DE1492477A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verhuetung von Korrosion in Sterilisatoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verhuetung von Korrosion in Sterilisatoren

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DE1492477A1 DE19651492477 DE1492477A DE1492477A1 DE 1492477 A1 DE1492477 A1 DE 1492477A1 DE 19651492477 DE19651492477 DE 19651492477 DE 1492477 A DE1492477 A DE 1492477A DE 1492477 A1 DE1492477 A1 DE 1492477A1
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
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    • C23F11/184—Phosphorous, arsenic, antimony or bismuth containing compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhütung von Korrosion in Sterilisatoren zum Sterilisieren gefüllter Behalter in einem ein ees U-formiges Behalterzulextungsrohr und Behälterabfuhrrohr aufweisenden Dampfraum, wobei z'um Abkühlen und Erwärmen der Behälter Sequestrationsmittel enhaltendes Wasser entgegen der Bewegungsrichtung der Viiarenbehälter nach einander das Behälterabführohr, den Ueberdruckdampfraum und das Behälterzufuhrrohr durchfliesst.
Bei einem derartigen Verfahren zur ununterbrochenen Sterilisation gefüllter Behälter kondensiert während der Erwärmung der Behälter in dein Ueberdruckdarapfraum Wasserdampf. Durch das Vorhandensein kleiner Sauerstoff- und Kolilensäuremengen in dem Dampf ist dieses Kondensat sehr korrodierend und veranlasst Korrosion, die man jedoch durch Hinzufügung von i-Olyinerphosphaten wie jtfatriumhexametaphosphat, völlig verhüten kann. Meistens wird dieses Folymerphosphat dem
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durch das Behälterabfuhrrohr entgegen der Forderrichtung der Behälter hindurchgeführten und die Behälter kühlenden Wasser hinzugefügt. Das während der Abkühlung der V/arenbehälter erwärmte Wasser durchfliesst dabei den Ueberdruckdampfraum und darauf das Behälterzufuhrrohr, wobei die zugeführten Behälter von dem erwärmten Wasser erwärmt werden.
Da man im allgemeinen hartes Wasser als Kühlmittel in das Behälterabfuhrrohr einführt, wird zufolge der Erwärmung des Wassers das lialciumbikarbonat bzw, Magnesiumbikarbonat leicht in JSalciuinkarbonat bzw. Magnesiumkarbonat zei-legt, das sich auf den inneren Teilen des oterilisators, sov/ie auf den Behältern absetzt. Um dies zu verhindern, soll man eine derartige *"Jenge von Polymerphosphat hinzufügen, dass sowohl diese Ablagerung als auch die Korrosion verhütet wird. Insbesondere bei Anwendung grosserer Mengen sehr harten Wassers ist jedoch der Verbrauch von Polymerphosphaten unwirtschaftlich gross, ζ.3. bei einem Verbrauch von 25 ni Kühlwasser je Stunde mit einer Härte von 10 d.H. und einer Bosierung von Polyaerphosphaten von 50 g/m würde schon 1250 g Polymerphosphat erforderlich sein.
Ein grosserer ITachteil ist jedoch, dass die unvermeidliche Zersetzung von Polymerphosphat, wobei Orthophosphat entsteht, insbesondere bei höheren Dosierungen die Bildung von Niederschlagen der unlöslichen Ca- bzw. Mg-Crthophosphaten herbeiführt, welche sich auf den Behältern und im Apparat absetzen.
Um diesen Kachteil zu beseitigen hat man schon vorgeschlagen das durch das Behälterabfuhrrohr zugeführte Kühlwasser nicht du?ch den ganzen Kreislauf hindttrchzuführen, sondern schon vor dem Unterdruckdampfrauiu icüiiiaraBEsr abzuführen. Dies ist d vorteilhaft, das Kühlwasser weniger stark erwärmt wird, sodass die Ca- bzw. Mg-Bikarbonaten langsamer zerlegt werden und auch die Hydrolyse der Polymerphosphaten sehr zurückgebracht wird, sodass zwecks der Verhütung der Korrosion und Prezipitation der unlöslichen Salze weniger PolymerphO.sphat ausreicht.
Dies ist jedoch mit dem Mangel belastet, dass das ursprungliche Wasser in dem Behälter-zufuhrrohr und Behälterabfuhrrohr allmählich iminer mehr von dem korrodierenden Dampfkondensat aus dem Ueberdruckdampfraum ver—
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dünnt wird, wodurch wieder in anderer Weise Polymerphosphat hinzugefugt werden soll« eodass keim wesentliches^ Ersparnis letzteren Stoffes erhalten wird.
Oer Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde diese Nachteile dadurch zu beseitigen, dass zielbewusst das Wasser in dem Behälterzufuhrrohr und dem Behälterabfuhrrohr allmählich von dem in dem Ueberdruckdampfraum gebildeten Kondensat verdrangt wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil des durch das Behalterzufuhrrohr abgeführten Wassers nach dem Behalterzufuhrrohr zurückgeführt wird, wobei die Kondensation der Sequestrierungsmittel in dem Wasserkreislauf zwischen der Wasserzufuhr und der Wasserabfuhr derart reguliert wird, dass in diesem Kreislauf das Loslichkeitsprodukt von Calciumphosphat zu keiner Zeit überschritten wird.
Hierdurch erreicht man, dass in dem von dem Behälterzufuhrrohr, Ueberdruckdampfraum und Behälterabfuhrrohr gebildetenSterilisationskreislauf sehr hohe Konzentrationen von Folymerphosphaten erhalten werden können, z.B. zwischen 50 und 200 mg/1 ΡρΟς» die angesichts der niedrigen Eärte des Wassers fast ausschliesslich zur Steuerung der Korrosion dienen.
Es hat sich weiter herausgestellt, dass die von der hohen Temperatur herbeigeführte Hydrolyse der ioljmerjhosphaten die thösphatierung der Oberfläche des zum Bau des Apparates angewendeten Stahls herbeiführt, sodass eine feste korrosionsbeständige .Schicht gebildet wird. Diese Inhibito^chicht ist sogar fest, eodass die ninzufügun^, Ton Inhibitoren an dem Wasser in der Kühlabteilung ganz in Fortfall kommen kann. In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass bei einem Danpfverbrauch von 800 kg pro Stunde bei eines Höchstkonzentration von 100 mg/1 P?0 das gebildete Wasser je Stunde nur einen Zusatz von JfOO g tolymerphosphat braucht, während bei der Behandlung des Kühlwassers 1250 g je Stunde erforderlich ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindun£s:;eiBassen Verfahren, die aus einem ein U-föraises Behälterzufuhrrohr und ein Behälterabfuhrrohr aufweisenden. Oeaerdruckdampfrauia,
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sowie aus Mitteln zum nacheinander Befordern der Behälter durch das Behälterzufuhrrohr, den Ueberdruckdampfraum und das BebJfaterabfuhrrohr hindurch besteht, während ausserdein Zuführungsglieder für die Sequestrierungsmittel vorgesehen sind, wobei die Vorrichtung sich dadurch auszeichnet, dass Mittel zur Rückleitung eines Teiles des aus dem Wasserzufuhrrohr abfliessenden Wassers in das Behälterabfuhrrohr vorgesehen sind.
Vorzugsweise bestehen die RÜckleitungsmittel für die Flüssigkeit aus einer mit Leitungen verbundenen Pumpe, welche Leitungen einerseits das Behälterabfuhrrohr und andererseits in das Behälterzufuhrrohr ausmündet, wodurch in einfacher V/eise eine Anpassung bekannter Vorrichtungen an das erfindungsgemässe Verfahren erreicht werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsweise der Vorrichtung sind in die Rückleitungsmitdtel für die Flüssigkeit Kühlmittel, wie ein Wärmeaustauscher aufgeno-.jnen. Iir diese V/eise behält das Behalterabfuhrrohr seine Funktion als Kühler bei.
Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
Figur 1 zeigt in skizzenhafter Darstellung die erfindungsgemässe
Vorrichtung, Vorrtahtuny
Figur 2 zeigt in skizzenhafter Darstellung die erfindungsgemäsee* deren Abfuhrrohr jedoch aus zwei Teilen besteht, und
Figur 3 stellt ein Diagramm dar, in dem die Konzentration von Calciumionen und die Konzentration des Sequeetrierungsmittels, Polymerphosphats, hinsichtlich der Zeit wiedergegeben sind, worin die linke Ordinatenachse die Härte in ppm CaCO,, die rechte Ordinatenachse das Phosphatgehalt als Ρρ^ς' ^e Abzissenachse die rietriebszeit in Stunden, Kurve I die Totalhärte, Kurve II die Totalmenge P?0 und Kurve III die als Polymerphosphat gebundene Menge P2O darstellt.
Figur 1 zeigt einen mit einen U-förmigen Behälterzufuhrrohr 1 und Behalterabfuhrrohr 2 versehenen Ueberdruckdampfraum 3. Das U-formige
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Honr mündet in einen Abfuhrschicht k zur Abfuhr der behandelten Waren aus. Das Behälterzufuhrrohr 1 und das Behälterabfuhrrohr 2 stehen in offener Verbindung mit der Aussenluft und dienen* wenn mit Wasee^ gefüllt als Wasserschloss fur den Ueberdruckdampfraum 3v in dem die Behälter sterilisiert werden.
aus
Die Behälter werden mittels*einer endlosen Kette 5 bestehender Vorrichtung durch den Kreislauf von Warenzufuhrrohr 1, Ueberdruckdampfraum 3 und V/arenabfuhrrohr 2 gefördert. Sum Fordern der Behälter sind an der Kette 5 Benältertragorgane 6 vorgesehen. Die Behalter werden auf Füllstation 7 in die Behältertragorgane 6 gebracht, während die Entnahme auf Entnahmestation 8 erfolgt.
In diesen bekannten Vorrichtungen wird bei Zufuhroffnung 9. das Kühlwasser in das Behalterabfuhrrohr 2 geleitet, sodass das Wasser durch das Behälterabfuhrohr 2, den Ueberdruckdampfraum 3 und das Behalterzufuhrrohr 1 flieset und bei Abfuhroffnung 10 austritt.
Diese Methode ist jedoch mit dem Mangel belastet, dass man dabei sehr grosse Mengen Sequestrierungsmittel benotigt.
Nach der Erfindung zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass Mittel zur Rückleitung einer bestimmten Menge des aus dem Behalterzufuhrrohr 1 bei Austrittsoffnung 10 abfliessende Wassers bei Eintrittedffnung 9 in das Behalterabfuhrrohr 2 vorgesehen sind, welche Mittel e aus einem mit Behalterzufuhrrohr 1 und Behalterabfuhrrohr 2 verbundenen, und von einem Niveaureglervund Pumpe 13 versehenen Wasserbehalter 11< Der Wasserbehälter 11 ist mittels Rohrleitung 1H mit der Einfuhröffnung 9 verbunden, indem die Abfuhroffnung 10 des Behälterzufuhrrohrs 1 über den Wasserbehälter 11 ausmündet Coder mittels Leitung 15 in den Behälter 11J Obendrein ist noch ein ZufUhrungeglied 17 zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Zusetzen von Sequestrie rungsmitteln zu dem Wasserbehälter 11 vorgesehen.
Mittels des Niveaureglers 12 regelt man das Niveau im Wasserbehälter 11, wobei die via Abfuhroffnung 10 zufliessende Wassermenge teilweise durch den als Ueberlaufrohr 12 auegebildeten Niveauregler abflieset.
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angebracht,
Der Niveauregler 12 ist derart in dem Wasserbehälter 11 •dass der Wasserbehälter 11 mindestens eine Wassermenge zum Ausgleich der Niveauanderung in dem Kreislauf τοη Behalterabfuhrrohr, Ueberdruckdampfraum und Behalterzufuhrrohr beim Fortfall der Behalterzufuhr ι enthalt.
In bestimmten Fallen kann zweckmassig der Wasserbehälter 11 in Fortfall kommen, insbesondere bei Anwendung eines Ueberdruckdampfraumes mit grossem Durchmesser und ein kleinen, Durchmessers des Behalterzufuhrrohres und Behalterabfuhrrohres. In solchen Fallen wird das Wasser zurückgeleitet mittels Pumpe 13* Leitung 15 und Bohrleitung 1*f.
Die Rohrleitung mündet vorzugsweise unter dem Wasserniveau in dem Behalterzufuhrrohr aus, indem das bei 10 abfliessende Wasser in (M^- Abzugskanal geleitet wird·
Figur 1 zeigt eine derartige Torrichtung wie in Figur 2, aber in diesem Falle ist das Behalterabfuhrrohr noch mit einem U-formigen Bohr 17a verlängert, in dem man die Behalter noch mit hartem Kühlwasser nach^Jcuhlt. Dieses Nachkühlwasser wird bei Kühlwasserzufuhr 18 hinein geführt und flieset bei Kühlwasserabfuhr 19 ab.
Es ist zu empfehlen, diese Nachkühlwassermenge durch einen Wärmeaustauscher 16 mit Zufuhr 20 und Abfuhr 21 zu leiten und zum Kuhlen des aus dem Behalterzufuhrrohr 1 abfliessenden Wassers zu verwenden.
Die Wirkung der Vorrichtung kann folgendermassen erläutert werden. Auf Füllstation 7 werden die Behalter auf die Kette 5 gebracht. Mittels einer nicht gezeichneten Vorrichtung wird die Kette 5 getrieben, sodass die Behalter durch das Behalterzufuhrrohr 1, den Ueberdruckdampfraum 3» Behalterabfuhrrohr 2 und Abfuhrschacht 4 befordert werden.
Der Kreislauf zwischen Zufuhroffnung 19* U-formiges Behalterabfuhrrohr, Ueberdruckdampfraum 3* Behalterzufuhrrohr und Abfuhroffnung 10 wird beim Anfang der Sterilisation mit Wasser gefüllt, wobei die Waseermenge den Ueberdruck im Ueberdruckdampfraum 3 bestimmt. Das
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wahrend des Sterilisieren geformte Kondensat wird in dem Ueberdruckdampfraum 3 "it bereite anwesendem Wasser vermischt. Durch die Wirkung der Pumpe 13 wird bei Abfuhroffnung 10 Wasser abfixessen, daerf in das Reservoir 11 fliesst und welche Flüssigkeit wieder mittels Pumpe 13 und Rohrleitung 14 bei Zufuhroffnung 9 in den Kreislauf zurückgeleitet wird. Durch Einstellen des als Ueberlaufes gebildeten NiveaureJ.ezs 12 kann eine bestimmte Menge des aus dem Behalterzufuhrrohr abfliessenden Wasser abfliessen, indem die übrige Menge nach Einzufügen von Sequestrationsmittel via 1? wieder bei 9 in den Kreislauf zurückgeleitet wird.
Durch die Dampfkondensation im. d**-Raum 3 wird bei konstanter Zufuhr Ton Behaltern fortwahrend Wasser aus dem Behalterzufuhrrohr abfliessen, wahrend nur ein Teil dieser Wassermenge bei 9 zurückgeführt wird. Nach kurzer Zeit sind dadurch das Behalterzufuhrrohr 1 und das Behalt er ab fuhrrohr 2 völlig mit Dampkondensat gefüllt. Dieses Kondensat ist eigentlich Wasser ohne Harte und ist demzufolge sehr korrodierend. Die Einzufügung von Sequestrierungsmittel mittels Zuführungsglied für die Sequestrierungsmittel 17 verhütet jedoch die Korrosionwirkung. Da obendrein die Behalter ausreichend gekühlt in das U-fSraige Rohr 17a treten, werden die Bikarbonaten nicht zersetzt und bilden sich keine Niederschlage.
Die Dosierung von Sequestrierungsmitteln mittels Zuführungsglied 17 wird derart regulierte dass«wahrend der Verdrängung von im Behalterzufuhrrohr und Behalterabfuhrrohr anwesenden Wassers durch Kondensat niemals das LQslichkeitsprodukt von Calciumphosphat überschritten wird.
Dies bedeutet, dass im Anfange ziemlich niedrige Sequestrierungsmittelkonzentrationen anwesend sind, doch dass allmählich je nach die M'' Verringerung der Ca ionenkonsentration ein·»- erwünschter* Maximalwert erreicht wird.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    1,- Verfahren zur Verhütung von Korrosion in Sterilisatoren zum Sterilisieren gefüllter Behalter in einem ein a Jbe*n#*tt U-formige« Behalterzuleitungsrohr und Behalterabfuhrrohr aufweisendem Dampfraum, wobei zum Abkühlen und Erwarmen der Behalter Sequestrierungsmittel enthaltendes Wasser entgegen der Bewegungsrichtung der Warenbehälter nach einander das Behalterabfuhrrohr, den Ueberdruckdampfraum und das Behälterzufuhrrohr durchfliesst, dadurch gekennzeichnet dass ein Teil des durch das Behalterzufuhrrohr abgeführten Wassers nach dem Behalterzufuhrrohr zurückgeführt wird, wobei die Kondensation der Sequestrierungsmittel in dem Wasserkreislauf zwischen der Wasserzufuhr und der Wasserabfuhr derart reguliert wird, dass in diesem Kreislauf das Loslichkeitsprodukt von C alciumphosphat zu keiner Zeit überschritten wird.
  2. 2.- Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens nach Anspruch 1, die aus einem ein U-formiges Behalterzufuhrrohr und ein Behalterabfuhrrohr aufweisenden Ueberdruckdampflaum, sowie aus Mitteln zum nacheinander Befordern der Behalter durch das Behalterzufuhrrohr, den Ueberdruckdampraiun und das Behalterabfuhrrohr hindurch besteht, wahrend ausserdem Zufuhrungsglieder für die Sequestrierungsmittel vorgesehen sind, amkmx dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Ruckleitung eines Teiles des aus dem Wasserzufuhrrohr abfliessenden Wassers in das Behalterabfuhrrohr vorgesehen sind.
  3. 3.- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitungemittel für die Flüssigkeit aus einer mit Leitungen
    in
    verbundenen Pumpe bestehen, welche Leitungen einerseits/das Behalterabfuhrrohr und andererseits in das Behalterzufuhrrohr ausmünden.
    4,- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitungsmittel für die Flüssigkeit auch ein von einem Niveauregler (12) versehenen Wasserbehälter (11) enthalten, welcher Wasserbehälter (11) mittels Rohrleitung (1^) und Pumpe (13) mit der Oeffnung (9) des Behälterabfuhrrohres (2) verbunden ■ ist, wahrend die Abfuhroffnung (10) des Behalterzufuhrrohres (1) über oder mittels Leitung (15) im Behalter ausmundet.
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    5·- Vorrichtung nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass in .den Ruckleitungsmitteln für die Flüssigkeit ein Wärmeaustauscher (16) vorgesehen ist.
    6,- Vorrichtung nach Anspruch 5, die mit einem U-fSrmigen Rohr (i?a) zum Nachkühlen der gefüllten Behalter und einem Nachkühlwasserabfuhr (19) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das via Nachkühlwaeserabfuhr (19) abfliessende Wasser mittels Zufuhr (20) in den Wärmeaustauscher (Ϊ6) geleitet wird und dann mittels Abfuhr (21) abfliesst.
    7,- Vorrichtung nach Anspruch 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grosse des Wasserbehälters (11) und die Anordnung des Niveaureglers (12) derart sind, dass der Wasserbehälter (11) eine Wassermenge zum Ausgleich der Niveauänderungen in dem Behalterzufuhrrohr, Ueberdruckdampfraum und Behalterabfuhrrohr beim Fortfall 4er behälterzufuhr,enthalten kann.
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