersten Galvanometerbewegungen an der Pirani-Messröhre PI 1, in der Kapillare waren ca. 10 mbar erreicht worden. Wurde danach der Druck auf 0,8 mbar abgesenkt, folgte das Innere der Kapillare in 30-40 Sekunden auf 1 mbar. Somit wurden 0,5 mbar in insgesamt 3 Minuten erreicht, während beim kontinuierlichen Auspumpen in der trockenen Apparatur 35 Minuten erforderlich waren. Der Grund ist ein Verschluss der Kapillaröffnung durch Gas bei Molekularströmung mit einem Leitwert von nur 10-4 l/s für 1 cm Kapillarlänge und 10-5 l/s für 10 cm. Bleibt der Kapillarauslauf im Bereich der Laminarströmung, ist der Leitwert mindestens um den Faktor 100 größer. Diese Beziehungen sind auch im Diagramm der Leitwerte gemäß Fig. 2 bei Laminarströmung und bei Molekularströmung (nach W. Jitschin) erkennbar.
  • Mit dem Einsatz von leichten Gasen, d. h. Gasen mit niedrigem Molekular- bzw. Atomgewicht, sind vorteilhafte Effekte verbunden. Im Bereich der Molekularströmung ist beispielsweise der Leitwert höher, bei Helium beträgt er das 2,6fache von Luft. Weiterhin sorgt die bessere Wärmeleitfähigkeit von leichten Gasen, wie Helium, dafür, dass Trocknungs- und Entgasungsprozesse schneller ablaufen können.
  • Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist der Vakuum-Sterilisationsraum 1 über das Ventil 7 mit der Vakuumpumpe 2 verbunden. Das Manometer 3 liefert den Messwert des erreichten Druckes im Vakuum-Sterilisationsraum 1 an die Steuerung 4, die die Vakuumpumpe 2 steuert.
  • Ist der Druck ereicht, der für den jeweiligen Teilevakuierungszyklus vorgegeben ist, wird das Ventil 7 geschlossen, die Vakuumpumpe 2 abgeschaltet und danach Gas (z. B. Helium, Wasserstoff, trockene Luft oder Stickstoff) aus dem Gasbehälter 6 in den Vakuum-Sterilisationsraum 1 eingelassen. Das Ventil 9, das den Gaszustrom steuert, wird dabei ebenfalls von der Steuerung 4 über einen Stellmotor betätigt. Ist der Eingangsdruck für den folgenden Teilevakuierungszyklus erreicht, wird das Ventil 9 geschlossen. Danach erfolgt eine erneute Teilevakuierung bis zum vorgegebenen Druck.
  • In dieser Weise wird weiterverfahren bis nach einem erprobten Zyklus erwartungsgemäß der Druck in den Kapillaren ausreichend niedrig ist. Danach wird der im Dampferzeuger 5 hergestellte Wasserdampf über das Ventil 8 in den evakuierten Vakuum-Sterilisationsraum 1 eingedrückt. Der Wasserdampf entfaltet dort seine sterilisierende Wirkung bis in die Kapillaren des Sterilisierungsgutes, beispielsweise des zerkleinerten Gemüses. Bevorzugt wird das Sterilisierungsgut in geringer Schichtdicke im Vakuum- Sterilisationsraum 1 angeordnet.
  • Um die Wirksamkeit der Sterilisierung zu erhöhen, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schüttung des Sterilisierungsgutes mit einem Mischer 10 so bewegt, dass der Wasserdampf für die Sterilisation gleichmäßiger an die Oberflächen der einzelnen Partikel des Sterilisierungsgutes gefangen kann und schneller in die Kapillaren eindringt.
  • Dazu werden als Mischer 10 insbesondere Taumel- oder Trommelmischer vorgesehen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln mit erhöhter Verfahrenssicherheit ist in Fig. 4 dargestellt.
  • Ein Doppelkonusmischer 11 mit einem Volumen von 500 Litern wird mit "gerebelten" Kräutern, Schüttgewicht ca. 120 kg/m3, zu ca. 30-50% des Volumens gefüllt. Die Größe der Teilchen variiert zwischen 0,5 und 3 mm bei einer Blättchendicke von 0,1-0,2 mm. Ein großer Teil der Poren und Kapillaren hat einen Durchmesser in der Größenordnung bis 1 bis 10 µm. Der Druck, unterhalb dessen Molekularströmung im Teilcheninnern herrscht, kann somit mit 20 mbar bestimmt werden. Das Gebiet der Laminarströmung wird beim Evakuieren schon bei ca. 600 mbar verlassen, ein Teil der Kapillaren und Hohlräume sind bei einem Überdruck von 5 bar erst im laminaren Strömungsbereich.
  • Da der Durchmesser der kleinsten Keime mit 0,2 µm angenommen wird, können Hohlräume mit weniger als 0,1 µm Durchmesser unberücksichtigt bleiben.
  • Die Erstevakuierung mit der Vakuumpumpe 2 wird im ersten Schritt deshalb nur bis zu einem Druck von ca. 500 mbar durchgeführt. Bei diesem Druck wird der Auspumpvorgang für 30 Sekunden unterbrochen, um dann im zweiten Schritt bis zu einem Druck von 30 bis 40 mbar zu evakuieren. Der Doppelkonusmischer 11 dreht sich ab Beginn der Evakuierung mit einer Drehzahl von etwa 10/min, um die wirksame Schütthöhe des Keimreduziergutes sehr klein zu halten und die Produktteilchen nicht zu schädigen. Der dritte Schritt besteht im Einlassen eines trockenen (Luft mit einem Taupunkt von weniger als 250 Kelvin), leichten Gases wie Helium (He) oder Wasserstoff (H2). Dabei ist dafür zu sorgen, dass bei H2 vor dem Einlass mindestens 40 mbar erreicht wurden und der maximale Absolutdruck von 400 mbar nicht überschritten wird. Bei He-Einlass ist es zweckmäßig, das Gas aus Kostengründen zurückzugewinnen.
  • Dieser Vorgang wird bis zu dreimal wiederholt. Zur Verringerung der Heißdampfmenge im folgenden Verfahrensschritt wird vorteilhaft zusätzlich Energie zur Sterilisierung in den Sterilisationsraum eingebracht. Der Energieeintrag kann dabei auf verschiedenste Weise erfolgen. Möglichkeiten dafür sind Wärmestrahlung, Mikrowellen oder indirekt durch Oberflächenheizung.
  • Wird beispielsweise die Oberfläche des Mischers 11 beheizt, z. B. bis auf 74°C, braucht weniger Wasserdampf aus dem Dampferzeuger 5 zur Erzielung der Keimreduzier-Temperatur eingelassen zu werden.
  • Durch Heißdampf-Einlass lässt sich nun im folgenden Verfahrensschritt eine Temperatur von 95 bis 130°C im Gut einstellen. Hierbei ist das mehrfache Einlassen von Dampf aus dem Dampferzeuger 5 nicht mehr notwendig. Die Temperatur wird über einen Zeitraum von 3 bis 5 min gehalten und dann in möglichst kurzer Zeit, in weniger als 5 min, auf eine Produkttemperatur von kleiner als 25°C, entsprechend einem Totaldruck von weniger als 32 mbar, abgesenkt. Wegen der "günstigen" Brutbedingungen unterhalb 63°C (250 mbar) ist in dieser Phase mit einer Rückbekeimung zu rechnen, wenn die Abkühlzeiten, wie allgemein üblich, nicht drastisch reduziert werden. Selbst das Abpumpen des Wasserdampfs mit der Vakuumpumpe 2 auf ca. 120 mbar (entspricht ca. 55°C) ist bei weitem unzureichend.
  • Erst wenn Temperaturen von weniger als 25°C in kürzester Zeit erreicht sind, wird belüftet. Hierbei ist dem Belüftungsventil 13 ein Absolutfilter 12 mit einer Filterfeinheit von 0,1 µm vorzuschalten, so dass Keime aus der Umgebungsluft daran gehindert sind, auf das sterilisierte Prozessgut zu gelangen.
  • Eine weitergehende Vakuum-Trocknung des keimreduzierten Gutes darf vor der Belüftung nur bei Temperaturen von weniger als 25°C erfolgen. LISTE DER BEZUGSZEICHEN 1 Vakuum-Sterilisationsraum
    2 Vakuumpumpe
    3 Manometer
    4 Steuerung
    5 Dampferzeuger
    6 Gasbehälter
    7 Ventil zur Vakuumpumpe
    8 Ventil zum Dampferzeuger
    9 Ventil zum Gasbehälter
    10 Mischer
    11 Doppelkonusmischer
    12 Absolutfilter
    13 Belüftungsventil

Claims (12)

1. Verfahren zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln nach der Vakuum-Heißdampfmethode, umfassend die folgenden Schritte:
a) Einbringen des feuchten Sterilisierungsgutes in einen druckdicht verschließbaren Raum,
b) mehrfaches Evakuieren, wobei der Enddruck nach jedem Evakuierungszyklus stufenweise abnimmt,
c) Spülen des Sterilisierungsgutes mit trockenem Gas,
d) erneutes Evakuieren,
e) Sterilisieren durch Einbringen von Heißdampf und Halten der Sterilisierungstemperatur über eine Sterilisationszeit,
f) erneutes Evakuieren zum schnellen Abkühlen des Sterilisierungsgutes und
g) steriles Belüften des Sterilisationsraumes und Gutaustrag.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte b) und c) mehrfach unmittelbar nacheinander ausgeführt werden, um die Feuchte des Sterilisierungsgutes zu verringern.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Sterilisierungsgut gerebelte Kräuter bei Verfahrensschritt b) die erste Evakuierung bis zu einem Druck von 500 mbar und die zweite Evakuierung bis zu einem Druck von 30 bis 40 mbar durchgeführt werden und dass die Verfahrensschritte b) und c) nacheinander dreimal durchlaufen werden, ehe nach Verfahrensschritt d) eine Sterilisationstemperatur bei Schritt e) von 95 bis 130°C erreicht und für 3 bis 5 Minuten gehalten wird und dass anschließend nach maximal 5 Minuten bei Schritt f) durch die Vakuumkühlung das Sterilisationsgut eine Temperatur von weniger als 25°C erreicht, bevor der Sterilisationsraum nach Schritt g) steril belüftet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als trockenes Gas beim Spülen in Verfahrensschritt c) Luft, Stickstoff oder ein Leichtgas, wie Helium oder Wasserstoff, jeweils mit einem Taupunkt von kleiner als 250 K eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Heißdampfmenge in Verfahrensschritt e) zusätzlich Energie zur Sterilisierung in den Sterilisationsraum eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des Sterilisationsraumes beheizt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisierungsgut in geringer Schichtdicke im Sterilisationsraum angeordnet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisierungsgut im Sterilisationsraum mechanisch durchmischt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Vakuum-Sterilisationsraum (1), eine Vakuumpumpe (2), einen Dampferzeuger (5) und einen Gasbehälter (6) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Mischer (10) als Taumel-, Trommel- oder Doppelkonusmischer (11) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (4) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absolutfilter (12) mit einer Filterfeinheit von 0,1 µm als Sterilfilter zur Belüftung des Vakuum-Sterilisationsraumes (1) vorgesehen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108066785A (zh) * 2018-01-22 2018-05-25 江苏万创灭菌设备科技有限公司 过热蒸气真空粉末灭菌系统
WO2019133952A3 (en) * 2017-12-31 2019-09-26 Purogen Laboratories, Llc Methods and apparatuses for pressurized purification and infusion of plant matter and cellulose-based organic cellular materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2274574A (en) * 1992-12-24 1994-08-03 Lion Mark Holdings Ltd Apparatus and process for bacterial reduction in herbs and spices
EP0532839B1 (de) * 1991-05-04 1996-03-13 Verfahrenstechnik Ag Mavag Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen eines Produktes
WO1996020606A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Burns Philp Food Inc. Method and apparatus for sterilization of seeds, herbs and spices
DE68926998T2 (de) * 1988-07-28 1997-03-06 Newly Weds Foods Inc Vorrichtung und verfahren zur sterilisierung von gewürzen und dergleichen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68926998T2 (de) * 1988-07-28 1997-03-06 Newly Weds Foods Inc Vorrichtung und verfahren zur sterilisierung von gewürzen und dergleichen
EP0532839B1 (de) * 1991-05-04 1996-03-13 Verfahrenstechnik Ag Mavag Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen eines Produktes
GB2274574A (en) * 1992-12-24 1994-08-03 Lion Mark Holdings Ltd Apparatus and process for bacterial reduction in herbs and spices
WO1996020606A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Burns Philp Food Inc. Method and apparatus for sterilization of seeds, herbs and spices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019133952A3 (en) * 2017-12-31 2019-09-26 Purogen Laboratories, Llc Methods and apparatuses for pressurized purification and infusion of plant matter and cellulose-based organic cellular materials
CN108066785A (zh) * 2018-01-22 2018-05-25 江苏万创灭菌设备科技有限公司 过热蒸气真空粉末灭菌系统

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