DE1915080A1 - Verfahren und Vorrichtung zum UEberwachen von Mikroorganismen oder Enzymen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum UEberwachen von Mikroorganismen oder Enzymen

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DE1915080A1
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Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen
zur Eingabe vom 24, Mär ζ 1969 Sch// Name d. Anm. Gray Industries, Inc.
Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Mikroorganismen oder Enzymen«
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum überwachen von Mikroorganismen oder Enzymen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, elektromagnetische Energie, einschließlich der Mikrowellenenergie und der Infrarotstrahlung, zu verwenden zum Konservieren oder Sterilisieren bestimmter Materialien oder zur anderweitigen Beeinflussung von Mikroorganismen und Enzymen (siehe beispielsweise die amerikanischen Patentschriften 2 107 830, 2 133.203, 2 222 813, 2 576 862, 2 833 657 und 3 215 539, die Zeitschrift Industrial Microwave News vom November 1963, die deutsche Patentschrift 901 840 und die dänische Patentschrift 80 930).
In der amerikanischen Patentschrift 3 092 503 wird ein Verfahren zum Sterilisieren genießbaren verderblichen Materials mit wässriger Basis beschrieben. Das Material, das in einer begrenzten Zone gehalten wird, deren Wände für die Infrarotstrahlung durchlässig sind, wird durch eine Atmosphäre von Dampf unter überatmosphärischem Druck der Infrarotstrahlung ausgesetzt.
Die Hauptaufgabe der Erfindung ist ein neuartiges verbessertes Verfahren zum Überwachen von Mikroorganismen und Enzymen in dieselben enthaltenden Materialien unter Verwendung von Mikrowellenenergie und Infrarotstrahlung.
Eine andere Hauptaufgabe der Erfindung ist ein neuartiges verbessertes Verfahren zum Sterilisieren.
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Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist ein neuartiges Verfahren zum Sterilisieren trockenen Materials.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine neuartige Vonichtung zum Ausführen der vorstehend angegebenen Verfahren.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Ein Verfahren zum Überwachen von Mikroorganismen und Enzymen in dieselben enthaltendem Material ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Material in einem Behandlungsbereich, bzw. das in einer begrenzten Zone innerhalb des Behandlungsbereichs enthaltene Material, wobei wenigstens eine Wand der begrenzten Zone für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist, durch eine Atmosphäre von Dampf unter überatmosphärischem Druck gleichzeitig der Mikrowellenenergie und der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, bis die gewünschte überwachung erreicht ist, wobei die Dampfatmosphäre in direkter Berührung mit den Wänden der begrenzten Zone, aber außer direkter Berührung mit dem der Behandlung unterworfenen Material steht, und daß dann der Durchgang der Mikrowellenenergie und der Infrarotstrahlung in das Material in der begrenzten Zone unterbrochen wird.
Die Erfindung lann verwendet werden, um das Wachstum von Mkroorganlsmen zum Stillstand zu bringen oder ihre Anzahl kurz vor der vollständigen Zerstörung zu verringern, was nachstehend als Pasteurisierung oder teilweise Sterilisierung bezeichnet wird, oder zum Zerstören aller Mikroorganismen, was nachstehend als Sterilisierung bezeichnet wird, oder zum Deaktivieren von Enzymen in einem Material, das im wesentlichen frei von Mikroorganismen ist. Die Deaktivierung von Enzymen kann gleichzeitig mit' der Pasteurisierung oder Sterilisierung erfolgen. Die Erfindung ist besonders geeignet für die Sterilisierung von trockenen festen Materialien, in welchen sich die Mikroorganismen in einem trockenen Zustand befinden, wie z.B. chirurgische Instrumente und Zubehör, Glaswaren, Raumfahrzeugbestandteile und dergleichen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens besteht die das zu behandelnde Material enthaltende begrenzte Zone aus einer abgedichteten Packung, von welcher wenigstens eine Wand für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens besteht die begrenzte Zone aus einem rohrförmigen Durchgangsweg, dessen Wände für die Mikrowellenenergie durchlässig sind und durch welchen ein flieTähiges Material zwecks Behandlung gedrückt werden kann, worauf das Material in sterile Behälter gefüllt wird, die dann verschlossen werden.
Die neuartige Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer Kammer, aus einer Erzeugungseinrichtung für die Mikrowellenenergie, welche dieselbe in die Kammer lenkt, aus einer Erzeugungseinrichtung für die Infrarotstrahlung, welche dieselbe in die Kammer lenkt, aus einer Einrichtung zum Einführen des Materials in eine begrenzte Zone und zum Entfernen des Materials aus der Kammer, aus einer Einrichtung; die das Material in der Kammer in einer solchen Stellung hält, daß dasselbe die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung aufnimmt, und aus einer Einrichtung, die der Kammer Dampf unter Uberatmospharischem Druck zuführt.
Bei einer besonders bevorzugten AusfUhrungsform der Vorrichtung bestehen die Einrichtung zum Einführen und Entfernen des Materials (in diesem Falle fließfähigen Materials) sowie die Einrichtung zum Halten des Materials in der Kammer aus Rohren, deren Wände für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig sind. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Austtihrungsform der Vorrichtung, die hauptsächlich für die kontinuierliche Behandlung einer Vielzahl abgedichteter Materialpackungen bestimmt ist, ist die Kammer verlängert, um gleichzeitig eine Vielzahl von Packungen aufzunehmen, und die Einrichtung zum Halten des verpackten Materials besteht aus einer beweglichen Oberfläche, wie z.B. einem endlosen Riemen, der die Packungen in die, durch die und aus der Kammer bewegt.
Nachstehend werden mehrere beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich-
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nungen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung, die gemäß der Erfindung insbesondere für die Behandlung abgedichteter Materialpackungen verwendbar ist,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. j5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung, die gemäß der Erfindung insbesondere für die Behandlung fließfähigen Materials verwendbar ist, und
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der
Vorrichtung, die gemäß der Erfindung insbesondere für die kontinuierliche Behandlung einer Vielzahl von Materialpackungen verwendbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß Mikrowellenenergie und Infrarotstrahlung durch die Atmosphäre von Dampf unter Uberatmosphärischem Druck zusammenwirken, um ein wesentlich wirksameres Mittel zum Überwachen von Mikroorganismen zu erhalten als jede Energieform allein, die durch eine Dampfatmosphäre oder durch Dampf allein wirksam ist. Dies wird durch die folgenden Versuche veranschaulicht, bei welchen 8 verschiedene Arten, von \ Bakteriensporen verschiedenen Behandlungen unterworfen werden. Bacillus globigii und Bacillus stearothermophilus wurden ausgewählt, da sie im allgemeinen von den bekannten Formen des mikroben Lebens als gegen Hitze am meisten widerstandsfähig anerkannt sind,^ indem sie zur vollständigen Tötung bis zu 30 Minuten bei 1210C Dampf von 1,05 at ausgesetzt werden müssen. Die 8 Arten sind fol-. gende:
1 Sporen von Bacillus globigii, die in destilliertem Wasser suspendiert sind.
2. Sporen von Bacillus globigii, die aus einer Suspension in destilliertem Wasser getrocknet sind.
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3. Sporen von Bacillus globigii* die in einer 10bigen Salzlösung suspendiert sind.
4. Sporen von Bacillus globigii, die aus einer 10bigen Salzlösung getrocknet sind.
•5· Sporen von Baolllus stearothermophilus, die in destilliertem Wasser suspendiert sind..
6. Sporen von Bacillus stearothermophilus, die aus einer Suspension in destilliertem Wasser getrocknet sind.
7· Sporen von Bacillus stearothermophilus, die in einer 10bigen Salalösung suspendiert sind.
8» Sporen von Bacillus stearothermophilus, die aus einer 10bigen Salzlösung getrocknet sind.
Die Arten wurden in Versuchsrohre aus Glas eingebracht, die durch Kunststoffkapseln verschlossen und mit Autoklavenband abgedichtet wurden.
Die Menge der flüssigen Arten in jedem Rohr betrug ungefähr 10 cnr mit 10 - 10' Sporen pro cnr und die getrockneten Arten in jedem Rohr wurden aus 10^nFlüssigkeit getrocknet, die 10 -10' Sporen pro cnr enthielt.
Jede Art wurde drei verschiedenen Behandlungen in Zeiträumen von 1*2,3,4 und 5 Minuten wie folgt unterworfen:
A. Infrarotstrahlung (von drei 500 W-Infrarotlampen, die in einem Abstand von 120 rund um das Versuchsrohr angeordnet waren) und Dampf von 0,63 - 0*7 at.
B. Mikrowellenenergie (von einem 1 KW-Magnetron, das mit einer Wechselstromquelle von 220 V verbunden war und Mikrowellenenergie von 2450 + 25 MHz mit einer Wellenlänge von ungefähr 120 mm lieferte) sowie Dampf von 0,63 - 0,7 at.
C. Infrarotstrahlung (wie in A) plus Mikrowellenenergie (wie InB) plus Dampf von O,6j5 - 0,7 at.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Behandlung A: Keine der Arten war nach 1 oder 2 Minuten steril. Nach 3 Minuten waren zwei Arten (Nr. 3 und 4) steril. Die übrigen Arten waren auch nach 5 Minuten nicht steril.
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Behandlnng B: Keine der Arten war nach 1 Minute eterll. Nach 2 Minuten war nur eine Art (Nr. 5) steril. Nach 3 Minuten waren zwei weitere Arten (Nr. 1 und 8) steril. Nach 4 Minuten war noch eine andere Art (Nr. 3) steril. Nach 5 Minuten waren drei weitere Arten (Nr. 2,4 und 6) steril. Bei Art Nr. 7 wurde wegen eines Veraachsfehlers kein Ergebnis erhalten.
Behandlung C: Keine der Arten war nach 1 Minute steril. Nach 2 Minuten war nur eine Art (Nr. 1) steril. Nach 3 Minuten waren vier weitere Arten (Nr. 2,3,4 und 8) steril. Nach 4 Minuten war eine weitere Art (Nr. 6) steril. Bei den Arten Nr. 5 und 7 wurde wegen eines Versuchsfehlers kein Ergebnis erhalten.
Bekanntlich ist die Mikrowellenenergie die elektromagnetische Wellenenergie mit einer Wellenlänge, die in den Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums fällt. Die staatliche Wellenlfiangenkommission hat gegenwärtig für die Mikrowellenbehandlung Bänder der Mikrowellenenergie im Bereich von 400 - 20 000 MHz/s mit einer Wellenlänge zur Verfügung gestellt, die für die niedrigeren Frequenzen ungefähr 325 mm und für die höchsten Frequenzen ungefähr 17*5 mm beträgt, d.h. insbesondere Frequenzen von etwa 890 - 940 MHz/s mit einer Wellenlänge von ungefähr 325 mm, Frequenzen von etwa 2400 - 2500 MHz/s mit einer Wellenlänge von ungefähr 100 - 125 mm und Frequenzen von etwa I7 850 - 18 000 MHz/s mit einer Wellenlänge von ungefähr 17*5 mm. Die derzeit für die Verwendung gemäß der Erfindung bevorzugte .Mikrowellenenergie ist ein mittlerer Bereich mit einer Frequenz von 1000 - 5000, insbesondere von 2000 - 3000 MHz/s. Die Mikrowellenenergie wird von einer entsprechenden Hochfrequenzquelle erzeugt, wie z.B. eiiem Magnetron. Die Erzeugung und Verwendung von Mikrowellenenergie ist an sich bekannt, da sie seit vielen Jahren zum Kochen von Nahrungsmitteln verwendet wird.
Gemäß Fig. 1 ist die Behändlungskammer 1 so ausgebildet, daß sie dem Dampfdruck Widerstand leistet, der verwendet werden kann. Übliche Magnetrons 2 und 3* die mit Antennen 4 bzw. 5 versehen sind, sind so angeordnet, daß sie die Mikrowellenenergie in die Kammer und demnach in die zu behandelnde Packung oder den Behälter 6 lenken können. Das obere Ende der Kammer 1, das eine Plattform 17 G SO/4 _6_
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bildet, welche die Magnetrons 2 und 3 trägt, kann vom unteren Teil abnehmbar sein, um das zu behandelnde Material einbringen und herausnehmen zu können. Infrarotstrahlungseinrichtungen 9 sind durch Halter 10 an der Wand dsr Kammer 1 befestigt, um die Infrarotstrahlung in die Packung 6 zu lenken. Die Infrarotstrahlungseinrichtungen 9 können übliche Infrarotlampen oder Röhren sein, wie z.B. geschmolzene Quarzröhren, die einen Wolframdraht enthalten. Der obere Teil einer Röhre 9 ist im Schnitt dargestellt, um den Wolframdraht im Inneren der Röhre zu zeigen, der mit entsprechenden Abstandsscheiben versehen ist, die den Draht in der Mitte der Röhre halten. Jede Röhre ist durch Leitungen 21 mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle verbunden. Die Kammer 1 kann mit einer (nicht dargestellten) Tür versehen sein. Die Packung 6, von welcher wenigstens die Wände 20 für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig sind, wird auf irgendeine entsprechende Weise gehalten, um die Mikrowellenenergie von den Magnetrons 2,3 und die Infrarotstrahlung von den Röhren 9 aufzunehmen, z.B. durch die Zahnstange 7, deren Plattform 8 vorzugsweise aus starrem Kunststoff besteht, wie z.B. Polymethylmethacrylat.
Dampf unter Druck wird in die Druckkammer 1 durch die mit einem Ventil versehene Leitung 11 eingelassen, während Spülgase und übermäßiger Druck aus der Kammer 1 durch die mit einem Ventil versehene Leitung 12 abgeführt und entlüftet werden können. Die verwendeten Ventile können in üblicher Weise ausgebildet sein, um den Dampfdruck innerhalb der Kammer 1 auf einer vorherbestimmten Höhe zu halten. Ein üblicher Druckanzeiger 13 zeigt den Dampfdruck innerhalb der Kammer 1 an. Eine mit einem Ventil versehene Leitung 14 ist vorgesehen, um als Abfluß zu dienen.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Vorrichtung gemäß Pig. 1 wird die zu behandelnde Packung öler der Behälter 6 in der Kammer 1 angeordnet und Dampf unter Dnack wird eingelassen, bis der gewünschte Druck in der Kammer 1 erreicht ist. Die Magnetrons 2,3 und die Infrarotröhren 9 werden für die erforderliche Zeit eingeschaltet und dann ausgeschaltet.
Pig. 3 veranschaulicht die Behandlung fließfähigen Materials in der besonders für dasselbe ausgebildeten Vorrichtung. In diesem G 50/4 -7-
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Fall ist die Behandlungskammer 31 etwas verlängert und mit einer Vielzahl von Magnetrons 32 und Infrarotröhren 38 versehen, deren Anzahl durch die länge des begrenzten Weges bestimmt wird, wie z.B. das Rohr 33.» sowie durch die Geschwindigkeit, mit welcher das fließfähige Material »34 hindurchgeht. Das Rohr 33 kann aus einem Material bestehen, das für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist, wie z.B. Glas, Borsilikatglas oder Quarz. Die Magnetrons 32 und ihre zugehörigen Antennen 35 können beispielsweise von einer Platte 36 aus Aluminium getragen werden, um die Mikrowellenenergie durch die Wand 37 des Rohres 33 und in das Material 34 zu lenken. Ebenso können die Infrarotröhren 38 beispielsweise durch Halter 39 befestigt sein, um die Infrarotstrahlung zusammen mit der Mikrowellenenergie durch die k Wand 37 des Rohres 33 und in das Material J>k zu lenken. Dampf unter Druck wird in die Kammer 3I durch die mit einem Ventil versehene Leitung 4Ö eingelassen. Eine Entlüftung 41 und ein Abfluß 42 sind wie in Fig. 1 vorgesehen.
Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist die Tätigkeit der Magnetrons 32 und der Infrarotröhren 38 kontinuierlich, solange das Material 34 durch das Rohr 33 fließt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Materials J>k kann eingestellt werden, um mit der Menge der erzeugten Mikrowellenenergie und Infrarotstrahlung eine Aufenthaltszeit innerhalb der Kammer 31 zu erhalten, die ausreicht, um jedes Teilchen des Materials 34 bei seinem Durchgang durch die Behandlungszone zu behandeln. Das fließfähige Material ) 34 kann in und durch das Rohr 33 durch eine Pumpe oder durch eine Schnecke gedrückt werden, falls das Material einen hohen Gehalt an festen Stoffen aufweist. Das die Kammer 3I verlassende behandelte Material kann aseptisch in sterile Behälter gefüllt und abgedichtet werden.
Während Fig. 3 ein einziges Rohr zeigt, können selbstverständlich in einer einzigen Kammer auch viele Rohre angeordnet sein. Während ferner die Figuren 1 und 3 eine einzige Kammer zeigen, können selbstverständlich auch mehrere Kammern verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Einheiten auf einem drehbaren Tisch angeordnet werden, auf welchem an einer Stelle eine Einheit mit dem zu behandelnden Material gefüllt wird, worauf G 50/4 " -8-
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die Einheit im Laufe der Behandlung zu einer Endstelle bewegt wird, an welcher das Material aus der Einheit entfernt wird.
Pig. 4 veranschaulicht die kontinuierliche Behandlung einer Vielzahl von Behältern. Bei dieser Ausführungsform ist die Behandlungskammer 50 verlängert, um eine Vielzahl ausgerichteter Behälter 51 aufzunehmen. Eine Vielzahl von Magnetrons 52 mit zugehörigen Antennen 55 1st vorgesehen, um die erforderliche Mikrewellenenergie zu erzeugen. Die Magnetrons 52 werden von einer Platte 54 getragen, um die Mikrowellenenergie gegen und in die Behälter 51 zu lenken. Eine Vielzahl von Infrarotröhren 59 1st durch Halter 60 befestigt, um die erforderliche Infrarotstrahlung zu erzeugen und dieselbe gegen und in die Behälter 51 zu lenken. Wenigstens die Wand des Behälters, welche der Quelle der Mikrowellenenergie und der Quelle der Infrarotstrahlung zugekehrt ist (in diesem Fall die Wand 55)j ist für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig. Die Behälter 51 sind bei dieser Ausführungsform auf einer beweglichen Oberfläche abgestützt, wie z.B. einem endlosen Riemen 56, der die Behälter in die, durch die und aus der Kammer 50 bewegen kann. Der Austritt von Dampf aus der Kammer 50 kann durch übliche Dichtungseinrichtungen verhindert werden, wie z.B. die Wasserschenkel 57 und Die Behälter 51 bewegen sich von rechts nach links, so daß das letzte Stadium ihrer Bewegung ausserhalb des Feldes der direkten Bestrahlung liegt. Das Eintauchen der Behälter in das Wasser des Wasserschenkels 58 dient zur Abkühlung derselben.
Dampf unter Druck wird in die Kammer 50 durch die mit einem Ventil versehene Leitung 61 eingelassen. Eine Entlüftung 62 und ein Abfluß 6j sind wie in den Figuren 1 und 3 vorgesehen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist jener der Vorrichtung gemäß Fig. J5 ziemlich ähnlich, indem die Dampfströmung und die Tätigkeit der Magnetrons und der Infrarotröhren andauern, solange sich Behälter mit dem zu behandelnden Material durch die Behandlungskammer bewegen. Die Anzahl und die Größe der Magnetrons und der Infrarotröhren sowie die Geschwindigkeit der Bewegung der Behälter durch die Kammer können eingestellt werden, um für jeden Behälter eine ausreichende Aufenthaltszeit zu erhal-G 50/4 _9_
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ten, welche die gewünschte Behandlung des Inhalts derselben ergibt.
Bei der Ausbildung und dem Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in Betracht gezogen, daß angepaßte Belastungsbedingungen erzielt werden, wie es dem mit der Mikrowellenbehandlung vertrauten Fachmann bekannt ist.
Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin besteht, das zu behandelnde Material während der Behandlung in einer begrenzten Zone zu halten. Die Wände der begrenzten Zone können übliche, im wesentlichen gasundurchlässige Verpackungsmaterialien seig., z.B. Glas, Polymethylmethacrylat, Polystyrol und Polyäthylen, wie in Flaschen, Gefäßen, Kolben und Rohren, sowie Folien, insbesondere thermoplastische, in der Hitze verschließbare Filme, wie z.B. Polyvinylidenchlorid, Polyathylenterephthaiat, Copolymere von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Polyäthylen, Zellophan, mit Kunststoff überzogenes Papier, Karton und dergleichen. Ein Teil des Behälters kann aus einem Material bestehen, das für die Mikrowellenenergie undurchlässig ist, wie z.B. Aluminiumfolie und Stahl, solange die Wand des Behälters, die der Quelle der Mikrowellenenergie zugekehrt ist, für dieselbe durchlässig ist. Beispielsweise kann der Behälter für das zu behandelnde Material aus Aluminiumfolie bestehen mit einem für die Mikrowellenenergie durchlässigen Film als Dekkel. Im Falle der bei der Konservenfabrikation erfolgenden Sterilisierung kann der Behälter aus einer Dose* bestehen, deren offenes oberes Ende z.B. mit Polymethylmethacrylat oder mit einer Glasplatte bedeckt ist, durch welche die Mikrowellen hindurchgehen können. Die begrenzte Zone wird im wesentlichen gasicht sein. In den Fiuguren 1 und 4 sind die Behälter sehematisch dargestellt und dieselben können irgendeine Form aufweisen, wie z.B. Flaschen, Gefäße, Kolben, Dosen, Tröge, Beutel, Glasgefäße, Büchsen und dergleichen.
Wie bereits erwähnt, wird der Druk des Dampfes in der Behandlungszone oberhalb des atmosphärischen Drucks liegen. Der verwendete besondere Druck kann von der Festigkeit der Wände der begrenzten Zone abhängen, welche das behandelte Material enthält, da eine
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ihrer Aufgaben darin besteht* das Aufreißen der Wände durch Zunahme des inneren Gasdrucks zu verhindern. Es wurden Drücke von nur 0,105 atü verwendet, während Drücke bis zu 3*57 atü wünschenswert sein können. Im allgemeinen wurden Drücke von 0,21 - 2,87 atü als besonders geeignet befunden.
Die genaue Dauer der Behandlung gemäß der Erfindung wird von der Endtemperatur abhängen, die von dem der Behandlung unterworfenen besonderen Material erreicht werden soll, welche ihrerseits von der Art der gewünschten Behandlung abhängen kann (d.h. Pasteurisierung, Sterilisierung oder Deaktivierung von Enzymen, von der Art des Materials und den Mikroorganismen und/oder Enzymen in demselben) sowie von der Größe und der Anfangstemperatur der Masse des zu behandelnden Materials und anderen veränderlichen Paktoren, welche die Wärmeströmung und die Erhitzung eines besonderen Materials von einer Temperatur auf eine andere regeln. Es ist daher offensichtlich nicht möglich·, einen Bereich von Temperaturen und Zeiträumen anzugeben, der für alle Materialien* Behandlungen und Ausführungsformen der Vorrichtung anwendbar ist. In jedem Fall wird die Behandlungsdauer jene sein, welche das gewünschte Niveau der Überwachung der Mikroorganismen und/oder Enzyme in dem besonderen Material ergibt. Mit anderen Worten, im Falle der Sterilisierung wird die Mindestzeit durch die Verringerung der Zahl der Mikroorganismen auf Null bestimmt. Im Falle der Pasteurisierung wird die Zeit durch die Verringerung der Zahl der Mikroorganismen auf das gewünschte Niveau bestimmt. Im Falle der Enzymdeaktivierung wird die Zeit durch die Deaktivierung der Enzyme bestimmt. Dies kann durch routinemäßige Zählversuche der üblichen Mikroorganismen (Bakterien und Pilze) und durch Knzymdeaktivierungsversuche festgestellt werden. Im Falle organischer Materialien natürlichen Ursprungs, die sich durch die Wirkung solcher Mikroorganismen und/oder Enzyme selbst zerstören, ist es im Hinblick auf die vielen in Betracht kommenden Veränderlichen, insbesondere in der Art der behandelten Materialien, wahrscheinlich mehr zufriedenstellend, Proben des besonderen behandelten Materials beschleunigten Inkubationsversuchen zu unterwerfen, um zu den genauen Bedingungen zu gelangen, die für dieses Maaterial bevorzugt werden.
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Die Erfindung ist auf die Pasteurisierung,' Sterilisierung oder Enzymdeaktivierung aller Arten von Materialien anwendbar. Dies schließt Nahrungsmittel ein, die verderblich sind, d.h. die durch die Wirkung von Mikroorganismen (Bakterien und/oder Pilze) oder Enzymen einer gesundheitsschädlichen Veränderung unterworfen sind und die Feuchtigkeit enthalten. Die Konsistenz des Nahrungsmittels kann von dünnen Flüssigkeiten bis zu festen Stoffen reichen. Beispiele solcher Nahrungsmittel sind Milch (Vollmilch, homogenisierte Vollmilch, entrahmte Milch, kondensierte Milch und ähnliche Milchprodukte), Obst- und Pflanzensäfte (einschließlich Saftkonzentraten), Bier, Wein und andere hergestellte Getränke, wie z.B. weiche Getränke, Körner, wie z.B. roher oder gekochter Mais und gekochter Reis, Gemüse, Obst, Ehtopfgerichte, Suppen, Fleisch, einschließlich Fisch und Geflügel, Eier, Backwaren, Brot, Sandwiches und dergleichen. Das behandelte Nahrungsmittel kann roh, gekocht (einschließlich gebacken) oder teilweise gekocht sein. Die Erfindung ist auch auf solche Materialien anwendbar, die obwohl sie organische Materialien natürlichen Ursprungs wie die oben erwähnten Nahrungsmittel sind, gewöhnlich nicht als genießbar angesehen werden, wie z.B. Blut (Plasma oder Serum), Tabak und dergleichen, welche ebenfalls durch die Wirkung von Mikroorganismen oder Enzymen der Zerstörung unterworfen sind. Eingeschlossen sind auch Pharmazeutika, die - obwohl im wesentlichen organischen oder anorganischen Ursprungs - einer solchen Zerstörung unterworfen sind oder als Träger unerwünschter Mikroorganismen dienen können. Bei solchen (genießbaren und ungenießbaren) Materialien ist das hauptsächliche Ergebnis der Behandlung gemäß der Erfindung die Konservierung in verpackter Form. Eingeschlossen sind auch Materialien, die - obwohl die Zerstörung derselben nicht das hauptsächliche Problem darstellt - trotzdem als Träger für Mikroorganismen dienen, welche andere Materialien oder Lebewesen verunreinigen können und welche deshalb sterilisiert werden sollen. Am bemerkenswertesten in dieser Gruppe sind Materialien, die in der medizinischen Praxis verwendet werden, wie Instrumente, Textilien, wie chirurgische Berufskleidung, Handtücher und Bettücher, chirurgische Handschuhe und dergleichen. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß der Gegenstand der Behandlung die Sterilisierung der Innenseite eines leeren verschlossenen Behälters sein kann. In diesem Fall ist das zu behandelnde Material die Luft oder ein anderes Gas in-G 50/4 . _12-
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nerhalb des Behälters und die Innenflächen desselben.
Patentansprüche
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Claims (12)

Or. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-lng. H. BERKENPELD, Potentanwolte, ΚδΙη 4I Anlage Aktenzeichen zur Eingabe vom 24. MärZ 1969 3Ch// Name d. Anm. Gray Industries, Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen von Mikroorganismen und Enzymen in dieselben enthaltendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in einem Behandlungsbereich, bzw. das in einer begrenzten Zone innerhalb des Behandlungsbereichs enthaltene Material, wobei wenigstens eine Wand der begrersten Zone für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist, durch eine Atmosphäre von Dampf unter überatmospharischem Druck gleichzeitig der Mikrowellenenrgie und der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, bis die gewünschte Überwachung erreicht ist, wobei die Dampfatmosphäre in direkter Berührung mit den Wänden der begrenzten Zone, aber außer direkter Berührung mit dem der Behandlung unterworfenen Material steht, und daß dann der Durchgang der Mikrowellenenergie und der Infrarotstrahlung in das Material in der begrenzten Zone unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Mikrowellenenergie und der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, während dasselbe in einem Behälter verpackt ist, von welchem wenigstens eine Wand für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ' das behandelte Material ein flüssiges oder halbflüssiges verdarb» liches Material ist und daß das Material behandelt wird, xvährend dasselbe längs eines begrenzten Durchlasses fließt, dessen Wand für die Mikrowellenenergie durchlässig ist.
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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material behandelt wird, während dassäbe in einer Vielzahl einzelner Behälter verpackt ist, von denen wenigstens eine Wand für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist, sowie daß die Packungen durch eine Zone zur Behandlung mit Mikrowellenenergie und Infrarotstrahlung bewegt werden.
5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Zone aus einem abgedichteten Behälter besteht und daß das der Behandlung in der begrenzten Zone unterworfene Material die Gasatmosphäre innerhalb des Behälters und die inneren Wände des Behälters sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Material Mikroorganismen enthält und daß das Material durch die Dampfatmosphäre hindurch der Mikrowellenenegie und der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, bis dasselbe steril ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenenergie eine Frequenz von 1000 - 5000 MHz/s aufweist.
δ. Verfahren nach Anspruch 7 > dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenenergie eine Frequenz von 2000 - ^000 MHz/s aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Material im wesentlichen frei von Feuchtigkeit ist.
10. Vorrichtung zum Überwachen von Mikroorganismen und Enzymen in dieselben enthaltendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus einer Kammer besteht, aus einer Erzeugungseinrichtung für die Mikrowellenenergie, welche dieselbe in die Kammer lenkt, aus einer Srzeugungseinrichtung für die Infrarotstrahlung, welche dieselbe in die Kammer lenkt, aus einer Einrichtung zum Halten des zu behandelnden Materials in einer begrenzten Zone innerhalb der Kammer in einer solchen Stellung, daß dasselbe die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung aufnimmt, und aus einer
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Einrichtung, die der Kammer Dampf unter Uberatmosphärischem Druck zuführt zwecks Berührung mit der das Masterial enthaltenden begrenzten Zone.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Zone aus einem begrenzten Durchlaß innerhalb der Kammer besteht, der eine Wand aufweist, welche für die Mikrowellenenergie und die Infrarotstrahlung durchlässig ist, wobei die Erzeugungseinrichtung für die Mikrowellenenergie dieselbe durch die Wand in den begrenzten Durchlaß lenken kann und wobei die Erzeugungseinrichtung für die Infrarotstrahlung dieselbe durch die Wand in den begrenzten Durchlaß lenken kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragfläche innerhalb der Kammer durch dieselbe beweglich ist und daß die begrenzte Zone aus einer Vielzahl.von Packungen besteht, welche das Material enthalten und von der Tragfläche getragen werden.
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