DE1642087B2

DE1642087B2 - Verfahren und vorrichtung zum chargenweisen sterilisieren von schuettguetern

Info

Publication number: DE1642087B2
Application number: DE1967L0057595
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Lödige, Wilhelm; Lödige, Fritz; Lücke, Josef, Dipl.-Ing.; 4790 Paderborn
Priority date: 1967-10-10
Filing date: 1967-10-10
Publication date: 1977-03-24
Also published as: NL6814444A; NL164204B; NL164204C; ES358764A1; DE1642087A1; ES375017A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chargenweisen Sterilisieren von Schüttgütern mittels Dampf oder Heißgas in einem geschlossenen Raum. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

In der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Lebensmittel- 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 Dampfsterilisation.

Es ist bekannt, die Dampfsterilisation von Schüttgütern in sogenannten Dampfautoklaven durchzuführen, welche eine gasdicht verschließbare Kammer aufweisen, in welche die zu behandelnden Schüttgüter eingegeben werden, woraufhin man die Kammer schließt und den für die Sterilisation verwendeten Sattdampf einleitet 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 Beginn des Programmablaufes wird von Hand vorgenommen. Dementsprechend eignet sich diese bekannte Dampfsterilisation nur zum Verarbeiten verhältnismäßig kleiner Schüttgutchargen, denn der Verarbeitung größerer Mengen steht die bei den zahlreichen Teilabschnitten dieses Verfahrens notwendige Handarbeit entgegen. Das Beschicken und Entleeren eines Autoklaven kann nur unter großem Aufwand mechanisch durchgeführt werden. Ferner ist es nachteilhaft daß der Autoklav in einem sterilen Raum aufgestellt werden muß, .alls man verhindern will, daß das sterilisierte Gut beim Entleeren des Autoklaven mit einer unsterilen Umgebung in Kontakt kommt Auch ist die Sterilisationszeit je nach der Schichthöhe, in welcher das zu behandelnde Gut im Autoklaven liegt sehr hoch, denn das Sterilisiermittel wie Sattdampf oder Heißgas muß die gesamte Charge vollständig und ausreichend durchdringen, bevor die Sterilisation abgeschlossen ist

Trotzdem ist bei üblichen Sterilisierzeiten nicht die Gewähr geboten, daß das Sterilisiermittel genügend lange auf alle Teile des zu sterilisierenden Gutes einwirkt und die behandelte Charge somit durch und durch steril geworden ist. Schließlich ist es nach der bekannten Dampfsterilisation auch nicht möglich, eine einheitliche Konditionierung des sterilisierten Materials bezüglich seiner Temperatur und seiner Feuchtigkeit innerhalb eines vorgegebenen Zeitplanes vorzunehmen. Eine einheitliche Konditionierung des sterilisierten Schüttgutes ist aber besonders bei Nahrungsmitteln, Futtermitteln und chemischen Wirkstoffen sowie bei Streumitteln für Versuchstiere in Entwicklungslabors von großer Bedeutung.

Aus der DT-PS 8 09 994 ist es zum Aufschließen von pflanzlichen Stoffen wie Samen, Stengeln, Rinden, Wurzeln od. dgl. sowie Halbfabrikaten aus diesen Gütern bekannt diese Naturprodukte durch eine spezielle Dampfbehandlung zu entbittern, entgiften, geschmacklich zu verbessern oder lösbar zu machen. Die Dampfbehandlung erfolgt in kontinuierlichem Durchlauf durch eine Vorrichtung, welche eine Förderschnecke oder ein mit horizontalen Sieben zusammenwirkendes Rührwerk enthält Dadurch soll das zu behandelnde Gut möglichst gleichmäßig unter oder über verwirbelten Dampfstrahlen vorbeigeführt werden. Diese Bearbeitung ist nicht geeignet das Schüttgut während des Durchlaufes durch die Vorrichtung intensiv aufzulockern und somit gleichmäßig mit Sterilisiermittel zu behandeln. Da die Durchlaufvorrichtung offen ist ist kein Druckaufbau oder Vakuumzu-

<y

stand, kein Chargenbetrieb und auch keine Gasbehandlung möglich, ebensowenig wie die zur Sterilisation sehr wichtige Produktfeuchte nicht auf Sollwerte während des Sterilisationsvorganges gebracht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Sterilisieren von Schüttgütern vollautomatisch innerhalb einer nach außen steril abzukapselnden Vorrichtung bei kürzester Behandlungszeit durchführen zu können, wobei es auch möglich sein soll, nach Beendigung des Sterilisiervorganges dem behandelten Gu. noch andere, bereits sterile Stoffe zuzugeben, welche bei den für die Sterilisation erforderlichen hohen Temperaturen Schaden leiden könntea

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7. Außerdem wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmaien des Anspruches 8 gelöjt, wobei vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung Gegenstand der Unteransprüche 9 bis 12 sind.

Unter Anwendung der Erfindung kann man Schüttgüter beliebiger Art wie Späne, Fasern, Pulver, Lebensmittel, Futtermittel usw. vollautomatisch bei geringstmöglichen Behandlungszeiten sterilisieren, da es möglich ist die Beschickung und Entleerung der Sterilisiervorrichtung ohne Zuhilfenahme von Handarbeit selbsttätig durchzuführen. Die Sterilisiervorrichtung kann unbedenklich in einem unsterilen Raum aufgestellt werden, da sich ihre Entleerung und der Abtransport des sterilisierten Schüttgutes in einem geschlossenen System durchführen läßt. Dadurch, daß das zu sterilisierende Gut während des Sterilisiervorganges vorzugsweise nach dem bekannten Schleuder- und Wirbelverfahren aufgelockert wird, kann das Sterilisiermittel sehr schnell und äußerst gleichmäßig mit allen Teilen des Materials in Berührung kommen, wodurch ein optimaler Sterilisiereffekt bei minimalen Sterilisierzeiten erzielt wird. Das gleiche gilt für das Entfernen des Sterilisiermittels aus dem sterilisierten Material nach Abschluß des Sterilisiervorganges.

Um die Sterilisation zu beschleunigen, kann das zu sterilisierende Gut 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 S'erilisiervorganges 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 Materials 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 eingebautem Schleuderwerk aufweist, an dessen Einlaß und Auslaß jeweils eine geschlossene Transporteinrichtung zum Zu- und Abführen des zu bearbeitenden Materials angeschlossen ist Der Sterilisiervorgang und der Trockenvorgang, wenigstens aber Sterilisation und eine Vortrocknung, kann in ein- 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 Materials 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 Einfüllverschluß 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 entstehen kann. An die Einlaßseite dieser Zellenradschleuse 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 ve-schließbare Entspannungsleitung 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 11 geöffnet ist Ferner mündet in den Behälter 1 eine Leitung 12 zur Zufuhr des Sterilisiermittels wie Sattdampf oder Heißgas.

Der 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 einem 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 Elektromotor 18 geöffnet 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 zum Sterilmachen der Vorrichtung verwendete Mittel dienen kann, das soweit 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 besitzt ebenfalls einen Doppelmantel 29 mit einem unteren Eintrittsstuizen 30 und einem oberen Auslaßstutzen 31 für ein Heizmittel wie Heißwasser. Ferner ist der untere Behälter 21 mit einem Ausiaufgehäuse 32 versehen, welches eine Verschlußkappe 33 umschließt, die durch einen Elektromotor 34 geöffnet und geschlossen werden kann.

Die vorgeschlagene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Das zu sterilisierende Material wird mit Hilfe von Transporteinrichtungen aus einem Vorratssilo dosiert in den Behälter 1 eingefüllt Gegebenenfalls 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 Materials zugegeben und die überschüssige Menge dieses Heizmittels wieder abgesaugt

Nach dem Ablauf des Füllvorganges 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 Materials mit Sterilisiermittel, so daß der Sterilisiervorgang schon nach kurzer Zeit, beispielsweise nach 3 Min., beendet ist. Dann wird das Schleuderwerk stillgesetzt und das Sterilisiermittel abgelassen und in einer entsprechenden Anlage aufgefangen.

Mit Hilfe der Vakuumleitung 8 wird der Sterilisierbehälter 1 nunmehr evakuiert, um das Material zu trocknen. Das Schleuderwerk beginnt bei einem bestimmten Vakuum wiederum zu laufen, damit alle Materialpartikeln 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 Stenlluft belüftet und das fertige Material nach öffnen der Entleerungsklappe 17 in einen sterilen Behälter 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 Sterilisierniittels 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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum chargenweise Sterilisieren von Schüttgütern mittels Dampf oder Heißgas in einem geschlossenen Raum, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut unter intensiver Auflockerung und Durchwirbelung bei gleichzeitiger Zugabe des Sterilisiermiiiiels sterilisiert und unmittelbar anschließend das Sterilisiermittel unter weiterer intensiver Auflockerung und Durchwirbelung des Schüttgutes bei einem Unterdruck aus dem Material entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut vor dem Sterilisiervorgang mit Hilfe kleinerer Mengen des Stsrilisiermittels vorgewärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut beim Sterilisieren mit Sattdampf unmittelbar nach dem Sterilisiervorgang unter Einwirkung von Vakuum weitgehend getrocknet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schüttgut beim Trockenvorgang zusätzlich äußere Wärme zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Schüttgut beim Trocknen konditioniert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sterilisierte Schuttgut im Anschluß an den Trockenvorgang mit Sterilluft belüftet und dann in einem sterilen Behälter gelagert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut beim Sterilisieren und/oder beim Trocknen nach dem beim Mischen bekannten Schleuder- und Wirbelverlahren aufgelockert und umgewirbelt wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem 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 behandelnden Schüttgutes angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Auslaß des zum Sterilisieren bestimmten Behälters (1) ein zum Trocknen bestimmter, druckdicht verschließbarer Behälter (21) angebracht ist, der ein Schleuderwerk enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Behälter (1; 21) mit einer Wandheizung versehen ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (1 bzw. 21) mit einem Doppelmantel (14; 29) für durchströmendes Heizmittel versehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der zum Trocknen bestimmte Behälter (21) mit einem Isoliermantel (13) versehen ist.