DE1642087A1

DE1642087A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren von Schuettguetern od.dgl.

Info

Publication number: DE1642087A1
Application number: DE1967L0057595
Authority: DE
Inventors: Fritz Loedige; Wilhelm Loedige; Josef Luecke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-10
Filing date: 1967-10-10
Publication date: 1971-05-13
Also published as: DE1642087B2; ES358764A1; ES375017A1; NL164204B; NL6814444A; NL164204C

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren von Schüttgütern od. dgl.
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Sterilisieren beliebiger Güter mittels Dampf wie Sattdampf oder mittels Heißgas.
Insbesondere können Schüttgüter beliebiger Art wie Späne, Fasern, Pulver, Lebensmittel, Futtermittel usw. sterilisiert werden. Ferner betrifft die Erfindung Vorrichtungen suor Sterilisieren derartiger Güter.
In der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Lebenemittel- und Futtermittelbranche besteht häufig die Forderung, daß die zur Verarbeitung kommenden pulverigen oder körnigen Produkte einwandfrei steril sein müssen. Zum Sterilisieren derartiger Güter eignet sich beispielsweise die Demptaterilißation.
Die Dampfsterilisation von schüttfähigen Gütern hat man bisher in sogenannten Dempfautoklaven durchgeführt, wobei dem in eine gasdicht verschlie#bare Äammer eingegebenen rr behandelnden Material Sattdampf zugeführt wurde. Die Sterilisation läuft dabei nach einem vorgewählten Zeitprogramm selbsttätig ab, kann aber auch von Hand gesteuert werden.
Die Beschickung und Entleerung des Autoklaven sowie der BE-Sinn des Programmablaufes wird hierbei von Bedienungspersonal von Hand vorgenommen. Dementsprechend eignet sich dieses bekannte Verfahren nur zum Verarbeiten sehr kleiner Materialmengen, denn der Verarbeitung größerer Mengen steht die notwendige Handarbeit bei zahlreichen Teilabsohnitten dieses Verfahrens entgegen. Das Besichicken und Entleeren des Autoklaven könnte nur unter großem Aufwand mechanisch durchgeführt werden. Ferner ist es nachteilhaft, daß der Autoklav in einen sterilen Raum aufgestellt werden muß, falls man verhindern will, daß das sterilisierte Gut beim Entleeren des autoklaven mit einer unsterilen Umgebung in Berührung koflt. Ferner ist die Sterilisationsseit je nach der Schichthöhe, in welcher das zu behandelnde Material im Autoklaven liegt, sehr hoch, denn das Sterilisationsmittel wie Sattdampf oder Hei#gas muß das gesamte Maierial vollständig und ausreichend durchdringen, bevor die Sterilisation abgeschlossen ist Trotzdem ist bei üblichen Sterilisierzeiten niemals die Gewähr geboten, daß das Sterilisiermittel genügend lange auf alle Teile des sp sterilisierenden Materiales einwirkt und die behandelte Charge durch und durch steril geworden ist.
Schli@#lich ist es nach den bekannten Verfahren auch nicht möglich eine einheitliche tonditioniarung des sterilisierten Materiales bezüglich seiner Temperatur und seiner Feuchtigkeit innerhalb ines vorgegebenen Zeitplanes vorzunehmen.
Eine einheitliche Konditionierung ist aber besonders bei Nabrungsmitteln, Futtermitteln und chemischen Wirketoffen sowie bei Streumitteln für Versuchstiere in Entwicklungslabere von großer Bedeutung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die geschilderten Nachteile der bekannter @@@ilisation nit Battdampf zu überwinden und die Nöglichkeit au schaffen, den gesamten Sterilisationsvorgang vollautomatisch innerhalb einer nach außen steril abzukapeelnden Vorrichtung bei kürzester Behandlungszeit durchführen zu können. Dabei soll es auch möglich sein, nach dem Sterilisieren dem Gut noch andere, bereits sterile Stoffe zuzugeben, welche die hohen Behandlungstemperaturen der Dampfsterilisation nicht aushalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Sterilisieren von Schüttgütern mittels Dampf oder Heißgas torgechlagen, bei dem erfindungsgemäß das zu sterilisierende Material chargenweise in einem geschlossenen Raum unter intensiver Auflockerung und Durohwirbelung bei gleichzeitiger Zugabe des Sterilisiermittels sterilisiert und unmittelbar anschließend das Sterilisiermittel unter intensiver Auflockerung und Wirbelung des Schüttgutes bei einem Unterdruck aus dem sterilisierten Material abgeschieden wird. Dadurch wird es möglich, die Beschickung und Entleerung der Sterilisiervorrichtung ohne Zuhilfenahme von Handarbeit selbsttätig durchzuführen.
Die Sterilisiervorrichtung kann unbedenk14ch in eines unsterilen Raum aufgestellt werden, da sich die Entleerung der Vorrichtung und der Abtransport des sterilisierten Materiales in einem geschlossenen System durchführen läßt. Dadurch, daß das zu sterilisierende Material während des Sterilisiervorganges vorzugsweise nach dem bekannten Schleuder- und Wirbelverfahren aufgelockert wird, kann das Sterilisiermittel sehr schnell und äußerst gleichmäßig mit allen Teilen des Materiales in Berührung kommen, wodurch ein optimaler Sterilisiereffekt bei minimalen Sterilisierzeiten ersielt wird.
Das gleiche gilt für das Entfernen des Sterilisiermittele aus dem sterilisierten Material nach Abschluß des Sterilisiervorgangs.
Um die chargenweise durchgeführte Sterilisation zu beschleunigen, kann das zu sterilisierende Material vor Beginn des Sterilisierens mit Hilfe kleinerer Mengen des Sterilisiermittels vorgewärmt werden, beispielsweise während das Material in den Sterilisierbehälter eingefüllt wird. Dieses zum Vorwärmen dienende Mittel wird dann vor Beginn des eigentlichen Sterilisiervorganges aus dem Sterilisierbehälter entfernt oder auch noch für die anschließende Sterilisation benutzt, so daß der Bedarf an Sterilisiermittel entsprechend geringer wird.
Falls das Material mit Sattdampf sterilisiert wird, soll in Weiterbildung der Erfindung nach dem Sterilisiervorgang eine Trocknung des Materiales unter Einwirkung von Vakuum durchgeführt werden, wobei die noch am Material bzw. seinen Partikeln haftende Flüssigkeit weitgehend entfernt wird. Beim Sterilisieren mit Heißgas wird das Gas nach Beendigung des Sterilisiervorganges ebenfalls durch Vakuum abgesaugt. Eine Trocknung ist in diesem Falle nicht notwendig, da das Heißgas dem Material keine Flüssigkeit oder Feuchtigkeit zugeführt - hat.
Ist Jedoch ein Trockenvorgang erforderlich, so kann dem Material beim Trocknen zusätzlich äußere Wärme zugeführt werden.
Gleichzeitig ist es möglich, das Material beim Trocknen zu konditionieren, so daß es bei einer bestimmten Temperatur einen vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalt enthält. Im Anschluß an den Trockenvorgang kann das sterilisierte Material außerdem mit Sterilluft belüftet und dann in einem sterilen Behälter gelagert werden.
Dieses Verfahren ist in allen seinen Stufen unter Einhalten eines vorgegebenen Zeitprogrammes bei minimalem Zeitaufwand durchführbar und bringt optimale Ergebnisse.
Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens wird weiterhin eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen wenigstens zum Sterilisieren bestimmten druckdicht verschließbaren Behälter mit eingeb1tem Schleuderwerk aufweist, an dessen Einlaß und Auslaß jeweils eine geschlossene Transporteinrichtung zum Zur und Abführen des zu bearbeitenden Materiales angeschlossen ist. Der Sterilisiervorgang und der Trockenvorgang, wenigstens aber Sterilisation und eine Vortrocknung, kann in eine und demselben Behälter durchgeführt werden. Es ist also auch möglich, das Sterilisieren mit Vortrocknung und das eigentliche Trocknen in getrennten Behältern nacheinander vorzunehmen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Sterilisiervorrichtung schematisch in Seitenansicht dargestellt.
Die Vorrichtung umfaßt einen zylinderförmigen Behälter 1, in dem die Sterilisation und wenigstens auch die Vortrocknung des zu bearbeitenden Materiales durchgeführt wird. In der Längsachse 2 dieses Behälters ist eine von einem Motor 3 -ggf. mit wahlweise verschiedenen Drehzahlen - antreibbare und nicht näher dargestellte Welle mit Schleuderwerk gelagert, um das im Behälter 1 befindliche Material beim Sterilisieren und Vortrocknen intensiv auflockern und durchwirbeln zu können.
Der Behälter 1 besitzt einen druckdicht verschließbaren Einfüllverschlu# 4, in dessen Einlaßstutzen 5 eine Zellenradschleuse 6 eingebaut ist, die verhindern soll, daß die hohe im Behälter herrschende Behandlungstemperatur in die Aufgabevorrichtung übertragen wird, wodurch dort leicht ein Brand entetehen kann. An die Einlaßseite dieser Zellenradachlouso 6 kann eine Rohrleitung angeschlossen sein, die eine Verbindung zu einem Vorratsbehälter für das zu verarbeitende Material herstellt.
Auf der Oberseite des Behälters 1 ist ein Dom 7 angeordnet, in den eine verschließbare Vakuumleitung 8 mündet. Außerdem ist eine verschlieBbare Entepannungsleitung 9 an den Dom 7 angeschlossen.
In die vordere Stirnseite des Behälters 1 mündet eine Leitung 10 für den Eintritt von Sterilluft, wenn das in dieser Leitung vorgesehene Absperrventil ii geöffnet ist. Ferner mündet in den Behälter 1 eine Leitung 12 zur Zufuhr des Stelisiermittels wie Sattdampf oder Heißgas **e gesamte Behälter 1 ist mit einem Isoliermantel 13 versehen, der im Bereich des zylinderförmigen Behältermantels in einem Abstand 14 um den Behälter 1 angeordnet ist. Dadurch wird ein Doppelmantel zum Führen eines Heizmittels gebildet.
Dieser Doppelmantel ist mit Eintrittsstutzen 15 für Dampf od. dgl. und einen Austrittsstutzen 16 für Kondensat usw. versehen und enthält nicht dargestellte Leitbleche zum Führen des Heizmediums. Natürlich kann auch ein flüssiges Heizmedium in umgekehrter Richtung durch den Doppelmantel strömen.
An der dem Eintrittsende gegenüberliegenden Stirnwand des Behälters 1 ist ein Verschlußstopfen 17 angeordnet, der über einen Blektromotor 18 geöfinet und geschlossen werden kann.
Diese Verschlußklappe 17 mündet in ein Auslaufgehäuse 19, an dessen Oberseite eine Schau- oder Reinigungsklappe 20 vorgesehen ist, die auch als Absaugstutzen für das sum Sterilmachen der Vorrichtung verwendete Mittel dienen kann, das so weit wie möglich über die Leitung 9 abgelassen wird.
Der Behälter 1 ist auf einem ähnlich ausgebildeten zylinderförmigen Trockenbehälter 21 abgestützt, in dessen Längsachse 22 ebenfalls ein über einen Motor 23 angetriebenes Schleuderwerk gelagert ist. Der Einlaßstutzen 24 des Behälters 21 ist dabei mit dem Auslaßgehäuse 19 des Behälters 1 verbunden.
Der Behälter 1 ist über Füße 25 und 26 auf dem Behälter 21 abgestützt, der selbst wiederum über Füße 27 und 28 auf einer beliebigen Unterlage abgestützt werden kann.
Der Behälter 21 besitst ebenfalls einen Doppelmantel 29 mit einem unteren Eintrittsstutzen 30 und einem oberen Auslaßstutzen 31 für ein Heizmittel wie Heißwasser. Ferner ist der untere Behälter 21 mit einem Auslaufgehäuse 32 versehen, welches eine Verschlußkappe 33 umschließt, die durch einen Elektromotor 34 geöffnet und geschlossen werden kann.
Die vorgeschlagene Vorrichtung arbeitet iolgendermaßen: Das zu sterilisierende Material wird mit Hilfe von Transporteinrichtungen aus einem Vorratssilo dosiert in den Behälter 1 eingefüllt. Ggfs ist vor dem Einleiten von Dampf der Sterilisierbehälter leicht zu evakuieren, Während der Beschickung des Behälters 1 wird eine dosierte Menge des Sterilisiermittels zum Erwärmen des Materiales zugegeben und. die überschüssige Menge dieses Heizmittels wieder abgesaugt.
Nach dem Ablauf des Ptlllvorganges wird der Sterilisierbehälter druckdicht verschlossen, woraufhin zum Sterilisieren Sattdampf in den Behälter eingeleitet wird. Das im Behälter vorgesehene Schleuderwerk läuft während der Beschickung des Behälters und dem Eingeben des Sterilisiermittels. Dadurch erhält man eine intensive Durchwirbelung und Durchsetzung des Materiales mit Sterilisiermittel, so daß der Sterillsiervorgang schon nach kurzer Zeit, beispielweiße nach 3 Min., beendet ist. Dann wird das Schleuderwerk stillgesetzt und das Sterilisiermittel abgelassen und in einer entsprechenden Anlage atifgefangen.
Mit Hilfe der Vaknumleitung 8 wird der Sterilisierbehälter 1 nunmehr evakuiert, um das Material zu trocknen. Das Schleuderwerk beginnt bei einem bestimmten Vakuum wiederum zu laufen, damit alle Materialpartikel am Trocknungsvorgang gleichmäßig teilnehmen und somit eine wirkungsvolle gleichmäßige Trocknung erzielt- wird. Die dazu erforderliche Wärme wird durch Dampf zugeführt, welcher durch den Doppelmantel 14 strömt. Anschließend wird das Material mit Sterilluft belüftet und das fertige Material nach Öffnen der Entleerungsklappe 17 in einen sterilen Bunker entleert, von wo es weitertransportiert bzw. weiterverarbeitet werden kann.
Wird das Verfahren in zwei Stufen durchgeführt, so erfolgt der eigentliche Trockenvorgang und die Belüftung mit Sterilluft in dem zweiten Behälter 21. Die Sterilisation in einem geschlossenen System wird noch dadurch verbessert, daß man vor dem Einleiten des Sterilisiermittels den Sterilisierbehälter leicht evakuiert.
Die beim Trockenvorgang vorgesehene Evakuierung kann so gesteuert werden, daß das Schleuderwerk erst bei Erreichen eines bestimmten Vakuums - z. B. 30 Torr - in Bewegung gesetzt wird, damit durch das Absaugen kein Behandlungsgut in die Vakuum-Apparatur gelangt.
Patentansprüche :

Claims

Patentansprüche : 1. Verfahren zum Sterilisieren von Sohüttgütern mittels Dampf oder Heißgas, d a d u r c h g e k e n n -s e i c h n e t , daß das Material chargenweise in einem geschlossenen Raum unter intensiver Auflockerung und Durchwirbelung bei gleichzeitiger Zugabe des Sterilisiermittels sterilisiert und unmittelbar anschließend das Sterilisiermittel unter intensiver Auflockerung und Durchwirbelung des Schüttgutes bei einem Unterdruck aus dem Material abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vor dem Sterilisiervorgang mit Eilfe kleinerer Mengen des Sterilisiermittels vorgewärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beim Sterilisieren mit Sattdampf unmittelbar nach dem Sterilisiervorgang unter Einwirkung von Vakuum getrocknet wird, wobei die noch am Material bzw. seinen Partikeln haftende Flüssigkeit weitgehend entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Material bein Trockenvorgang zusätzlich äu#ere Wärme zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 be 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beim Trccknen konditioniert wird.
6. Verfahren naoh einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennseichnet, daß das sterilieierte Naterial im Anschlu# an den Trockanvorgang mit Sterilluft belüftet und dann jn einem sterilen Behälter gelagert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beim Sterilisieren und/oder beim Trocknen nach dem beim Mischen bekannten Schleuder- und Wirbelverfahren aufgelockert und umgewirbelt wird.
8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen wenigstens zum Sterilisieren bestimmten druckdicht verschließbaren Behälter (1) mit eingebautem Schleuderwerk aufweist, an dessen Einlaß und Auslaß Jeweils eine geschlossene Transporteinrichtung zum Zu-und Abführen des zu bearbeitenden Materials angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zum Trocknen bestimmten druckdicht verschließbaren Behälter (21) aufweist, der beispielsweise an den Sterilisierbehälter (1) angebaut ist und ein Schleuderwerk enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Trocknen bestimmte Behälter (1 oder 21) mit einer Wandheizung versehen ist.
11. Vorriohtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Trocknen bestimmte Behälter (1 oder 21) mit einem Doppelmantel (14; 29) für durchströmendes Heizmittel versehen ist. t2.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Sterilisieren beetimmte Behälter (1) mit einem Hei#gas- oder iampfeinlaß (12) und einem Saugauala# (8) versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Trocknen bestimmte Behälter (1 oder 21) mit einem Sterillufteinlaß (io) und einer Vakuum-Absaugleitung versehen ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der zum Trocknen bestimmte Behälter (1 oder 21) mit einem Isoliermantel (13) versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sterilisieren und zum Trocknen zwei unmittelbar aneinander angeschlossene Behälter (1 und 21) vorgesehen sind.

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