DE19530806C2 - Sterilisiergerät und Gerät zum Herstellen eines Flüssigproduktes - Google Patents
Sterilisiergerät und Gerät zum Herstellen eines FlüssigproduktesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sterilisiergerät zum
Sterilisieren einer Außenfläche des Behälters, der mit
Flüssigprodukt beladen werden soll, so wie frischen Getränken,
Milch, Kaffee, Bier, Rohsake, Sojasauce, Sauce, in kurzer
Zeit bei hoher Temperatur, sowie ein Gerät zum Herstellen von
Flüssigprodukt.
Bei einem Hochtemperatur-Sterilisiergerät für Flüssigprodukt
nach dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Platten
parallel zueinander angeordnet, wobei ein Flüssigprodukt und
Dampf hoher Temperatur, Kühlwasser usw. zwischen diesen
Platten strömen können, und das Flüssigprodukt wird von den
erhitzten und gekühlten Platten erhitzt und gekühlt. Auf diese
Weise wird Wärme auf das Flüssigprodukt nur dann übertragen,
wenn eine Oberflächenschicht strömenden Fluides kontaktiert
wird, und somit hat das Fluid keine Unregelmäßigkeiten in
seiner Temperaturverteilung während des Strömens, und die
Menge an Fluid, die nicht mit der Wärmeübertragungsfläche in
Kontakt ist, ist groß, so daß der thermische Wirkungsgrad
verschlechtert wird. Demgemäß dauert es im Falle eines
Flüssigproduktes so wie Milch usw. bei Verwendung dieser
Einrichtung wenigstens zwei Sekunden, wobei eine Temperatur
von 140°C erforderlich ist, um schnell das Flüssigprodukt von
einer normalen Temperatur ausgehend zu erhitzen.
Jedoch gibt es Nachteile bei der Sterilisierung des
Flüssigproduktes dieses Typs, da Protein denaturiert wird,
Vitamine, Nährstoffe sowie Geschmacksstoffe
und Zusatzstoffe zerstört werden, insbesondere werden Bestand
teile, die geschmacksprägend sind, so wie bei
japanischem Sake und Saft, stark beeinträchtigt, selbst wenn sie bei
einem solchen Kuzerhitzungsprozeß über zwei Sekunden erhitzt
werden, und es besteht die Gefahr, daß sie verlorengehen.
Es ist in jüngster Zeit ein Sterilisiergerät entwickelt worden, welches die
zuvor genannten Nachteile vermeidet, bei dem Flüssig
produkt in einer Kapillare, die einen Durchmesser von wenig
stens 1 mm hat, mit etwa 100 km/h unter Dampf mit einer hohen
Temperatur bei etwa 200°C strömen kann, wobei die Erhitzungs
zeit wenigstens 1/100 Sekunden beträgt.
Obwohl jedoch ein solches Sterilisiergerät,
beispielsweise aus der WO 93/08697 A1 bekannt, den Wirkungsgrad
beim Sterilisieren durch Verringern der Erhitzungszeit
verbessern kann, gibt es einen Nachteil dahingehend, daß es
schwierig ist, die Innenseite der Kapillare zu reinigen, und
ein ausreichender Reinigungseffekt kann nur dann erreicht
werden, wenn die Kapillare den Durchmesser von wenigstens
1 mm aufweist.
Weiterhin erhitzt die zuvor genannte Sterilisiereinrichtung
lediglich das Flüssigprodukt, und somit besitzt sie den
Nachteil, daß eine Homogenisierung durch einen Homogenisie
rer mit Rühr-Mischblättern vor und nach einem Sterilisier
schritt benötigt wird, da das Flüssigprodukt, so wie Milch,
Bohnenmilch, Fruchtsaft und Gemüsesaft, unerwünschte Fette und Fasern usw.
enthält. Des weiteren gibt es einen anderen Nachteil dahin
gehend, daß, da dieser Homogenisierprozeß in einem offenen Gefäß
durchgeführt wird, es wahrscheinlich ist, daß das
Flüssigprodukt mit Keimen verunreinigt wird.
Aus der EP 0 036 124 A1 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung,
insbesondere Ultrahocherhitzung, von Keime enthaltenden
Produkten bekannt, bei dem das Produkt im indirekten Gegen
strom-Wärmeaustausch in einer Vorwärmzone durch ein erstes
Wärmeträgermedium vorerwärmt, in einer Hochtemperaturzone
mittels eines zweiten Wärmeträgermediums auf Behandlungsend
temperatur erhitzt und in einer anschließenden Abkühlungszone
mittels eines dritten Wärmeträgermediums auf eine Weiterver
wendungstemperatur abgekühlt wird. Der Wärmetauscher, der für
das Verfahren verwendet wird, besteht aus Strömungskanälen für
das Produkt und Strömungskanälen für die Wärmetauschermedien,
die zu gruppenweise jeweils hintereinander schaltbaren
Wärmetauscher-Teileinheiten zusammengefaßt sind. Jede Wärme
tauscherteileinheit kann dabei zwischen ihren axialen Ein- und
Auslässen mit einem Außenmantel versehen sein.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Sterilisiergerät und
ein Gerät zum Herstellen von Flüssigprodukt zur Verfügung zu
stellen, die einen hohen Wirkungsgrad des Wärmeübertrags
ermöglichen, indem vorgesehen wird, daß Ausgangsmaterial unter
rechten Winkeln auftrifft, gestreut wird, aufeinandertrifft,
mäanderartig strömt, sich verwirbelt und miteinander ver
mischt, so daß es durch das Sterilisiergerät bei hoher
Temperatur und in kurzer Zeit laufen kann. Es ist eine weitere
Aufgabe der Erfindung, ein Sterilisiergerät und ein Gerät zum
Herstellen von Flüssigprodukt zur Verfügung zu stellen, bei
denen auch die Sterilisierwirkung verbessert werden kann, die
in der Lage sind, den Verlust an Geruchsstoff-Komponenten zu
verhindern und gleichzeitig in der Lage sind, Fette und Fasern
des Ausgangsmaterials zu homogenisieren, wobei es auch möglich
sein soll, daß sie in einfacher Weise auseinandergenommen und
ihr Gehäuse und ihre Elemente gereinigt werden können. Es ist
noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Sterilisiergerät
und ein Gerät zum Herstellen von Flüssigprodukt zur Verfügung
zu stellen, bei denen die Strukturen vereinfacht werden
können, die dem Wärmeübertragungsverlust von Kammern, die
darin vorgesehen sind, vorbeugen können und
auch in der Lage sind, der Gefahr vorzubeugen, daß ein sterilisiertes
Flüssigprodukt kontaminiert wird, indem gewährleistet ist, daß
eine Vielzahl von Ausgangsmaterialien
innerhalb eines geschlossenen Systems sterilisiert und homoge
nisiert werden.
Angesichts der Probleme des Standes der Technik dahingehend,
daß die erforderliche Sterilisationszeit bei hohen Temperatu
ren Grenzen aufgrund des geringen Wärmeübertragungswirkungs
grades hat und eine Homogenisierung nicht zusammen mit der Sterili
sierung durchgeführt werden kann, ist die vorliegende Erfin
dung getätigt worden, um solche Probleme des Standes der
Technik zu lösen. Genauer gesagt kann die Wärmeübertragung mit hohem
Wirkungsgrad durchgeführt werden, und Homogenisierung kann anschließend
durchgeführt werden, und weiterhin kann ein geschlossenes System
aufgebaut werden, indem ermöglicht wird, daß Ausgangsmaterial
unter rechten Winkeln auftrifft, gestreut wird, aufeinander
trifft, mäanderartig strömt, sich verquirlt und miteinander
vermischt, weil Heiz- und
Kühlelemente, die konzentrisch jeweils ein Paar Wärme
übertragungsscheiben aufweisen, welche eine Vielzahl polygona
ler kleiner Kammern darauf haben, die an ihren Vorderseiten
offen sind, wobei die kleinen Kammern wechselweise zueinander
so angeordnet sind, daß sie miteinander kommunizieren, vorgesehen sind.
Ein Sterilisiergerät weist einen Heizbereich auf, welcher ein
Heizelement mit einem ersten Einlaß und einem ersten Auslaß
umfaßt, sowie einen Kühlbereich, der ein Kühlelement mit
einem zweiten Einlaß und einem zweiten Auslaß umfaßt, durch
den ein abgekühltes Ausgangsmaterial ausgelassen wird.
Das Heizelement wird durch eine Heizquelle gesteuert erhitzt,
die in einem Heizgehäuse vorgesehen ist, das in seinem
Innenraum aufgeteilt ist, und das Kühlelement wird durch eine
Kühlquelle gesteuert gekühlt, die in einem Kühlgehäuse
vorgesehen ist, das in seinem Innenraum aufgeteilt ist.
Das Heizelement und das Kühlelement weisen konzentrisch
jeweils ein Paar Wärmeübertragungsscheiben mit einer Vielzahl
polygonaler Kammern darauf auf, die an ihren Vorderseiten
offen sind, wobei jedes Paar der Wärmeübertragungsscheiben
einander gegenüberliegend aneinander gekoppelt sind, wobei die
kleinen Kammern einer Wärmeübertragungsscheibe wechselweise zu
den Kammern der anderen Wärmeübertragungsscheibe so angeordnet
sind, daß sie miteinander kommunizieren, und eine der Wärme
übertragungsscheiben hat ein Zirkulationsloch, das im Zentrum
einer der Wärmeübertragungsscheiben ausgebildet ist.
Sterilisiergeräte gemäß der vorliegenden Erfindung können
vorteilhaft bei einem Gerät zum Herstellen von Flüssigprodukt
verwendet werden.
Ein Gerät zum Herstellen von Flüssigprodukt weist einen
Ausgangsmaterial-Speichertank und einen Produkt-Speichertank
auf, wobei der Produkt-Speichertank in einem Innenab
schnitt eine inerte Atmosphäre aufweist, und der Ausgangsma
terial-Speichertank und der Produkt-Speichertank sind mitein
ander mittels Verrohrung verbunden, um zu ermöglichen,
daß der Ausgangsmaterial-Speichertank mit dem Produkt-Spei
chertank kommuniziert, und es ist eine Pumpe stromaufwärts
zu dem Ausgangsmaterial-Speichertank vorgesehen und
Sterilisiergeräte sind stromabwärts mit einer Pumpe verbunden.
Es können mehrere Material-Speichertanks und
Sterilisiergeräte vorgesehen sein und sterilisierte Ausgangs
materialien werden weiter miteinander von einem Fluidmisch
gerät zum Mischen einer Vielzahl von Fluiden vermischt.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Herstellungsgerä
tes, das mit einem Sterilisiergerät für Flüssigprodukt gemäß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Sterili
siergerätes in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines
Sterilisiergerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines
Sterilisiergerätes gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines
Sterilisiergerätes der Fig. 4, wobei eine Teil davon weg
gelassen ist;
Fig. 6 ist eine Vorderansicht der zwei Wärmeübertragungsplat
ten bei dem Sterilisiergerät;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht zweier Wärmeüber
tragungsscheiben bei dem Sterilisiergerät;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
kleine Kammern so angeordnet sind, daß sie mit anderen
kommunizieren, in dem Fall, daß die Wärmeübertragungsscheiben
konzentrisch angeordnet sind, so daß sie übereinander liegen;
Fig. 9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
kleine Kammern, die jeweils eine Dreieckform haben, so
angeordnet sind, daß sie miteinander kommunizieren;
Fig. 10 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
kleine Kammern, die jeweils eine quadratische Form haben, so
angeordnet sind, daß sie miteinander kommunizieren;
Fig. 11 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
kleine Kammern, die jeweils eine achteckige Form haben, so
angeordnet sind, daß sie miteinander kommunizieren;
Fig. 12 ist eine schematische Querschnittsansicht eines
Fluidmischgerätes;
Fig. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht des
Fluidmischgerätes entlang A-A in Fig. 12;
Fig. 14 ist eine schematische Querschnittsansicht eines
Fluidmischgerätes gemäß einer Abänderung der Fig. 12; und
Fig. 15 ist eine schematische Querschnittsansicht des
Fluidmischgerätes entlang A-A in Fig. 14.
Bezeichnet mit 1 ist ein Herstellungsgerät, das eine Vielzahl
von Flüssigprodukten der unverzüglichen Sterilisation bei
hoher Temperatur während der Herstellungsschritte der Flüssig
produkte, wie Fruchtgetränken, Gemüsegetränken, Milchsäure
getränken, Milch-Fruchtgetränken, Sirup mit Duftstoffen,
Limonenmischungen, künstlichen Fruchtgetränken, Quellwasser,
Mineralwasser als Erfrischungsgetränken, Milch, Kaffee, Bier,
und sterilisiertem Sake, Sojasaucen, Saucen usw. als Ausgangs
materialien unterwirft, die bei jedem Herstellungsschritt
erzeugt bzw. behandelt worden sind und in Packeinheiten,
wie Flaschen, Dosen, Papierpackungen, verpackt sind. Das
Herstellungsgerät 1 umfaßt einen Ausgangsmaterial-Speichertank
2, eine Vielzahl von Sterilisiergeräten 3, ein Fluidmischgerät
4 und einen Produkt-Speichertank 5.
Es ist bevorzugt, daß jedes Element mit einer Wärmeübertra
gungsfläche, die direkt im Kontakt mit dem Ausgangsmaterial
steht, aus Materialien hergestellt ist, die keinen ungünstigen
Einfluß auf die Qualität des Flüssigproduktes ausüben, und
insbesondere aus Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit,
so wie rostfreiem Stahl, Nickelbronze, Zinn, Titan bestehen.
Der Ausgangsmaterial-Speichertank 2 speichert Ausgangsmate
rial, das in jeweiligen Verarbeitungsschritten verarbeitet
worden ist, bevor es dem Sterilisationsprozeß ausgesetzt wird.
Der Ausgangsmaterial-Speichertank 2 hat einen Auslaß, der so
verbunden ist, daß er mit einem Ende einer ersten Zufuhrrohr
passage 7 kommuniziert. Eine Hygienepumpe 6 zum Ansaugen und
Auslassen einer gegebenen Menge an Ausgangsmaterial ist in die
erste Zufuhrrohrpassage 7 geschaltet. Das andere Ende der
ersten Zufuhrrohrpassage 7 ist mit einem Einlaß des Sterili
siergerätes 3 verbunden.
Ein Auslaß des Sterilisiergerätes 3 ist so verbunden, daß er
mit einem Ende einer zweiten Leitung 7a kommuni
ziert, und das andere Ende der zweiten Leitung 7 ist
in den Produkt-Speichertank 5 zum Speichern des sterilisierten
Ausgangsmaterials geführt. Der Produkt-Speichertank 5 ist mit
einem Inertgas befüllt.
In dem Fall, daß eine Vielzahl von Sterilisiergeräten 3
vorgesehen ist, sind die Auslässe von Ausgangsmaterial-Speicher
tanks 2 so verbunden, daß sie mit einer Vielzahl von ersten
Leitungen 7 kommunizieren, die so geschaltet sind,
daß sie mit Einlässen von Sterilisiergeräten 3 über die Pumpen
6 kommunizieren. Ein Fluidmischgerät 4 ist an der zweiten
Leitung 7a vorgesehen und zwischen den Sterilisier
geräten 3 und dem Produkt-Speichertank 5 angeordnet. Eine
Zwischenkammer 7b ist zwischen die Sterilisiergeräte 3 und das
Fluidmischgerät 4 geschaltet, wobei die Zwischenkammer 7b
gleichzeitig verschiedene sterilisierte Ausgangsmaterialien
aufnimmt, die von jedem Sterilisiergerät 3 ausgelassen werden.
Das Sterilisiergerät 3 weist, wie es in den Fig. 2 und 3
gezeigt ist, einen Heizbereich 8 und einen Kühlbereich 9 auf.
Ein wärmeisolierendes Material 10 ist zwischen dem Heizbereich
8 und den Kühlbereich 9 angeordnet.
Der Heizbereich 8 umfaßt einen Heizmedium-Einlaß 11 und einen
Heizmedium-Auslaß 12, durch die Heizmedium umgewälzt wird, und
bildet weiterhin einen Innenraum mit einer gegebenen
Kapazität, in dem eine Heizquelle als ein Heizmedium unterge
bracht ist. Der Heizbereich 8 umfaßt weiterhin ein Heizgehäuse
13 als eine Heizeinrichtung, die gesteuert erhitzt wird. Ein
Heizelement 16 mit einem ersten Einlaß 14, durch den das zu
erhitzende Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem ersten
Auslaß 15, durch den das erhitzte Ausgangsmaterial ausgelassen
wird, ist in dem Heizgehäuse 13 vorgesehen, wobei ein Ende der
Leitung 17, die in das Heizgehäuse 13 eindringt,
so geschaltet ist, daß es mit dem ersten Einlaß 14 des
Heizelementes 16 kommuniziert, wobei das zu erhitzende
Ausgangsmaterial durch die Leitung 17 zugeführt wird. Ein
Ende einer Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18, die durch
das wärmeisolierende Material 10 dringt, ist so geschaltet,
daß sie mit dem ersten Auslaß 15 des Heizgehäuses 13 kommuni
ziert.
Das Heizgehäuse 13 weist zwei Teilgehäuse 13a und 13b auf, die
jeweils Kastenform haben und an ihrer Vorderseite geöffnet
sind. Die vorderen offenen Abschnitte dieser Teilgehäuse
können wasserdicht miteinander verbunden sein, sodaß die
Reinigungsarbeit in einfacher Weise aufgrund solch eines
teilbaren Heizgehäuses 13 durchgeführt werden kann.
Der Kühlbereich 19, als ein anderes Bestandteil des
Sterilisiergerätes 3, umfaßt einen Kühlmedium-Einlaß 19 und
einen Kühlmedium-Auslaß 20, durch die Kühlmedium umgewälzt
wird, und bildet weiter einen Innenraum mit einer gegebenen
Kapazität, in dem eine Kühlquelle als ein Kühlmedium unter
gebracht ist. Der Kühlbereich 9 umfaßt weiter ein Kühlgehäuse
21 als eine Kühleinrichtung, die gesteuert gekühlt wird. Ein
Kühlelement 24 mit einem zweiten Einlaß 22, durch den das zu
kühlende Ausgangsmaterial, das auf hohe Temperatur erhitzt
worden ist, eingeführt wird, und einem zweiten Auslaß 23,
durch den das abgekühlte Ausgangsmaterial ausgelassen wird,
ist in dem Kühlgehäuse 21 vorgesehen, wobei das andere Ende
einer Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18, die das wärme
isolierende Material 10 durchdringt, so geschaltet ist, daß es
mit dem zweiten Einlaß 22 des Kühlelementes 24 kommuniziert.
Ein Ende einer Ausgangsmaterial-Auslaßpassage 25, bestehend aus
einem Rohr oder dergleichen, die in das Kühlgehäuse 21 ein
dringt, ist so ausgebildet, daß sie mit dem zweiten Auslaß 23
des Kühlelementes 24 kommuniziert.
Das Kühlgehäuse 21 weist, wie das Heizgehäuse 13, zwei
Teilgehäuse 21a und 21b jeweils in Kastenform auf, die an
ihrer Vorderseite geöffnet sind. Die vorn geöffneten Bereiche
dieser Teilgehäuse 21a und 21b können wasserdicht miteinander
verkoppelt werden, so daß die Reinigungsarbeiten in einfacher
Weise aufgrund eines solchen teilbaren Kühlgehäuses 21
durchgeführt werden können.
Hiernach wird das Heizelement 16 beschrieben, das in dem
Heizbereich 8 vorgesehen ist, sowie das Kühlelement 24, das
in dem Kühlbereich 9 vorgesehen ist.
Das Heizelement 16 weist, wie in den Fig. 6, 7 und 8
veranschaulicht, ein Paar Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28
auf, jede mit einer Vielzahl polygonaler kleiner Kammern 26,
26a, . . . darauf (in Aufsicht gesehen), die an ihren Vorder
seiten offen sind, wobei die Wärmeübertragungsscheiben 27 und
28 gegenübergestellt aneinander gekoppelt sind und wobei die
polygonalen kleinen Kammern 26, 26a, . . . radial und konzen
trisch angeordnet sind, und obere Endflächen 29a der Seiten
flächen 29, die jeweils konzentrisch die kleinen polygonalen
Kammern 26, 26a . . . bilden, werden in engem Kontakt zueinander
übereinander gelegt.
Wie in Fig. 8 gezeigt sind die kleinen Wärmeübertragungskam
mern 26, 26a, . . . der einen Wärmeübertragungsscheibe 27 und
diejenigen der Wärmeübertragungsscheibe 28 wechselweise
zueinander so angeordnet, daß sie miteinander kommunizieren.
Die Wärmeübertragungsscheibe 27 oder die Wärmeübertragungs
scheibe 28 hat ein Zirkulationsloch 30, das im Zentrum der
Wärmeübertragungsscheibe 27 oder 28 gebildet ist, wobei das
Loch 30 mit jedem der kleinen Kammern 26, 26a, . . . kommuni
ziert. Wenn die Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 in Kontakt
miteinander gebracht und übereinander gelegt werden, kommuni
zieren Umfangsöffnungen 31, die sich zwischen den Wärmeübertra
gungsscheiben 27 und 28 befinden, sind, mit jeder der kleinen
Kammern 26, 26a, . . . , so daß die Umfangsöffnungen 31 schließ
lich mit dem Zirkulationsloch 30 kommunizieren.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Form der kleinen
Kammern 26, 26a, . . . in Aufsicht hexagonal (sechseckig), und
sie sind in ihrer Vielzahl in Bienenwabenform angeordnet, es
ist jedoch nicht auf hexagonale Formen beschränkt, sondern sie
können auch dreieckig, quadratisch, achteckig usw. sein, was
dieselbe Funktion gewährleistet.
Wenn das Kühlelement 24 im wesentlichen in derselben Weise
gebildet ist wie das Heizelement 16, können Komponententeile
des ersteren üblicherweise wie diejenigen des letzteren
verwendet werden. Damit können die Größen der Anordnung,
innere Kapazitäten bzw. Materialien der kleinen Kammern 26,
26a, . . . der Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 in geeigneter Weise
geändert werden, je nach der Eigenschaft der Ausgangsmaterialien, die
gekühlt werden sollen.
Die Anordnung des Heizelementes 16 und des Kühlelementes 24,
die innerhalb des Heizbereichs 8 und des Kühlbereiches 9
vorgesehen sein sollen, ist wie folgt. Die Wärme
übertragungsscheibe 27 mit dem Zirkulationsloch 30 steht der
Wärmeübertragungsscheibe 28 unter Zwischenschaltung des
wärmeisolierenden Materials 10 gegenüber, wobei das Zirkula
tionsloch des Heizelementes 16 als der erste Auslaß 15 dient,
während das Zirkulationsloch 30 des Kühlelementes 24 als der
zweite Einlaß 22 dient, und der erste Auslaß 15 und der zweite
Einlaß 22 sind so geschaltet, daß sie über die Ausgangsmate
rial-Verbindungspassage 18 miteinander kommunizieren, die das
wärmeisolierende Material 10 durchdringt.
Die Umfangsöffnungen 31 zwischen den Wärmeübertragungsscheiben
27 und 28 in dem Heizelement 16, das innerhalb des Heizberei
ches 8 angeordnet ist, dienen als der erste Einlaß 14, mit
dem die Leitung 17 verbunden ist, so daß der erste Einlaß
14 mit der Leitung 17 kommuniziert, während Umfangsöffnun
gen 31 zwischen den Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 in dem
Kühlelement 24, das in dem Kühlbereich 9 angeordnet ist, als
der zweite Auslaß 23 dienen, mit dem ein Ende der Ausgangsma
terial-Auslaßpassage 25 verbunden ist, so daß der Auslaß 23
mit der Ausgangsmaterial-Auslaßpassage 25 kommuniziert.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Sterilisiergerä
tes 3, bei der gleiche Bezugszeichen
wie bei der ersten Ausführungsform
beibehalten wurden. Dies gilt auch für andere Ausfüh
rungsformen, die später beschrieben werden.
Bei der zweiten Ausführungsform, wie sie in Fig. 3 gezeigt
ist, liegt die Wärmeübertragungsscheibe 28, die nicht das
Zirkulationsloch 30 bildet, der Wärmeübertragungsscheibe 27
über das wärmeisolierende Material 10 gegenüber, wobei das
Zirkulationsloch 30 des Heizelementes 16 als der erste Einlaß
14 dient, mit dem ein Ende der Leitung 17 verbunden ist,
so daß der erste Einlaß 14 mit der Leitung 17 kommuniziert,
während das Zirkulationsloch 30 des Kühlelementes 24 als der
zweite Auslaß 23 dient, mit dem das eine Ende der Ausgangsma
terial-Auslaßpassage 25 verbunden ist, so daß der zweite
Auslaß 23 mit der Ausgangsmaterial-Auslaßpassage 25 kommuni
ziert.
Die Umfangsöffnungen 31 zwischen den Wärmeübertragungsscheiben
27 und 28 in dem Heizelement 16, das in dem Heizbereich 8
angeordnet ist, dienen als der erste Auslaß 15, während die
Umfangsöffnungen 31 zwischen den Wärmeübertragungsscheiben 27
und 28 in dem Kühlelement 24 als der zweite Einlaß 22 dienen,
so daß der zweite Einlaß 22 mit dem ersten Auslaß 15 über die
Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18 kommuniziert, die das
wärmeisolierende Material 10 durchdringt.
Die Anordnung zwischen dem Heizgehäuse 13 und dem Kühlelement
24 kann in geeigneter Weise geändert werden, indem ermöglicht
wird, daß das Zirkulationsloch 30 des Heizgehäuses 13 als der
erste Einlaß 14 oder der erste Auslaß 15 dient, und indem
zugelassen wird, daß das Zirkulationsloch 30 des Kühlelementes
24 als der zweite Einlaß 22 oder der zweite Auslaß 23 dient.
Bei der Heizeinrichtung der zweiten Ausführungsform wird das
Heizelement 16 direkt durch Heizmedium, wie Dampf, erhitzt,
sie ist jedoch nicht auf eine solche Anordnung begrenzt, zum
Beispiel können ein elektrisches Heizgerät, ein Ferninfrarot-
Heizgerät, ein Mikrowellenheizgerät, (nicht gezeigt)
innerhalb des Heizgehäuses 13 für das Erhitzen zum Beispiel
des Heizelementes 16 vorgesehen sein.
Die Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 müssen nicht notwendi
gerweise groß und klein gestaltet sein, wie es später
beschrieben wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform für
das Sterilisiergerät 3. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, werden
Flansche 33 und 33a, die jeweils in eine Außenumfangsrichtung
hervorragen, an Öffnungen gebildet, die an beiden Enden eines
zylindrischen Gehäuses 32 lokalisiert sind, und Abdeckkörper
35, 35a mit Durchgangslöchern 34 entfernbar auf den
Flanschen 33 und 33a angebracht.
Der Heizbereich 8 und der Kühlbereich 9 sind innerhalb eines
hohlen Innenbereiches des Gehäuses 32 vorgesehen, und die
isolierenden Materialien 10 mit elastischer Funktion sind
jeweils nach Art eines Kreises zwischen dem Heizbereich 8 und
dem Abdeckkörper 35, zwischen dem Heizbereich 8 und dem
Kühlbereich 9 sowie zwischen dem Kühlbereich 9 und dem Abdeck
körper 35a gelegt.
Die Außenumfangsflächen der wärmeisolierenden Materialien 10,
die an beiden Endseiten des hohlen Innenbereiches des Gehäuses
32 vorgesehen sind, werden in Kontakt mit der Innenumfangsflä
che des Gehäuses 32 gebracht, und der Außendurchmesser des
wärmeisolierenden Materials 10, das zwischen dem Heizbereich 8
und dem Kühlbereich 9 vorgesehen ist, ist kleiner als die
Innenumfangsfläche des Gehäuses 32.
Der Außendurchmesser der Wärmeübertragungsscheibe 27, die das
Durchgangsloch 30 enthält, ist größer als der der Wärmeüber
tragungsscheibe 28, und beide Ränder der Wärmeübertragungs
scheibe 27 werden in wasserdichten Kontakt mit der Innenum
fangsfläche des Gehäuses 32 gebracht, wodurch die Umfangsöff
nungen 31 des Heizelementes 16 und die Umfangsöffnungen 31 des
Kühlelementes 24 miteinander in einem Hohlraum des Gehäuses 32
kommunizieren, um die Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18
zu bilden.
Ein Dichtelement, wie ein hitzeresistenter O-Ring (nicht
gezeigt), kann zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses
32 und beiden Randbereichen der Wärmeübertragungsscheibe 27,
die einen großen Durchmesser hat (hiernach als Wärmeübertra
gungsscheibe 27 mit größerem Durchmesser bezeichnet), verwen
det werden.
Eine Wärmeübertragungsfläche 36a einer ersten Heizkammer 36,
die einen Innenraum hat und bei der beide Randbereiche in
wasserdichten Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses
32 gebracht werden, wird in engen Kontakt mit einer rückwärti
gen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem Durch
messer gebracht. Eine Wärmeübertragungsfläche 37a einer
zweiten Heizkammer 37, die einen Innenraum hat und einen
Außendurchmesser, der kleiner ist als die Innenumfangsfläche
des Gehäuses 32, wird eng in Kontakt mit einer rückwärtigen
Fläche der Wärmeübertragungsscheibe 28, die einen kleinen
Durchmesser hat (hiernach als Wärmeübertragungsscheibe 28 mit
kleinerem Durchmesser bezeichnet), gebracht. Die erste und
zweite Heizkammer 36 und 37 bilden den Heizbereich 8, wobei
das Heizelement 16 dazwischen geschaltet ist.
Eine Wärmeübertragungsfläche 38a einer ersten Kühlkammer 38,
die ähnlich wie bei der ersten Heizkammer 36 gebildet ist,
wird in engen Kontakt mit einer rückwärtigen Fläche der
Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem Durchmesser des
Kühlelementes 24 gebracht, während eine Wärmeübertragungsflä
che 39a einer zweiten Kühlkammer 39, die ähnlich wie bei der
zweiten Heizkammer 37 gebildet ist, in engen Kontakt mit einer
rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe 28 mit
kleinerem Durchmesser des Kühlelementes 24 gebracht wird. Die
erste und zweite Kühlkammer 38 und 39 bilden den Kühlbereich
9, wobei das Kühlelement 24 dazwischen geschaltet ist.
Die eng in Kontakt liegenden Flächen zwischen den rückwärtigen
Flächen der Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 mit größerem
bzw. kleinerem Durchmesser des Kühlelementes 24 und der
Wärmeübertragungsfläche 38a der ersten Kühlkammer 38 und der
Wärmeübertragungsfläche 39a der zweiten Kühlkammer 39 und
zwischen den rückwärtigen Flächen der Wärmeübertragungsschei
ben 27 und 28 des Heizelementes und der Wärmeübertragungsflä
che 36a der ersten Heizkammer 36 und der Wärmeübertragungsflä
che 37a der zweiten Heizkammer 37 sind konvex oder konkav in
beiden Oberflächen ausgebildet, um den Wirkungsgrad des
Wärmeübergangs zu verbessern, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Solche konkaven und konvexen Abschnitte 40 stehen bevorzugt in
engem Kontakt miteinander.
Ein Durchgangsloch 34 des Abdeckkörpers 35 des Gehäuses 32
und ein Ende der Leitung 17, die das wärmeisolierende
Material 10 durchdringt, sind jeweils verbunden, sodaß sie
mit dem ersten Einlaß 14 kommunizieren, der als das Zirkula
tionsloch 30 der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem
Durchmesser in dem Heizelement 16 dient. Ein Durchgangsloch 34
des Abdeckkörpers 35a des Gehäuses 32 und ein Ende der
Ausgangsmaterial-Auslaßpassage 25, die durch das wärmeisolie
rende Material 10 dringt, sind jeweils verbunden, um so mit
dem zweiten Auslaß 23 zu kommunizieren, der als das Zirkula
tionsloch 30 der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem
Durchmesser in dem Kühlelement 24 dient.
Die erste Kühlkammer 38, die zweite Kühlkammer 39, die erste
Heizkammer 36 und die zweite Heizkammer 37 haben den Kühlme
dium-Einlaß 19, den Kühlmedium-Auslaß 20, den Heizmedium-
Einlaß 11 und den Heizmedium-Auslaß 12. Ein Heizmedium-
Zufuhrrohr 41, ein Heizmedium-Auslaßrohr 42, ein Kühlmedium-
Zufuhrrohr 43 und ein Kühlmedium-Auslaßrohr 44, die jeweils
das Gehäuses 32 durchdringen, sind so verbunden, daß sie mit
dem Heizmedium-Einlaß 11, dem Heizmedium-Auslaß 12, dem
Kühlmedium-Einlaß 19 und dem Kühlmedium-Auslaß 20 mittels
lösbarer Kopplungen (nicht gezeigt) kommunizieren.
Es sollte selbstverständlich sein, daß Dichtelemente (nicht
gezeigt) oder wärmeisolierende Körper (nicht gezeigt) in
Abschnitten benutzt werden, die Wasserdichtheit und Wärmeiso
lierung zwischen den Bestandteilselementen bedingen.
Das Fluidmischgerät 4, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt
Kragen 52 und 52a, die jeweils in die Umfangsrichtung hervor
stehen und an beiden Endöffnungen eines zylindrischen Kessels
51 gebildet sind. Ein Deckelkörper 55 mit einem Einlaß 53 und
ein Deckelkörper 55a mit einem Auslaß 54 sind jeweils lösbar
an den Kragen 52 und 52a angebracht.
Mit 56 ist eine Vielzahl von Mischelementen bezeichnet, die
in dem Hohlraum des Kessels 51 angeordnet sind. Die Mischele
mente 56 weisen ein Paar Mischscheiben 58 und 59 mit größerem
bzw. kleinerem Durchmesser auf, die eine Vielzahl polygonaler
kleiner Kammern 57, 57a, . . . darauf haben (in Aufsicht
gesehen), die an ihren Vorderseiten offen sind, wobei die
Mischscheiben 58 und 59 mit größerem und kleinerem Durchmesser
einander gegenüberstehend verkoppelt sind, und wobei die
polygonalen kleinen Kammern 57, 57a, . . . radial und konzen
trisch angeordnet sind, und obere Endflächen 60a der Seiten
wände 60, die jeweils in konzentrischer Weise die polygonalen
kleinen Kammern 57, 57a, . . . bilden, sind in engem Kontakt
miteinander übereinander gelegt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, stehen sich die kleinen Wärmeüber
tragungskammern 57, 57a, . . . einer Mischscheibe 58 und
diejenigen der Wärmeübertragungs- bzw. Mischscheibe 59 mit dem
kleinen Durchmesser einander gegenüber und sind wechselweise
zueinander so angeordnet, daß sie miteinander kommunizieren.
Die Mischscheibe 58, die einen großen Durchmesser hat (hier
nach als Mischscheibe 58 mit größerem Durchmesser bezeichnet)
wird in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Kessels 51 an
beiden Rändern gebracht und hat eine Öffnung 61 in ihrem
Zentrum, während beide Ränder der Mischscheibe 59, die einen
kleinen Durchmesser hat (hiernach als Mischscheibe 59 mit
kleinerem Durchmesser bezeichnet) von der Innenumfangsfläche
des Kessels 51 beabstandet sind.
Zwischen der Mischscheibe 59 mit kleinerem Durchmesser
und der Innenumfangsfläche des Kessels 51
ist eine Zirkulationspassage
62 gebildet.
Die polygonalen kleinen Kammern 57, 57a, . . . der vierten
Ausführungsform haben Formen ähnlich denen der Wärmeübertra
gungsscheiben 27 und 28 des Sterilisiergerätes 3.
Die Mischelemente 56 werden übereinander gelegt, sodaß sie
einander benachbart liegen, und sind in dem Innenraum des
Kessels 51 angeordnet.
Die Mischscheibe 58 mit größerem Durchmesser ist an beiden
Seiten des Kessels 51 angeordnet, sodaß der Einlaß 53 und
der Auslaß 54 einander gegenüberstehen.
Die Fig. 14 und 15 zeigen eine Abänderung des Fluid
mischgerätes 4. Vorsprünge 63, die kürzer sind als die Höhe
der Seitenwände 60, welche die polygonalen kleinen Kammern 57,
57a, . . . bilden, sind an mittleren unteren Flächen der
polygonalen kleinen Kammern 57, 57a, . . . vorgesehen, wobei die
Mittelabschnitte der Mischscheiben 58 und 59 mit größerem bzw.
kleinerem Durchmesser, die die Mischelemente 56 bilden,
ausgenommen sind, damit Fluide
besser gemischt werden können.
Wenn die Vorsprünge 63 nach und nach verkleinert werden,
während sie sich dem Mittelabschnitt der Mischscheiben 58 und
59 mit größerem bzw. kleinerem Durchmesser nähern, werden die
Kapazitäten jeder der polygonalen kleinen Kammern 57, 57a, . . .
einander angeglichen, um
ein glattes Strömen des Fluides zu gewährleisten und
einer pulsierenden Bewegung vorzubeugen.
Eine Betriebsweise für das Sterilisiergerät 3 für das Flüssig
produkt wird nun wie folgt beschrieben: Zunächst wird
das Ausgangsmaterial vorab sterilisiert, und dann wird das
Herstellungsgerät 1 für das Flüssigprodukt verwendet, um eine
Außenfläche des Behälters zu sterilisieren, der bepackt
werden soll, als zweites wird das Ausgangsmaterial, das
erhalten worden ist, welches den verschiedenen Schritten
ausgesetzt werden soll, in den Ausgangsmaterial-Speichertank 2
gebracht, als drittes wird dasselbe Produkt zu dem Einlaß des
Sterilisiergerätes 3 mittels der Pumpe 6 gefördert, wobei das
Ausgangsmaterial der Sterilisation bei hoher Temperatur und
dem Kühlen und der Homogenisierung während des Durchlaufens
innerhalb des Sterilisiergerätes 3 unterworfen wird, und
viertens wird das Ausgangsmaterial in den Produkt-Speichertank
5 in eine inerte Atmosphäre gebracht, und schließlich wird das
Ausgangsmaterial durch eine Ausgangsöff
nung 5a des Produkt-Speichertanks 5
zu einer Verpackungsstufe gebracht, wie
dem Abfüllen in Flaschen oder Dosen.
Bei Flüssigprodukten, die eine Vielzahl von Ausgangsmateria
lien aufweisen, die miteinander vermischt werden, wird jedes
Ausgangsmaterial, das durch das jeweilige Sterilisiergerät 3
läuft, mit den anderen gleichzeitig in die Zwischenkammer 7b
gebracht, und dann werden alle Ausgangsmaterialien durch den
Einlaß in das Fluidmischgerät 4
gefördert, wobei die Ausgangsmaterialien gleichförmig mitein
ander während des Durchlaufens durch das Fluidmischgerät 4
gemischt werden, und die gleichförmig gemischten Ausgangsmate
rialien werden in den Produkt-Speichertank 5 gebracht.
Da die vorangehenden Schritte vom Sterilisieren des Flüssig
produktes bis zum Verpacken des Flüssigproduktes in einem
geschlossenen System vorgenommen werden, kann einer Sekundär
kontamination durch Keime vorgebeugt werden.
Eine Arbeitsweise des Sterilisiergerätes 3 wird nun beschrie
ben:
Wenn die Ausgangsmaterialien, die durch den ersten Einlaß 14 des Heizelementes 16 eintreten, das auf eine geeignete Temperatur (wenigstens 100°C) durch die Heizeinrichtung, wie dem Heizgehäuse 13, gesteuert erhitzt wird, in das Zirkulationsloch 30 der Wärmeübertragungsscheibe 27 eintreten und durch das Zirkulationsloch 30 laufen, treffen sie unter rechten Winkeln auf die Bodenfläche der kleinen Kammern 26, 26a, . . ., die in dem Zentrum der Wärmeübertragungsscheibe 28 mit kleinerem Durchmesser angeordnet sind, sodaß sie auf ihrem Weg ihre Strömungsrichtung ändern. Danach stoßen die Ausgangsmaterialien unter rechten Winkeln auf die Seiten wände 29 der kleinen Kammern 26, 26a, . . ., sodaß sie erneut in ihrem Strömungsweg blockiert werden und ihre Strömungsrichtung ändern, dann laufen sie durch kleine Kammern 26, 26a, . . . die miteinander kommunizie ren, und schließlich strömen sie aus den mittleren kleinen Kammern 26, 26a, . . . nach außen, während sie beim Aufeinandertreffen in mäanderartigen Strömen sich verquirlen und intensiv vermischen.
Wenn die Ausgangsmaterialien, die durch den ersten Einlaß 14 des Heizelementes 16 eintreten, das auf eine geeignete Temperatur (wenigstens 100°C) durch die Heizeinrichtung, wie dem Heizgehäuse 13, gesteuert erhitzt wird, in das Zirkulationsloch 30 der Wärmeübertragungsscheibe 27 eintreten und durch das Zirkulationsloch 30 laufen, treffen sie unter rechten Winkeln auf die Bodenfläche der kleinen Kammern 26, 26a, . . ., die in dem Zentrum der Wärmeübertragungsscheibe 28 mit kleinerem Durchmesser angeordnet sind, sodaß sie auf ihrem Weg ihre Strömungsrichtung ändern. Danach stoßen die Ausgangsmaterialien unter rechten Winkeln auf die Seiten wände 29 der kleinen Kammern 26, 26a, . . ., sodaß sie erneut in ihrem Strömungsweg blockiert werden und ihre Strömungsrichtung ändern, dann laufen sie durch kleine Kammern 26, 26a, . . . die miteinander kommunizie ren, und schließlich strömen sie aus den mittleren kleinen Kammern 26, 26a, . . . nach außen, während sie beim Aufeinandertreffen in mäanderartigen Strömen sich verquirlen und intensiv vermischen.
Wenn die Ausgangsmaterialien aus den Umfangsöffnungen 31
zwischen der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem Durch
messer und der Wärmeübertragungsscheibe 28 mit kleinem
Durchmesser eintreten, treffen sie
unter rechten Winkeln auf die Bodenflächen der
kleinen Kammern 26, 26a, . . ., die in
der äußersten Säule der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit
größerem Durchmesser angeordnet sind, sodaß sie auf ihrem
Weg ihre Strömungsrichtung
ändern. Danach treffen sie
unter rechten Winkeln auf die Seitenwände 29 der kleinen
Kammern 26, 26a, . . ., sodaß sie erneut
auf ihrem Weg ihre Strömungs
richtung ändern, dann laufen sie durch die kleinen Kammern 26,
26a, . . . die miteinander kommunizieren, und schließlich
strömen sie zentripetal von der Außenseite in Richtung auf
deren Zentrum, wobei sie sich
in mäanderartigen Strömen verquirlen und innig
miteinander vermischen.
In dieser Weise werden die Ausgangsmaterialien, die zwischen
zwei Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 strömen, wiederholt
miteinander vermischt,
so daß der Wärmeübertragungsvorgang durch das vorlie
gende Sterilisiergerät mit hohem Wirkungsgrad im Vergleich mit
Wärmeübertragungsvorgängen durch Sterilisiergeräte des
Standes der Technik durchgeführt wird.
Die Ausgangsmaterialien werden bei dem Auftreffen
unter rechten Winkeln gegen die
Bodenflächen und auf die Seitenwände jeder kleinen Kammer 26,
26a, . . . einer dynamischen Scherung unterworfen,
und wenn sie durch Öffnungen
strömen, die als Kommunikationspassagen dienen, durch die die
Ausgangsmaterialien aus jeder der kleinen Kammern 26, 26a, . . .
in jede der anderen kleinen Kammern 26, 26a, . . . strömen
und durch die oberen Endflächen 29a der Seitenwände 29 laufen und ferner
(aufgrund mechanischer Kavitation) in Stücke zerschlagen
und homogenisiert, von Vorgängen, die alle gleich
zeitig mit dem Wärmeübertrag durchgeführt werden.
Die Ausgangsmaterialien, die durch den zweiten Einlaß 22 des
Kühlelementes 24 eingeführt werden, das durch die Kühleinrich
tung, so wie das Kühlgehäuse 21, auf niedrige Temperatur
gesteuert gekühlt wird, werden auch dem Wärmeübertragungsvor
gang und dem Homogenisierungsvorgang durch solches Auftreffen,
Streuen, Aufeinandertreffen, mäanderartiges Strömen, sich
Verquirlen und Mischen ausgesetzt.
Die Zeit, die für das Ausgangsmaterial erforderlich ist, um
durch das Heizelement 16 und das Kühlelement 24 zu laufen,
beträgt 1/100 Sekunde, wobei angenommen wird, daß die
Gesamtkapazität der kleinen Kammern 26, 26a, . . . 10 cm³
beträgt und die Strömungsmenge der Ausgangsmaterialien 60
l/min ist (in geeigneter Weise variabel).
Die Gesamtdispersionszahl des Heizelementes 16 und des
Kühlelementes 24 ist durch die Anzahl kleiner Kammern 26,
26a, . . . bestimmt, die in Folge in radialer Richtung von den
Zentren der Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 angeordnet
sind. Zum Beispiel ist in dem Fall der hexagonalen kleinen
Kammern 26, 26a, . . . in Fig. 8 die Wärmeübertragungsscheibe
27 mit sechs Kammern in einer ersten Spalte, zwölf Kammern in
einer zweiten Spalte, achtzehn Kammern in einer dritten
Spalte (36 Kammern in drei Spalten) über die Wärmeübertra
gungsscheibe 28 mit drei Kammern in einer ersten Spalte, neun
Kammern in einer zweiten Spalte, fünfzehn Kammern in einer
dritten Spalte (27 Kammern in drei Spalten) gelegt, sodaß die
Gesamtdispersionszahl des Heizelementes 16 und des Kühlelemen
tes 24 mehrere Tausend erreicht.
Die Gesamtdispersionszahl bedeutet die Anzahl der Streuungen,
die durchgeführt werden sollten, während die Ausgangsmateria
lien durch die kleinen Kammern 26, 26a, . . . , die miteinander
kommunizieren, der Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 in dem
Heizelement 16 und dem Kühlelement 24 laufen. In dem Fall des
Sterilisiergerätes 3, das das Heizelement 16 und das Kühlele
ment 24 aufweist, wird die Gesamtzahl der Streuungen ein
Produkt jeder Gesamtzahl von Streuungen in dem Heizelement 16
und denen in dem Kühlelement 24, und dies kann in geeigneter
Weise, indem die Anzahl der angeordneten Spalten der kleinen
Kammern 26, 26a, . . . erhöht oder erniedrigt wird, und abhängig
von der Natur der Ausgangsmaterialien geändert werden.
Eine Betriebsweise des Fluidmischgerätes 4 wird nun beschrie
ben werden.
Die Mischelemente 56 des Fluidmischgerätes 4 sind wie das
Heizelement 16 und Kühlelement 24 des Sterilisiergerätes 3
gebildet, sodaß die Ausgangsmaterialien der Sterilisation
durch eine Vielzahl von Sterilisiergeräten 3 ausgesetzt
werden, dann einmal bzw. gleichzeitig in die Zwischenkammer 7b
gebracht werden, dann aus dem Einlaß 53 des Kessels 51 in die
Mischelemente 56 durch die Öffnung 61 der Mischscheiben 57 mit
größerem Durchmesser in die Mischelemente 56, die stromauf
wärts angeordnet sind, strömen. Danach laufen die Ausgangsma
terialien durch die Vielzahl vermischender kleiner Kammern 57,
57a, . . . , die miteinander kommunizieren wie bei dem Sterili
siergerät 3, dann strömen sie, während sie unter rechten Winkeln auftreffen,
sich verquirlen und miteinan
der vermischen, zentripetal von der Außenseite zu
ihrem Zentrum, danach laufen sie durch die Zirkulationspassage
62, die zwischen beiden Umfangsbereichen der Mischscheibe 59
mit kleinerem Durchmesser und der Innenumfangsfläche des
Kessels 51 definiert ist und schließlich treten sie in die
kleinen Mischkammern 57, 57a, . . . von der Außenseite der
Mischelemente 56 her ein, nämlich aus der Zirkulationspassage
62. Danach laufen die Ausgangsmaterialien, in derselben Weise
wie oben erwähnt, in die kleinen Kammern 57, 57a, . . . , die
miteinander kommunizieren, und schließlich strömen sie
zentripetal von der Außenseite in Richtung auf das Zentrum,
während sie sich beim Auftreffen in
mäanderartigen Strömen sich verquirlen und miteinander
vermischen, und schließlich werden sie aus
dem Auslaß 54 des Kessels 51 durch die Öffnung 61 der Misch
elemente 56, die stromabwärts angeordnet sind, ausgelassen.
Die Gesamtdispersionszahl des Fluidmischgerätes 4
erhöht sich naturgemäß für den Fall, daß die Gesamt
dispersionszahl jedes der Mischelemente 56 selbst
anwächst, abhängig von der Anzahl der Mischelemente 56 und der
Strömungszahl der Ausgangsmaterialien, wie beim Sterilisierge
rät 3.
Da das Sterilisiergerät 3 einen Heizbereich 8 mit einem
ersten Einlaß 14, durch den ein zu erhitzendes Ausgangsmate
rial eingeführt wird, und einem ersten Auslaß 15, durch den
ein erhitztes Ausgangsmaterial ausgelassen wird, und einem
Heizelement 16, das gesteuert erhitzt wird, einen Kühlbereich
9 mit einem zweiten Einlaß 22 aufweist, durch den ein zu
kühlendes Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem zweiten
Auslaß 23, durch den ein gekühltes Ausgangsmaterial ausgelas
sen wird, und einem Kühlelement 24, das gesteuert gekühlt
wird, und eine Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18 zum
Verbinden des ersten Auslasses 15 und des zweiten Einlasses
22, sodaß der erste Auslaß 15 mit dem zweiten Einlaß 22
kommuniziert, aufweist, wobei das Heizelement 16 und das
Kühlelement 24 konzentrisch jeweils ein Paar von Wärmeübertra
gungsscheiben 27 und 28 mit einer Vielzahl polygonaler kleiner
Kammern 26, 26a, . . . darauf aufweisen, die an ihren Vorder
seiten offen sind, wobei bei jedem Paar die Wärmeübertragungs
scheiben 27 und 28 einander gegenüberstehend gekoppelt sind,
wobei die kleinen Kammern 26 einer Wärmeübertragungsscheibe 27
wechselweise zu den Kammern 26a der anderen Wärmeübertragungs
scheibe 28 so angeordnet sind, daß sie miteinander kommuni
zieren, und entweder die Wärmeübertragungsscheibe 27 oder 28
ein Zirkulationsloch 30 hat, das an einem Zentrum entweder der
Wärmeübertragungsscheibe 27 oder 28 gebildet ist, wobei ein
Zirkulationsloch 30 des Heizelementes 16 als der erste Einlaß
14 oder der erste Auslaß 15 dient und das Zirkulationsloch 30
des Kühlelementes 24 als der zweite Einlaß 22 oder der zweite
Auslaß 23 dient, wobei Umfangsöffnungen 31, die zwischen den
Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 in dem Heizelement 16
definiert sind, als der erste Einlaß 14 und der erste Auslaß
15 dienen und Umfangsöffnungen 31, die zwischen den Wärmeüber
tragungsscheiben 27 und 28 in dem Kühlelement 24 definiert
sind, als der zweite Einlaß 22 und der zweite Auslaß 23
dienen, wobei der erste Auslaß 15 und der zweite Einlaß 22
durch eine Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18 verbunden
sind, sodaß sie miteinander kommunizieren; wenn die Ausgangs
materialien zwischen den beiden Wärmeübertragungsscheiben 27
und 28 in dem Heizelement 16 und in dem Kühlelement 24
hindurchlaufen, werden sie wiederholt unter
rechten Winkeln gestreut, in
mäanderartigen Strömen verquirlt und miteinander gemischt,
sodaß die Wärmeübertragung im Vergleich mit dem des
Sterilisiergerätes des Standes der Technik vom Plattentyp mit hohem
Wirkungsgrad geschieht. Weiter strömen die Ausgangsmaterialien ohne Unregelmäßigkeiten
in ihrer Temperaturverteilung,
wobei eine konstante Temperaturverteilung aufrecht
erhalten wird. Ferner kann die Menge an Fluid, die nicht
in Kontakt mit der Wärmeübertragungsfläche kommt, verkleinert
werden, so daß die Wärme sanft auf die Gesamtheit der Aus
gangsmaterialien übertragen werden kann, was es erlaubt, daß
die Ausgangsmaterialien bei hoher Temperatur in kurzer Zeit
durchlaufen, ähnlich wie beim Kapillartyp des Standes der
Technik, obwohl dies wenigstens zwei Sekunden bei einer
Temperatur von 140°C dauert. Das Ergebnis ist eine wirksame
Sterilisierung, und die Erhitzungszeit kann weiter
verkürzt werden, sodaß der Verlust an flüchtigen oder
dufttragenden Komponenten verringert werden kann.
Da die Ausgangsmaterialien unter rechten Winkeln auf die Bodenflächen
und die Seitenwände jeder kleiner Kammer 26, 26a, . . .
auftreffen und beim Aufein
andertreffen mit mäanderförmigen Strömen aus jeder kleinen
Kammer 26, 26a, . . . in eine Vielzahl anderer kleiner Kammern
26, 26a, . . . , gestreut werden, dem dynamischen Scheren
aufgrund des sich Verquirlens und Mischens miteinander
ausgesetzt sind, wenn sie aus der Vielzahl der kleinen
Kammern 26, 26a, . . . in jede der kleinen Kammern 26, 26a, . . .
eintreten und
durch die Öffnungen strömen, die als die Kommunikations
passagen dienen, durch welche die Ausgangsmaterialien aus
jeder der kleinen Kammern 26, 26a, . . . in jede der anderen
kleinen Kammern, 26, 26a, . . . strömen,
aufgrund der Schockzerstörung in
Stücke zersprengt werden, ferner dem
Scheren ausgesetzt sind, wenn sie durch die oberen Endflä
chen 29a der Seitenwände 29 laufen, der Homogenisierung
aufgrund mechanischer Kavitation ausgesetzt werden usw., also Vorgängen, die
alle gleichzeitig mit dem Wärmeübergang stattfinden, ist es
möglich, die Ausgangsmaterialien zu homogenisieren, indem die
Fette der Milch, der Sojabohnenmilch, der Milchsäuregetränke
usw. und die Fasern des Gemüsesaftes zerkleinert werden, was
den Homogenisierungsschritt durch den Homogenisierer erspart,
der bei dem Sterilisiergerät des Standes der Technik benötigt
wird, und was auch die Qualität der Homogenisierung verbes
sert, da die Gesamtzahl der Streuungen sehr groß ist.
Da der Heizbereich 8 ein Heizgehäuse 13 bildet, das in seinem
Innenraum durch Teilgehäuse 13a und 13b aufgeteilt ist und
eine Heizquelle und das Heizelement 16 in seinem Innenraum
hat, und der Kühlbereich 9 ein Kühlgehäuse 21 bildet, das in
seinem Innenraum durch Teilgehäuse 21a und 21b aufgeteilt ist
und eine Kühlquelle und das Kühlelement 24 in dem Innenraum
hat, ist es möglich, das Heizelement 16 insgesamt zu erhitzen
und das Kühlelement 24 insgesamt zu kühlen. Weiterhin ist es möglich, da
jedes Gehäuse durch jedes der Teilgehäuse 13a, 13b, 21a und
21b gebildet ist, in einfacher Weise die
Wartung, wie das Auseinanderbauen und Reinigen, des
Heizelementes 16 und des Kühlelementes 24 durchzuführen.
Da zwischen die Abdeckkörper 35 und 35a, die jeweils Durchgangslöcher
34 haben, lösbar an beiden endseitigen Öffnungen eines
zylindrischen Gehäuses 32 angebracht sind, ein wärmeisolieren
des Material 10 zwischen dem Heizbereich 8 und dem Kühlbereich
9 gelegt wird, die jeweils in dem Gehäuse 22 vorgesehen sind,
der Heizbereich 8, der Kühlbereich 9 und das wärmeisolierende
Material 10 als die internen Bestandteile des Gehäuses 32
herausgenommen werden können, indem die Abdeckkörper 35 und
35a entfernt werden, wird es möglich, die Wartung, so wie das
Auseinanderbauen und Reinigen des Gehäuses 32, auszuführen.
Da der Außendurchmesser der wärmeisolierenden Materia
lien 10 kleiner ist als die Innenumfangsfläche des Gehäuses
32, kann ferner ein Spalt zwischen der Umfangsfläche des wärmeisolie
renden Materials 10 und der Innenumfangsfläche des Gehäuses 32
als die Ausgangsmaterial-Verbindungspassage 18 dienen, was es
ermöglicht, den Kommunikationsmechanismus zwischen dem
ersten Auslaß 15 des Heizelementes 16 und dem zweiten Einlaß
22 des Kühlelementes 24 zu vereinfachen.
Da die erste Heizkammer 36, die gesteuert erhitzt wird, in
Kontakt mit der rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungs
scheibe 27 mit größerem Durchmesser des Heizelementes 16 in
der Heizeinrichtung gebracht wird und die zweite Heizkammer
27, die gesteuert erhitzt wird, in Kontakt mit der rückwärti
gen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe 28 mit kleinerem
Durchmesser gebracht wird, während die erste Kühlkammer 18,
die gesteuert gekühlt wird, in Kontakt mit der rückwärtigen
Fläche der Wärmeübertragungsscheibe 27 mit größerem Durchmes
ser des Kühlelementes 24 in der Kühleinrichtung gebracht wird,
und die zweite Kühlkammer 39, die gesteuert gekühlt wird, in
Kontakt mit der rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungs
scheibe 28 des Kühlelementes 24 in der Kühleinrichtung
gebracht wird, können diese Heiz- und Kühleinrichtungen
konzentrisch hintereinander in dem Innenraum des Gehäuses 32
angeordnet werden. Wenn daher die wärmeisolierenden Materia
lien 10 elastische Eigenschaften haben, kann einem Schütteln
vorgebeugt werden, das auftritt, wenn ein enger Kontakt
zwischen der ersten und zweiten Heizkammer 36 und 39 und den
Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28 mit größerem bzw. kleine
rem Durchmesser besteht, durch elastische, wiederherstellende
Kraft, die erzeugt wird, wenn die Abdeckkörper 35 und 35a auf
beiden Öffnungen des Gehäuses 32 angebracht werden, sodaß dem
Verlust an Wärmeübertrag aus jeder Kammer zu dem Heizelement
16 und dem Kühlelement 24 vorgebeugt werden kann.
Da die ersten konkaven und konvexen Abschnitte 40 an Bereichen
gebildet werden, wo die erste und zweite Heizkammer 36 und 37
in Kontakt mit der Rückfläche der Wärmeübertragungsscheiben 27
und 28 des Heizelementes 16 gebracht werden, und zweite konka
ve und konvexe Abschnitte 40 an Bereichen gebildet werden, wo
die erste und zweite Kühlkammer 38 und 39 in Kontakt mit den
rückwärtigen Flächen der Wärmeübertragungsscheiben 27 und 28
des Kühlelementes 24 gebracht werden, ist es möglich, den
Wirkungsgrad des Wärmeübertrags zwischen jeder Kammer und dem
Heizelement 16 und dem Kühlelement 24 zu verbessern.
Da das Herstellungsgerät für Flüssigprodukt einen Ausgangsma
terial-Speichertank 2 zum Speichern von Ausgangsmaterialien,
die der Sterilisation unterworfen werden sollen, und einen
Produkt-Speichertank 5 zum Speichern von sterilisiertem Aus
gangsmaterial aufweist, wobei der Produkt-Speichertank 5 in
seinem Innenraum eine inerte Atmosphäre hat und wobei der
Ausgangsmaterial-Speichertank 2 und der Produkt-Speichertank 5
miteinander mittels Leitungen 7 und 7a verbunden
sind, um zu ermöglichen, daß der Ausgangsmaterial-Speichertank
2 mit dem Produkt-Speichertank 5 kommuniziert, und wobei eine
Pumpe stromaufwärts zu dem Ausgangsmaterial-Speicher
tank 2 vorgesehen ist und das Sterilisiergerät 3 stromabwärts
zu der Pumpe 6 vorgesehen ist, kann das Ausgangsmate
rial, das von dem Sterilisiergerät 3 sterilisiert worden war,
durch die Leitungen 7 und 7a zu dem Produkt-Speicher
tank 5 geführt werden. Da der Speichertank 5 in einer
inerten Atmosphäre in einem Innenbereich arbeitet, ist es
möglich, ein geschlossenes System für die vorangehenden
Schritte vom Sterilisieren des Produktes bis zum Verpacken des
Produktes einzurichten, wobei die Sekundärkontamination des
sterilisierten Produktes durch Keime mit Sicherheit
verhindert werden kann.
Da der Ausgangsmaterial-Speichertank 2 und das Sterilisierge
rät 3, das mittels der Leitungen 7 und 7a mit dem
Ausgangsmaterial-Speichertank 2 verbunden ist und mit diesem
kommuniziert, in größerer Anzahl vorgesehen sein können, ist
eine Zwischenkammer 7b zwischen dem Produkt-Speichertank 5 und
dem Sterilisiergerät 3 zum Speichern sterilisierter Ausgangs
materialien vorgesehen, die aus jedem der Sterilisiergeräte 3
ausgelassen werden, wobei ein Fluidmischgerät 4 in der
Passage 7a zwischen der Zwischenkammer 7b und dem Produkt-
Speichertank 5 zum Mischen einer Vielzahl von Fluiden vorgese
hen ist, wobei eine Vielzahl sterilisierter Produkte miteinan
der vermischt werden kann, während das geschlossene System
aufrechterhalten wird, so daß der Kontamination mit Keimen
in derselben Weise wie oben erwähnt vorgebeugt wird.
Bezugszeichenliste
1 Gerät zum Herstellen eines Flüssigprodukts
2 Ausgangsmaterial-Speichertank
3 Sterilisiergerät
4 Fluidmischgerät
5 Produkt-Speichertank
6 Pumpe
7 Erste Leitung
7a Zweite Leitung
7b Zwischenkammer
8 Heizbereich
9 Kühlbereich
10 Wärmeisolierendes Material
11 Heizmedium-Einlaß
12 Heizmedium-Auslaß
13 Heizgehäuse
13a Teilgehäuse
13b Teilgehäuse
14 Erster Einlaß
15 Erster Auslaß
16 Heizelement
17 Leitung
18 Ausgangsmaterial-Verbindungspassage
19 Kühlmedium-Einlaß
20 Kühlmedium-Auslaß
21 Kühlgehäuse
21a Teilgehäuse
21b Teilgehäuse
22 Zweiter Einlaß
23 Zweiter Auslaß
24 Kühlelement
25 Ausgangsmaterial-Ausgangspassage
26, 26a Kleine Kammern
27 Wärmeübertragungsscheibe
28 Wärmeübertragungsscheibe
29 Seitenwände
29a Obere Endfläche
30 Zirkulationsloch
31 Umfangsöffnungen
32 Zylindrisches Gehäuse
33, 33a Flansche
34 Durchgangslöcher
35, 35a Abdeckkörper
36 Erste Heizkammer
36a Wärmeübertragungsfläche
37 Zweite Heizkammer
37a Wärmeübertragungsfläche
38 Erste Kühlkammer
38a Wärmeübertragungsfläche
39 Zweite Kühlkammer
39a Wärmeübertragungsfläche
40 Erste konkave und konvexe Abschnitte, zweite konkave und konvexe Abschnitte
41 Heizmedium- Zufuhrrohr
42 Heizmedium-Auslaßrohr
43 Kühlmedium- Zufuhrrohr
44 Kühlmedium-Auslaßrohr
51 Zylindrischer Kessel
52, 52a Kragen
53 Einlaß
54 Auslaß
55, 55a Deckelkörper
56 Mischelemente
57, 57a Kleine Kammern
58 Mischscheibe mit größerem Durchmesser
59 Mischscheibe mit kleinerem Durchmesser
60 Seitenwände
60a Obere Endflächen
61 Öffnung
62 Zirkulationspassage
63 Vorsprünge
2 Ausgangsmaterial-Speichertank
3 Sterilisiergerät
4 Fluidmischgerät
5 Produkt-Speichertank
6 Pumpe
7 Erste Leitung
7a Zweite Leitung
7b Zwischenkammer
8 Heizbereich
9 Kühlbereich
10 Wärmeisolierendes Material
11 Heizmedium-Einlaß
12 Heizmedium-Auslaß
13 Heizgehäuse
13a Teilgehäuse
13b Teilgehäuse
14 Erster Einlaß
15 Erster Auslaß
16 Heizelement
17 Leitung
18 Ausgangsmaterial-Verbindungspassage
19 Kühlmedium-Einlaß
20 Kühlmedium-Auslaß
21 Kühlgehäuse
21a Teilgehäuse
21b Teilgehäuse
22 Zweiter Einlaß
23 Zweiter Auslaß
24 Kühlelement
25 Ausgangsmaterial-Ausgangspassage
26, 26a Kleine Kammern
27 Wärmeübertragungsscheibe
28 Wärmeübertragungsscheibe
29 Seitenwände
29a Obere Endfläche
30 Zirkulationsloch
31 Umfangsöffnungen
32 Zylindrisches Gehäuse
33, 33a Flansche
34 Durchgangslöcher
35, 35a Abdeckkörper
36 Erste Heizkammer
36a Wärmeübertragungsfläche
37 Zweite Heizkammer
37a Wärmeübertragungsfläche
38 Erste Kühlkammer
38a Wärmeübertragungsfläche
39 Zweite Kühlkammer
39a Wärmeübertragungsfläche
40 Erste konkave und konvexe Abschnitte, zweite konkave und konvexe Abschnitte
41 Heizmedium- Zufuhrrohr
42 Heizmedium-Auslaßrohr
43 Kühlmedium- Zufuhrrohr
44 Kühlmedium-Auslaßrohr
51 Zylindrischer Kessel
52, 52a Kragen
53 Einlaß
54 Auslaß
55, 55a Deckelkörper
56 Mischelemente
57, 57a Kleine Kammern
58 Mischscheibe mit größerem Durchmesser
59 Mischscheibe mit kleinerem Durchmesser
60 Seitenwände
60a Obere Endflächen
61 Öffnung
62 Zirkulationspassage
63 Vorsprünge
Claims (7)
1. Sterilisiergerät (3), mit:
- - einem Heizbereich (8), welcher ein Heizelement (16) mit einem ersten Einlaß (14), durch den ein zu erhitzendes Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem ersten Auslaß (15), durch den ein erhitztes Ausgangsmaterial ausgelassen wird, und eine Heizein richtung zur Heizsteuerung des Heizelementes (16) aufweist;
- - einem Kühlbereich (9), welcher ein Kühlelement (24) mit einem zweiten Einlaß (22), durch den ein abzukühlendes Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem zweiten Auslaß (23), durch den ein abgekühltes Ausgangsmaterial ausgelassen wird, und eine Kühlein richtung zur Kühlsteuerung des Kühlelementes (24) aufweist;
- - einer Ausgangsmaterial-Verbindungspassage (18) zum
Verbinden des ersten Auslasses (15) und des zweiten
Einlasses (22), so daß der erste Auslaß (15) mit dem
zweiten Einlaß (22) kommuniziert;
dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (16) und das Kühlelement (24) konzentrisch jeweils ein Paar Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) mit einer Vielzahl polygonaler kleiner Kammern (26, 26a, . . .) darauf aufweisen, die an ihren Vorderseiten offen sind, wobei jedes Paar der Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) einander gegenüberstehend miteinander verkoppelt sind, wobei die kleinen Kammern (26) einer Wärmeübertra gungsscheibe (27) wechselweise in bezug auf die kleinen Kammern (26a) der anderen Wärmeübertragungsscheibe (28) so angeordnet sind, daß sie miteinander kommunizieren, und eine der Wärmeübertragungsscheiben (27 oder 28) ein Zirkulationsloch (30) aufweist, das in einem Zentrum dieser Wärmeübertragungsscheibe (27 oder 28) ausgebil det ist, hat;
wobei ein Zirkulationsloch (30) des Heizelements (16) als der erste Einlaß (14) oder der erste Auslaß (15) dient und das Zirkulationsloch (30) des Kühlelementes (24) als der zweite Einlaß (22) oder der zweite Auslaß (23) dient; und
wobei Umfangsöffnungen (31), die zwischen den Wärme übertragungsscheiben (27, 28) in dem Heizelement (16) definiert sind, als der erste Einlaß (14) und der erste Auslaß (15) dienen und Umfangsöffnungen (31), die zwischen den Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) in dem Kühlelement (24) definiert sind, als der zweite Einlaß (22) und der zweite Auslaß (23) dienen, wobei der erste Auslaß (15) und der zweite Einlaß (22) durch eine Ausgangsmaterial-Verbindungspassage (18) verbunden sind, um so miteinander zu kommunizieren.
2. Sterilisiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Heizbereich (8) ein Heizgehäuse (13)
bildet, das in seinem Innenraum durch Teilgehäuse (13a,
13b) aufgeteilt ist und eine Heizquelle und das Heiz
element (16) in seinem Innenraum aufweist, und daß der
Kühlabschnitt (9) ein Kühlgehäuse (21) bildet, das in
seinem Innenraum durch Teilgehäuse (21a, 21b) aufge
teilt ist und eine Kühlquelle und das Kühlelement (24)
in seinem Innenraum aufweist.
3. Sterilisiergerät, mit:
- - einem Heizbereich (8), der ein Heizelement (16) mit einem ersten Einlaß (14), durch den ein zu erhitzen des Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem ersten Auslaß (15), durch den ein erhitztes Aus gangsmaterial ausgelassen wird, und eine Heizein richtung zum Heizsteuern des Heizelementes (16) aufweist;
- - einem Kühlabschnitt (9), der ein Kühlelement (24) mit einem zweiten Einlaß (22), durch den ein zu kühlendes Ausgangsmaterial eingeführt wird, und einem zweiten Auslaß (23), durch den ein abgekühltes Ausgangsmaterial ausgelassen wird, und eine Kühlein richtung zum Kühlsteuern des Kühlelementes (24) aufweist;
- - einer Ausgangsmaterial-Verbindungspassage (18) zum Verbinden des ersten Auslasses (15) und des zweiten Einlassen (22), so daß der erste Auslaß (15) mit dem zweiten Einlaß (22) kommuniziert;
- - einem zylindrischen Gehäuse (32) mit Öffnungen an seinen beiden Enden;
- - Abdeckkörpern (35, 35a), die jeweils Durchgangs
löcher (34) haben und entfernbar auf den Öffnungen
des zylindrischen Gehäuses (32) angebracht sind;
gekennzeichnet durch - - ein wärmeisolierendes Material (10), das zwischen dem Heizbereich (8) und dem Kühlbereich (9) angeord net ist, die jeweils in dem Gehäuse (32) vorgesehen sind, wobei ein Außendurchmesser des wärmeisolieren den Materials (10) kleiner ist als die Innenumfangs fläche des Gehäuses (32);
wobei das Heizelement (16) und das Kühlelement (24)
konzentrisch jeweils ein Paar Wärmeübertragungsscheiben
(27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser mit
einer Vielzahl polygonaler kleiner Kammern (26, 26a)
darauf aufweisen, die an ihren Vorderseiten offen
sind, wobei jedes Paar der Wärmeübertragungsscheiben
(27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser
einander gegenüberstehend miteinander verkoppelt sind,
wobei die kleinen Kammern (26, 26a, . . .) der Wärme
übertragungsscheiben (27, 28) mit größerem und kleine
rem Durchmesser wechselweise so angeordnet sind, daß
sie miteinander kommunizieren und die Wärmeübertra
gungsscheibe (27) mit größerem Durchmesser ein Zirkula
tionsloch (30) hat, das in einem Zentrum der Wärmeüber
tragungsscheibe (27) gebildet ist;
wobei die Wärmeübertragungsscheiben (27) mit großem Durchmesser an beiden Seiten in dem Gehäuse (32) angeordnet sind und beide Ränder der Wärmeübertragungs scheiben (27) mit größerem Durchmesser in engen Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses (32) gebracht werden;
wobei das Zirkulationsloch (30) des Heizelements (16) als der erste Einlaß (14) dient und Umfangsöffnungen (31), die zwischen den Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser definiert sind, als der erste Auslaß (15) dienen und das Zirkula tionsloch (30) des Kühlelements (24) als der zweite Einlaß (22) dient und die Umfangsöffnungen (31) zwischen den Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser als der zweite Auslaß (23) dienen;
wobei ein Innenraum, der zwischen dem wärmeisolierenden Material (10) und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses (32) definiert ist, als eine Ausgangsmaterial- Verbindungspassage (18) zum Verbinden des ersten Auslasses (15) des Heizelements (16) und des zweiten Einlasses (22) des Kühlelementes (24) dient, wobei der erste Einlaß (14) und der erste Auslaß (15) des Heiz elementes (16) bzw. der erste Einlaß (14) des Heizele mentes (16) und der zweite Auslaß (23) des Kühlelemen tes (24) mit den Durchgangslöchern (34) kommunizieren;
wobei eine erste Heizkammer (36), die gesteuert erhitzt wird, in Kontakt mit einer rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (27) mit größerem Durchmesser des Heizelementes (16) in der Heizeinrichtung gebracht wird;
wobei eine zweite Heizkammer (27), die kontrolliert erhitzt wird, in Kontakt mit einer rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (28) mit kleinerem Durchmesser gebracht wird;
wobei eine erste Kühlkammer (38), die gesteuert gekühlt wird, in Kontakt mit der rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (27) des Kühlelementes (24) in der Kühleinrichtung gebracht wird; und
wobei eine zweite Kühlkammer (39) die gesteuert gekühlt wird, in Kontakt mit der rückwärtigen Ober fläche der Wärmeübertragungsscheibe (28) mit kleinerem Durchmesser des Kühlelements (24) in der Kühleinrich tung gebracht wird.
wobei die Wärmeübertragungsscheiben (27) mit großem Durchmesser an beiden Seiten in dem Gehäuse (32) angeordnet sind und beide Ränder der Wärmeübertragungs scheiben (27) mit größerem Durchmesser in engen Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses (32) gebracht werden;
wobei das Zirkulationsloch (30) des Heizelements (16) als der erste Einlaß (14) dient und Umfangsöffnungen (31), die zwischen den Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser definiert sind, als der erste Auslaß (15) dienen und das Zirkula tionsloch (30) des Kühlelements (24) als der zweite Einlaß (22) dient und die Umfangsöffnungen (31) zwischen den Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) mit größerem und kleinerem Durchmesser als der zweite Auslaß (23) dienen;
wobei ein Innenraum, der zwischen dem wärmeisolierenden Material (10) und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses (32) definiert ist, als eine Ausgangsmaterial- Verbindungspassage (18) zum Verbinden des ersten Auslasses (15) des Heizelements (16) und des zweiten Einlasses (22) des Kühlelementes (24) dient, wobei der erste Einlaß (14) und der erste Auslaß (15) des Heiz elementes (16) bzw. der erste Einlaß (14) des Heizele mentes (16) und der zweite Auslaß (23) des Kühlelemen tes (24) mit den Durchgangslöchern (34) kommunizieren;
wobei eine erste Heizkammer (36), die gesteuert erhitzt wird, in Kontakt mit einer rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (27) mit größerem Durchmesser des Heizelementes (16) in der Heizeinrichtung gebracht wird;
wobei eine zweite Heizkammer (27), die kontrolliert erhitzt wird, in Kontakt mit einer rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (28) mit kleinerem Durchmesser gebracht wird;
wobei eine erste Kühlkammer (38), die gesteuert gekühlt wird, in Kontakt mit der rückwärtigen Fläche der Wärmeübertragungsscheibe (27) des Kühlelementes (24) in der Kühleinrichtung gebracht wird; und
wobei eine zweite Kühlkammer (39) die gesteuert gekühlt wird, in Kontakt mit der rückwärtigen Ober fläche der Wärmeübertragungsscheibe (28) mit kleinerem Durchmesser des Kühlelements (24) in der Kühleinrich tung gebracht wird.
4. Sterilisiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß erste konkave und konvexe Abschnitte (40) an
Bereichen gebildet sind, an denen die erste und zweite
Heizkammer (36, 37) in Kontakt mit den rückwärtigen
Flächen der Wärmeübertragungsscheiben (27, 28) des
Heizelementes (16) gebracht sind, und zweite konkave
und konvexe Abschnitte (40) an Bereichen gebildet
sind, an denen die erste und zweite Kühlkammer (38,
39) in Kontakt mit den rückwärtigen Flächen der Wärme
übertragungsscheiben (27, 28) des Kühlelements (24)
gebracht sind.
5. Verwendung eines Sterilisiergerätes nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 in einem Gerät zur Herstellung eines
Flüssigproduktes, mit einem Ausgangsmaterial-Speicher
tank (2) zum Speichern von Ausgangsmaterial, das
sterilisiert werden soll, und einem Produkt-Speicher
tank (5) zum Speichern sterilisierten Ausgangsmaterials,
wobei der Produkt-Speichertank (5) eine inerte Atmo
sphäre in seinem inneren Bereich aufweist und wobei der
Ausgangsmaterial-Speichertank (2) und der Produkt-
Speichertank (5) miteinander mittels Leitungen
(7, 7a) verbunden sind, um zu ermöglichen, daß der
Ausgangsmaterial-Speichertank (2) mit dem Produkt-
Speichertank (5) kommuniziert, und wobei eine Pumpe (6)
stromaufwärts relativ zu dem Ausgangsmaterial-Speicher
tank (2) vorgesehen ist, und wobei Sterilisiergeräte
(3) stromabwärts relativ zu der Pumpe (6) vorgesehen
sind.
6. Gerät nach Anspruch 5, wobei der Ausgangsmaterial-
Speichertank (2) und das Sterilisiergerät (3), das
mittels der Leitungen (7, 7a) mit dem Aus
gangsmaterial-Speichertank (2) verbunden ist und damit
kommuniziert, mehrfach vorliegen, wobei eine Zwischen
kammer (7b) zwischen dem Produkt-Speichertank (5) und
den Sterilisiergeräten (3) zum Speichern sterilisierten
Ausgangsmaterials vorgesehen ist, das aus jedem der
Sterilisiergeräte (3) ausgelassen wird, wobei ein
Fluidmischgerät (4) in der Passage (7a) zwischen der
Zwischenkammer (7b) und dem Produkt-Speichertank (5)
zum Mischen einer Vielzahl von Fluiden vorgesehen ist.
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