DE1933542C3

DE1933542C3 - Process for the heat sterilization of liquids or solid substances in tightly closed containers

Info

Publication number: DE1933542C3
Application number: DE19691933542
Authority: DE
Inventors: Beantragt Nichtnennung
Original assignee: NEISS GEB SCHULZ MARTHA ELISABETH 2000 HAMBURG
Current assignee: NEISS GEB SCHULZ MARTHA ELISABETH 2000 HAMBURG
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE1933542A1; DE1933542B2

Description

ses, dadurch gekennzeichnet, daß io ebenfalls ein Verfahren beschrieben, in welchem die Wasserstoff und/oder Helium wenigstens zur Druckverbältnisse in den Behältern durch ein im Druckkompensation bei Verwendung eines ande- Autoklav vorhandenes Dampf-Luft-Gemisch reproren gasförmigen Sterilisiermediums zugeführt duziert werden, wobei Luft als Kompensationswird. mittel verwendet wird. Bei der Anwendung einerses, characterized in that io also describes a method in which the Hydrogen and / or helium at least for pressure vessels in the containers through an im Pressure compensation when using another autoclave repress the existing steam-air mixture gaseous sterilizing medium are supplied, with air being used as compensation. medium is used. When using a

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Wasserdampf- und Luftkompensation wird kein einkennzeichnet, daß Wasserstoff und/oder Helium wandfreier Temperaturausgleich erzielt. Die spezizugleich als Sterilisiermedium vorgesehen ist. fisch schwerere Luft hält sicii größtenteils im unteren2. The method according to claim 1, characterized in that 15 water vapor and air compensation is not indicated, that hydrogen and / or helium achieves wall-free temperature equalization. The special at the same time is intended as a sterilizing medium. Fish heavier air keeps sicii mostly in the lower

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Raum des Autoklav auf. Das wird aucii nicht d;>kennzeichnet, daß als gasförmiges Sterilisierme- durch beseitigt, daß bei dem mit Luft als Kompensadium ein kondensierbares Gas, insbesondere Satt- 20 tionsmittel arbeitenden Verfahren Umwalzemrichdampf, vorgesehen ist. tungen beträchtlicher Leistung vorgesehen sein müssen, um eine einigermaßen gleiche Temperaturverteilung im Sterilisiermedium des Autoklav zu errc;-3. The method according to claim 1, characterized in the space of the autoclave. That is aucii not marked d;>, that as a gaseous sterilization medium eliminates that with the one with air as a compensation stage a condensable gas, in particular a saturant-working process Umwalzemrichdampf, is provided. considerable performance must be provided, in order to achieve a reasonably equal temperature distribution in the sterilization medium of the autoclave; -

chen. Durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit derchen. Due to the poor thermal conductivity of the

25 Luft bleibt aber auch nach längerer Einwirkungszeit die Temperatur im Stenlisiergut weit unterhalb eines beabsichtigten Konservierungswertes. Ferner herr-However, even after a longer exposure time, the temperature in the material to be stenciled remains well below one intended conservation value. Furthermore,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hitze- sehen im Sterilisiergut unten und oben verschiedene Sterilisierung von in ^fest geschlossenen Behältern be- Bedingungen.The invention relates to a method for heat sterilization seen in the bottom and top different sterilization of closed containers in ^f est loading conditions.

findlichen Flüssigkeiten oder festen Substanzen, wie 30 Die bekannten Ausführungen benötigen daher eine Infusions- oder biologische Lösung.-i, sowie Voll- erhebliche Zeit, um überhaupt zu einem angenäherkonseryen für die Ernährung unter Verwendung von ten Ergebnis zu kommen.Sensitive liquids or solid substances, such as 30 The known designs therefore require a Infusion- or biological solution.-i, as well as full- considerable time in order to even come closer to conserving for nutrition using th result to come.

Sterilisiermedien und eines nicht konde<:sierbaren Ga- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dasSterilizing media and a non-condensable gas The invention is based on the object that

^ses- einleitend angegebene Verfahren dahingehend zu ^ses - procedure specified in the introduction

Es ist bekannt, daß bei der Hitze-Sterilisierung mit 35 verbessern, daß eine Sterilisation mit geringerem geschlossenen Behältern eine Drucksteigerung in die- Energie- und Zeitaufwand bei einer absolut gleichsen Behältern erzeugt wird. Der innere Überdruck mäßigen Temperaturverteilung in esiem Sterilisiermuß durch eine äußere Einwirkung auf die Behälter raum erreicht wird.It is known that heat sterilization with 35 improves that sterilization with less closed containers an increase in pressure in the energy and time expenditure with an absolutely equal Containers is generated. The internal overpressure moderate temperature distribution in esiem sterilization must is achieved by an external influence on the container space.

kompensiert werden, um eine Beschädigung der Be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch Behälter zu vermeiden. 40 löst, daß Wasserstoff und/oder Helium wenigstensThis object is thereby achieved according to the invention, the container to avoid. 40 solves that hydrogen and / or helium at least

Aus der deutschen Patentschrift 190132 ist be- zur Druckkompensation bei Verwendung eines andekannt, ein Wasserbad mit Zonen verschiedener Tem- ren gasförmigen Slerilisiermediums zugeführt wird, peratur vorzusehen und in diesen Zonen den der In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist Wasser-From the German patent specification 190132 it is known about pressure compensation when using an a water bath with zones of different temperatures is supplied with gaseous sterilization medium, temperature to be provided and in these zones that of the In an advantageous embodiment, water

Temperatur entsprechenden Druck dadurch zu erhal- stoff und/oder Helium zugleich als Sterilisiermedium ten daß Luft zwischen den Zonen angeordnet wird. 45 vorgesehen. Es wird bevorzugt, daß als gasförmiges Dabei ergibt sich ein außerordentlich unwirtschaftli- Sterilisiermedium ein kondensierbares Gas, insbesoncher Aufwand an Heizenergie, Wasserverbrauch, dere Sattdampf, vorgesehen ist. Pumpenleistung und Zeit. Beispielsweise erfordert ein Durch die Erfindung wird erreicht, daß zur Druck-Temperature corresponding pressure thereby to the substance and / or helium at the same time as a sterilizing medium ten that air is placed between the zones. 45 provided. It is preferred that as a gaseous This results in an extremely uneconomical sterilization medium, a condensable gas, in particular Expenditure on heating energy, water consumption, the saturated steam of which is provided. Pump performance and time. For example, the invention achieves that for printing

Autoklav zur Aufnahme von 100 Stück 1-Liter-Behäl- kompensation ein Gas oder Gasgemisch überlagert tern einen Sterilisierraum von etwa 600 Liter Sterili- 50 wird, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die des sierfiussigkeit mit einer Heizleistung von Wasserdampfes ist.Autoclave for holding 100 pieces of 1-liter container compensation with a gas or gas mixture overlaid tern has a sterilization room of around 600 liters, the thermal conductivity of which is greater than that of the sierfiussigkeit with a heating power of water vapor is.

*?°_o ⁰J,^W^ + 10200WE für das Sterilisiergut bei Sattdampf als Energieträger garantiert dabei die*? ° _o ⁰ J, ^W ^ + 10200WE for the items to be sterilized with saturated steam as the energy carrier guarantees the

120 C. Dieses Wasser muß ständig mit erheblicher gleichmäßige Temperaturverteilung im Sterilisier-Pumpenleistung umgewälzt werden, da ruhendes raum. Würde eine Druckkompensation mit Luft Wasser nur eine Wärmeleitfähigkeit von 0,16 besitzt. 55 durchgeführt, dann ergibt sich, daß deren Wärmeleit-Wenn auch bei Zurückpumpen der Sterilisierflüssig- fähigkeit nicht höher liegt als die vom Wasserdampf fceit in einen zugeordneten Speicherkessel Wärme mit etwa 0,02 bei 100° C. Dagegen haben Wasserruckgewonnen werden kann, so gehen doch durch stoff oder Helium einen Wärmeleitfähigkeitswert von das Mischen mit dem anschließend an den Sterilisier- etwa 0,19 bzw. 0,146 bei der angegebenen Temperaprozeß eingespeisten Kühlwasser — immer unter 60 tür, also etwa um das Acht- bis Zehnfache höher als Kompensation des Innendruckes der Stertlisierbehäl- Luft und Wasserdampf. Femer ergibt sich gegenüber ter — etwa die Hälfte der eingespeisten Heizenergie Luft, deren spezifisches Gewicht sich in Abhängig- * verloren, so daß einem Aufwand von 54 kg Dampf keil von der Temperatur gegenüber Sattdampf ändert nur eine Ausnutzung von 16 kg gegenübersteht, d. h. und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung em Wirkungsgrad von nur 30 ·/,. Hinzu kommt der 65 im Sterilisierraum beeinträchtigt, daß das spezifische hohe Kuhlwasserverbrauch durch die Mischung mit Gewicht von Wasserstoff und Helium gegenüber f'ui β Ϊ? ^ltZ.^{ten St}ir^{rillsierflüssi}S^keit< so daß der Sattdampf im wesentlichen gleich bleibt. Dadurch Kunlenekt stark verzögert wird, wodurch die Quali- wird fernerhin durch die Erfindung der Vorteil er-120 C. This water must be constantly circulated with a considerable even temperature distribution in the sterilization pump output, as the room is at rest. If pressure compensation with air, water would only have a thermal conductivity of 0.16. 55 carried out, then it turns out that their thermal conductivity, even if the sterilizing liquid is pumped back, is not higher than the heat from the water vapor in an associated storage tank with about 0.02 at 100 ° C. On the other hand, water can be recovered, so go but through substance or helium a thermal conductivity value from the mixing with the cooling water fed in after the sterilization - about 0.19 or 0.146 at the specified temperature process - always below 60 door, i.e. about eight to ten times higher than compensation of the internal pressure of the Stertlisierbehäl- air and water vapor. Furthermore, compared to the - about half of the fed-in heating energy is air, the specific weight of which is lost as a function of- *, so that an expenditure of 54 kg steam wedge from the temperature compared to saturated steam is only opposed to a utilization of 16 kg, ie and thus a uniform temperature distribution em efficiency of only 30 · / ,. In addition, the 65 in the sterilization room affects the fact that the specific high cooling water consumption due to the mixture with weight of hydrogen and helium compared to f'ui β Ϊ? ^currently ^ten ^{Stir rillsierflussi} S ^speed <so that the saturated steam remains essentially the same. As a result, Kunlenekt is greatly delayed, whereby the quality is furthermore the advantage of the invention

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ziell, daß über den gesamten Raum des Autoklav dampf, andererseits z. B. Wasserstoff oder Helium,target that over the entire space of the autoclave steam, on the other hand z. B. hydrogen or helium,

ein einheitliches Sterilisierergebnis erwartet werden im Sterilisierraum getrennt gehalten werden, und derA uniform sterilization result can be expected to be kept separate in the sterilization room, and the

kann. Sterilisier'organg wird nur in dem Bereich der Was-can. The sterilization process is only used in the water

Die Erfindung bezieht ein, daß das nicht konden- serdampfzone vorgesehen, wobei das andere Gas als sierbare Gas, wie Wasserstoff oder Helium, allein als 5 Druckkompensationsmittel eingeführt wird. Zur Er-Sterilisiermedium angewendet wird, was zu einem läuterung wird darauf hingewiesen, daß beispielswesentlichen Vorteil schon auf Grund der Wärme- weise Wasserstoff eine Dichte von 0,07 und Wasserleitfähigkeit führt. Das wird bevorzugt, wenn es we- dampf von 0,62 hat. Dadurch ergibt sich automatisch sentlich ist, jegl'che Feuchtigkeit vom Sterilisiergut eine absolute Trennung der Gase im ruhenden Zu- oder von den Behältern fernzuhalten. io stand, so daß es möglich ist, den SterilisiervorgangThe invention includes that the non-condensing steam zone is provided, with the other gas as sable gas, such as hydrogen or helium, is introduced alone as a pressure compensating agent. For Er sterilizing medium is applied, leading to a refinement, it should be noted that example essential Advantage due to the heat hydrogen already has a density of 0.07 and water conductivity leads. This is preferred when it has vapor of 0.62. This results automatically It is essential that any moisture from the items to be sterilized is an absolute separation of the gases in the or keep it away from the containers. io stood so that it is possible to stop the sterilization process

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird nur in der Wasserdampfzone vorzunehmen,
aber das nicht kondensierbare Gas, beispielsweise Die Vorteile der Erfindung seien an einem Beispiel Wasserstoff oder Helium, in Verbindung mit dem an- der Verwendung von Wasserdampf und Wasserstoff deren kondensierbaren Energieträger, wie Sattdampf, erläutert. Eine Füllung eines Sterilisierraumes beiangewendet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die 15 spielsweise von 600 Litern Inhalt mit Sattdampf er-Wärmedurchgangszahl für Wasserdampf in seinem fordert nur etwa 0,74 kg Dampf bei 121° C und kondensierbaren Zustand am größten ist. die Kon- 1,1 atü. Dagegen sind bei einer Unterwassersterilisadensation ist aber nur so lange möglich, wie eine tion etwa 93 kg Dampf notwendig, um die Füllung Temperaturdifferenz zwischen dem Sterilisiergut und auf die angegebene Betriebstemperatur von 121 ⁰C dem Wasserdampf bzw. Sattdampf vorhanden ist. 20 zu bringen.According to the preferred embodiment, only in the water vapor zone is carried out
but the non-condensable gas, for example. The advantages of the invention will be explained using an example of hydrogen or helium, in conjunction with the other use of water vapor and hydrogen, their condensable energy carriers, such as saturated steam. A filling of a sterilization room is also used. It should be taken into account that the 15, for example, 600-liter content with saturated steam is the greatest heat transfer coefficient for water vapor in its requires only about 0.74 kg of steam at 121 ° C and condensable state. the con- 1,1 atü. In contrast, underwater sterilization is only possible as long as about 93 kg of steam is necessary to fill the temperature difference between the items to be sterilized and the steam or saturated steam ^{at the specified operating temperature of 121 ° C.} 20 bring.

Wenn die Sattdampftemperatur und die Sterilisier- Das erfindungsgemäße Verfahi.n wird im folgen-If the saturated steam temperature and the sterilization The method according to the invention is used in the following

temperatur annähernd gleich groß sind, ist Ue Vor- den an Hand eines Kurvenblaus ei.äutert, in wel-temperature are approximately the same, Ue Vor is shown on the basis of a curve blue, in which

aussetzung für die Kondensation nicht mehr gegeben. chem Vergleichsversuche dargestellt sind.exposure to condensation is no longer given. chem comparative experiments are shown.

Daher nimmt das Temperaturaufkommen im Sterili- In diesem Kurvenblatt sind auf der Abszisse 10The temperature rise in the sterile area therefore increases. In this graph, the abscissa is 10

siergut beispielsweise bei einer Solltemperatur von 25 die Zeit und auf der Ordinate 11 die TemperaturFor example, at a target temperature of 25, the time and on the ordinate 11 the temperature

120° C bis zu etwa dem Wert von 110^c C ungefähr aufgetragen. Ferner sind Kurven 1 bis 6 eingetragen,Up to about the value of 110 ^c C plotted approximately 120 ° C. Curves 1 to 6 are also entered,

die gleiche Zeit in Anspruch wie für die restlichen 10 Die Kurve 1 zeigt die Temperatur des Sterilisier-the same time as for the remaining 10. Curve 1 shows the temperature of the sterilization

bis zu 120⁰C. In diesem letzteren Bereich wird die mediums Sattdanipf. Diese Temperatur ist aufup to 120 ⁰ C. In this latter area the mediums Sattdanipf. This temperature is on

dann nur noch schlechte Wärmeleitfähigkeit des 121 ^ C fest eingestellt und gilt für zwei Versuche.then only poor thermal conductivity of the 121 ^ C permanently set and applies to two attempts.

Dampfes wirksam. το Ein Versuch, zu dem die Kurven 2 und 3 gehören,Effective steam. το An experiment to which curves 2 and 3 belong,

Durch die Erfindung wird dieser Mangel dadurch arbeitet mit einer erfindungsgemäßen Wasserstoffbeseitigt, daß ein nicht kondensierbares Gas beson- druckkompensation, und ein anderer Versuch, zu ders guter Wärmeleitfähigkeit, wie Wasserstoff oder dem die Kurven 4, 5 und 6 gehören, mit einer Luft-Helium, zugegeben wird. Denn gerade in dem Tem- druckkompensation. Dabei wurde an den verwendeperaturbereich, in dem praktisch keine Kondensation 35 ten Flaschen die Temperatur jeweils im oberen Dritdes Wasserdampfes mehr stattfindet, wird der War- tel — Kurve 2 und Kurve 5 — und im unteren Dritmedurchgang im Autoklav auf Grund der guten tel — Kurven 3 und 6 — gemessen. Für beide Ver-WärmeleitfäFgkeit dieser zugeführten, nicht konden- suche gilt die Kurve 1.The invention eliminates this deficiency by working with a hydrogen according to the invention, that a non-condensable gas special pressure compensation, and another attempt to another good thermal conductivity, such as hydrogen or which curves 4, 5 and 6 belong, with an air-helium, is admitted. Because especially in temperature compensation. In doing so, the use temperature range, in the practically no condensation 35 th bottles the temperature in each case in the upper third If more water vapor takes place, the Wartel - curve 2 and curve 5 - and in the lower third passage Measured in the autoclave on the basis of the good tel - curves 3 and 6 -. For both thermal conductivity Curve 1 applies to this supplied, non-condensing search.

sierbaren Gase so erheblich verbessert, daß für den Es ist erkennbar, daß bei Anwendung einer Was-sizable gases are so considerably improved that it can be seen that when using a water

Aufheizvorgang nur noch etwa die Hälfte der Zeit 40 serstoffdruckkompensation ein TemperaturausgleichThe heating process only takes about half of the time

erforderlich ist, welche bei der Anwendung von nur zwischen Sterilisiermedium und Sterilisiergut in deris required, which when using only between the sterilizing medium and the items to be sterilized in the

Wasserdampf in Kauf genommen werden müßte. gesamten Ladung nach 24 Min. erreicht ist. DieSteam would have to be accepted. entire charge is reached after 24 minutes. the

Die Erfndung schafft daher nicht nur eine größere Temperatur nach Kurve 1 herrscht dann im gesamtenThe invention therefore not only creates a higher temperature according to curve 1 then prevails throughout

Wirtschaftlichkeit des Sterilisierverfahrens schon auf Kammerraum.Profitability of the sterilization process in the chamber.

Grund einer besseren Ausnutzbarkeit der Anlage, 45 Bei Anwendung der Luftkompensation kommen inReason for better utilization of the system, 45 When using air compensation, in

sondern auch eine Qualitätsverbesserung der verar- der Zeit von 24 Min. die Kurven 5 und 6 nicht ein-but also an improvement in the quality of the processing time of 24 minutes. Curves 5 and 6 do not include

beiteten Erzeugnisse. mal zur Deckung.processed products. times for cover.

Wenn auch in einer vorteilhaften Ausführung ein Die Kurve 4 gibt die Kammertemperatur im unte-Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff und/oder ren Bereich an und zeigt, daß in der Sterilisierkam-Helium angewendet wird, wobei einbezogen wird, 50 mer unten eine andere Temperatur herrscht als oben daß eine Relativbewegung zwischen dem Wasser- «erräß der Kurve 1. Es ergibt sich ei η betriebsmäßig dampf und dem Sterilisiergut beispielsweise durch an unkontrollierbarer Zustand, abgesehen davon, daß sich bekannte Umwälzung vorgesehen ist, so sieht zur Erzielung tines nur angenäherten Temperatureine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfin- ausgleiches zwischen den Kurven 5 und 6 eine exdung vor, daß die beiden Gase, einerseits Wasser- 55 trem lange Belriebszeit erforderlich ist.Even if in an advantageous embodiment a curve 4 gives the chamber temperature in the unte mixture from water vapor and hydrogen and / or ren area and shows that in the Sterilisierkam-helium is applied, taking into account that there is a different temperature 50 mer below than above that there is a relative movement between the water- «err according to curve 1. Ei η results in operational terms steam and the items to be sterilized, for example, due to an uncontrollable state, apart from the fact that If known circulation is provided, only an approximate temperature is required to achieve tines Another preferred embodiment of the invention compensation between the curves 5 and 6 an extension suggest that the two gases, on the one hand, water-extremely long operating time is required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

i 933 542 ν 1 2?. tat of the items to be sterilized suffers and the batch times;

1. Process for heat sterilization in the storage tank and sterilization room.

liquid located in tightly closed containers or solid substances such as infusion can be found in a steam sterilization or biological solutions, as well as full preservation of canning cans of compressed air to achieve this can be initiated for nutrition using sterile pressure equalization, siermedjen and a non-condensable gas in German Auslegeschrift 1 297 2 <48