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Verfahren zum Verhindern einer Infektion der Wärmeaustauschkammern
eines Wärmeaustauschers und Wärmeaustauscher zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern der Infektion der Wärmeaustauschkammern
eines Wärmeaustauschers und auf einen hierfür geeigneten Wärmeaustauscher.
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Bei einem Wärmeaustauscher zur Erwärmung oder Kühlung von Flüssigkeiten
sind die Wärmeaustauschkammern gegen die äußere Umgebung mit Hilfe von Dichtungen,
beispielsweise aus Gummi, abgegrenzt. In bestimmten Zeiträumen muß der Wärmeaustauscher
zur Reinigung und Sterilisation besonders seiner Wärmeaustauschkammern auseinandergenommen
werden.
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Wenn beispielsweise sterile Milch in einem Wärmeaustauscher gekühlt
wird, läßt sich feststellen, daß die Milch im Wärmeaustauscher oft von neuem infiziert
wird, obwohl dieser vor dem Kühlen dadurch sterilisiert worden ist, daß seine Wärmeaustauschkammer
mit einem starken Sterilisationsmittel (Chloraminlösung oder Dampf) gespült wurden.
Es wurde festgestellt, daß diese erneute Infektion durch den Umstand verursacht
sein kann, daß die Milch durch mindestens einen Teil des Wärmeaustauschers unter
unteratmosphärischem Druck fließt, so daß Luft oder bakterienhaltige Milch, die
aus bestimmten Wärmeaustauschkammern herausleckt, in die Wärmeaustauschkammern eingesaugt
wird, in welchen die sterilisierte Milch gekühlt wird. Hierdurch wird die bereits
sterilisierte Milch von neuem infiziert.
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Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß eine Kammer
unter Vakuum gehalten wird, welche die die Wärmeaustauschkammer begrenzenden Dichtungen
umgibt. Im Besonderen soll dieses Vakuum so hoch sein, daß kein Lecken von Luft
oder Flüssigkeiten in die Wärmeaustauschkammem möglich ist. Ein Lecken findet, falls
überhaupt, stattdessen aus den letzterwähnten Kammern nach außen in die die Dichtungen
umgebende Kammer statt. Durch die hierbei sichergestellte Richtung des Leckens wird
verhindert, daß Bakterien od. dgl. in die Wärmeaustauschkammern eintreten.
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Als weitere Gegenmaßnahme zur Verhinderung der unerwünschten Infektion,
kann ein Sterilisationsmittel (Chloraminlösung oder Dampf) durch die die Dichtungen
umgebende Kammer geleitet werden, bevor diese unter Vakuum gesetzt wird.
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Die Erfindung ist ferner auf eine zur Durchführung des beschriebenen
Verfahrens geeigneten Wärmeaustauscher gerichtet, der durch einen Behälter gekennzeichnet
ist, welcher die die Wärmeaustauschkammern begrenzenden Dichtungen umgibt und mit
einer Vakuumpumpe verbunden ist.
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Wenn die Erfindung auf Plattenwärmeaustauscher angewendet wird, ist
es nicht erforderlich, einen Behälter vorzusehen, der den ganzen Wärmeaustauscher
umgibt, sondern es kann in diesem Falle genügen, außerhalb der gewöhnlichen Dichtungsschnüre
jeder Platte eine zusätzliche Dichtungsschnur anzuordnen, welche, wenn die Platten
aneinandergelegt werden, zusammen mit den üblichen Dichtungsschnüren den unter Vakuum
zu setzenden Behälter bilden.
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Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers
in einem Schnitt und Fig. 2 und 3 eine weitere Ausführungsform, wobei Fig: 2 eine
gesonderte Platte darstellt und Fig. 3 einen aus solchen Platten zusammengesetzten
Wärmeaustauscher.
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Für die Beschreibung wird angenommen, daß Milch gekühlt werden soll.
In Fig.1 bezeichnet 1 einen Behälter, der mit einem Deckel 2 versehen ist. In den
Behälter ist ein Paket von Wärmeaustauschplatten 3 eingelegt, welche zwischen zwei
schweren Platten 4 und 5 durch Bolzen 6 und '1 zusammengedrückt gehalten werden.
Der Behälter wird vorzugsweise vollständig mit einer Sterilisationsflüssigkeit gefüllt,
die, nachdem das Innere des Wärmeaustauschers sterilisiert worden ist, und bevor
der Behälter unter Vakuum
gesetzt wird, abgezogen wird. Für diesen
Zweck sind Rohrleitungen 8 und 9 ständig mit dem Deckel und dem Behälterboden verbunden.
In diesen Rohrleitungen befinden sich Absperrventile 8 a und 9 a und an eine der
Rohrleitungen B und 9 kann eine nicht gezeigte Vakuumpumpe angeschlossen werden.
Das Füllen und Entleeren des Behälters und die Erzeugung eines Vakuums in diesem
kann u. a. dadurch geschehen, daß- die Ventile 8 a und 9 a in entsprechender
Weise betätigt werden. Ferner sind Rohrleitungen 10-13, welche das Kühlmittel und
die zu kühlende Milch dem Wärmeaustauscher zuführen bzw. von diesem ableiten, durch
den Deckel-und den Behälterboden geführt. Die letztgenannten Rohrleitungen, welche,
falls erforderlich, aus dem Behälter herausgezogen werden können, sind an dessen
Boden bzw. an dessen Deckel mit Hilfe von Dichtungen 14-17 abgedichtet. In Fig.
1 sind die Wärmeaustauschplatten waagrecht liegend dargestellt, -sie können jedoch
auch senkrecht angeordnet werden. Die letzterwähnte Stellung erleichtert das Austreten
der Luftblasen aus den Wärmeaustauschkammern. Dies ist vorteilhaft, da Luftkissen
in den Kammern die Sterilisation ihres Inneren unvollständig machen. Wenn ausreichend
dicke Abstandsstücke aus Gummi oder einem anderen geeigneten verformbaren, jedoch
elastischen Material an den Ecken der Platten eingesetzt werden, heben diese die
Plätten voneinander und von den Dichtungsschnüren ab, wenn die. Muttern 18 und 19
etwas gelockert werden, so daß Sterilisationsflüssigkeit alle erforderlichen Stellen
der Wärmeaustauscherteile erreichen kann. Nach Beendigung der Sterilisierung werden
die Platten 3 wieder zusammengeschraubt und wird die Sterilisationsflüssigkeit aus-
den Wärmeaustauschkammern abgezogen, welche mit Hilfe von sterilem Wasser reingespült
werden. Hierauf kann die sterilisierte Milch in den Wärmeaustauscher zur Kühlung
eingeleitet werden. Beim Kühlen wird im Behälter 1 ein Vakuum aufrecht erhalten.
Die Rohrleitung 8 kann für diesen Zweck mit einer Vakuumquelle verbunden werden.
_ Fig. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, die Wärmeaustauschkammem mit einer evakuierten
Kammer zu umgeben. In Fig. 2 ist mit 20 eine Wärmeaustauschplatte bezeichnet, während
21 und 22 diejenigen Löcher sind, durch welche die Platten auf die Tragschienen
des Wärmeaustauscherrahmens geschoben werden. Eine Dichtungsschnur 23 begrenzt eine
Kammer 24, in welche warme Milch beispielsweise durch eine Öffnung 25 eintreten
bzw. aus welcher diese durch eine Öffnung 26 austreten kann. Es sei angenommen,
daß die Kühlflüssigkeit durch eine Öffnung 27 einer Wärmeaustauschkammer auf der
Rückseite der Platte zugeführt und aus dieser Kammer durch eine Öffnung 28 abgeleitet
wird. Die Öffnungen 27 und 28 sind auf der Vorderseite der Platte gegen die Umgebung
mit Hilfe von Dichtungsschnüren 29 und 30 abgedichtet. Eine Dichtungsschnur 31 begrenzt
in Zusammenwirkung mit den Schnüren 23, 29 und 30 eine Kammer 32, die mit einem
Sterilisationsmittel durch eine Öffnung 33 geführt wird. Die in der Kammer 32 enthaltene
Luft tritt bei der Zufuhr des Sterilisationsmittels durch eine Öffnung 34 aus. Hierauf
wird das Sterilisationsmittel abgezogen und während des Kühlens die Kammer 32 evakuiert
gehalten. Die Schnur 31, welche aus einem elastischen verformbaren Material besteht,
ist dicker als die Schnüre 23, 29 und 30, so daß, wenn der Druck, welcher die Platten
gegeneinander gepreßt hält, verringert wird, sich zwischen den letzterwähnten Schnüren
und den Plattenflächen Schlitze bilden. Wenn die Wänneaustauschkammem sterilisiert
werden sollen, ist es lediglich erforderlich, den Zusammenspanndruck der Platten
so weit zu verringern, daß sich diese Schlitze bilden, jedoch die Kammern 32 nach
außen durch die Schnüre 31 abgedichtet bleiben. In diesem Falle fließt das Sterilisationsmittel
aus den Kammern 32 in die Wärmeaustauschkammern und sterlisiert sie.
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Fig. 3 zeigt die Platten nach Fig. 2 zu einem vollständigen Wärmeaustauscher
zusammengedrückt. Ein Rahmen 35 lagert mit Hilfe einer Stützsäule 36 und von Tragschienen
37 und 38 die Platten 20, welche zwischen dem Rahmen 35 und einer Druckplatte mit
Hilfe einer Zusainmenspannspindel41 zusammengedrückt gehalten werden, die durch
ein Handrad 40
betätigbar ist. Der vereinfachten Darstellung halber sind die
Ein- und Auslässe für die Milch und die Kühlflüssigkeit nicht gezeigt. Aus einem
Behälter 42 fließt Sterilisationsflüssigkeit durch eine Rohrleitung 43 in die Plattenkammern
32 (Fig. 2), d. h. durch die Öffnungen 33. Die durch die Öffnungen 34 austretende
Luft gelangt über eine Rohrleitung 44 in den Behälter 42 und steigt in diesem zum
Flüssigkeitsspiegel nach oben. Hierauf wird der Behälter 42 von den Kammern 32 abgeschaltet
und werden durch eine entsprechende Einstellung von Ventilen 43 a (Dreiwegehahn)
und 44 a diese Kammern über eine Rohrleitung 45 mit einer Pumpe 46 verbunden, welche
die Sterilisationsflüssigkeit absaugt und die Kammern 32 unter Vakuum setzt. Wenn
dies geschehen ist, kann das Kühlen der Milch im Wärmeaustauscher beginnen. Der
Wärmeaustauscher kann einen Bestandteil eines regenerativen Wärmeaustauschers bilden;
in welchem warme sterilisierte Milch mit Hilfe kalter nicht sterilisierter Milch
gekühlt wird.