DE2129619B2 - Verfahren zum Keimfreimachen einer Anlage zum Konditionieren von Nahrungsmitteln - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Keimfreimachen einer Anlage zum Konditionieren von Nahrungsmitteln, wie Milchprodukten, bei dem ein keimfreimachendes Mittel verwendet wird, das einen Polyalkohol und Wasser umfaßt, wobei die Anlage einen dichten, geschlossenen Raum aufweist, der innen mit einer Produktverteileinrichtung und mit einem mit dieser verbundenen Leitungsnetz ausgestattet ist, und wobei die Anlage zuvor gereinigt und gespült wurde.

Es ist bekannt, daß Anlagen genannter Art regelmäßig, oft täglich von Ablagerungen und verschiedenartigen Verunreinigungen gereinigt werden müssen, die sich in den Behältern und dem Röhrensystem ansammeln, ebenso wie von Kleinstorganismen, die sie infizieren.

Diesem Ziel gemäß wird die Anlage zunächst aufeinanderfolgenden Reinigungen und Spülungen unterzogen, die mit einer Reinigungslösung durchgeführt werden, z. B. einer alkalischen Lösung, und mit einem Spülmittel wie Wasser, sodann einer Behandlung, die sie keimfrei machen soll. Zwei Arten von Behandlung zur Keimfreimachung sind gegenwärtig bekannt: die chemischen Behandlungen und die thermischen Behandlungen.

Zur Keimfreimachung auf chemischem Wege läßt man ein bakterientötendes Mittel in der Anlage fließen. Diese Behandlung hat verschiedene Nachteile: seine Wirkung ist rein oberflächenhaft, d. h., eine wirksame Keimfreimachung wird nur auf vollkommen glatten Oberflächen erreicht, seine Wirkung auf unebene Oberflächen oder auf bestimmte mechanische Teile des Behältersystems wie auf die Verbindungsstellen, ist nur eine Teilwirkung oder ist sogar praktisch Null. Sie setzt im übrigen voraus, daß die Anlage im voraus sich in einem Zustand vollkommener physischer Sauberkeit befindet. Ferner wirken sich bakterientötende Mittel schädlich auf den menschlichen Organismus aus; sie sind daher gefährlich für das Personal, da sie in starker Dosis und mit hoher Konzen- tration verwendet werden; in schwacher Dosis verwendet, ist ihre bakterientötende Kraft nicht ausreichend, um alle Mikroorganismen mit Sicherheit vollständig abzutöten. Eine derartige Behandlung auf chemischem Wege stellt daher eine sehr hygienische

ι) Maßnahme als eine wirkliche Keimfreimachung dar. Zur Keimfreimachung auf thermischem Wege läßt man in den verschiedenen Behältern und im Röhrensystem der Anlage eine wärmetransportierende Flüssigkeit fließen, im allgemeinen Wasser, die die Tem- peratur der Anlage auf ungefähr 120° C erhöht und während einiger Minuten hält, so daß eine ausreichende Verringerung der Keime erreicht wird. Die Behandlung auf thermischem Wege hat gegenüber der auf chemischem Wege den Vorteil einer großen Wirk-

r> sam keit, da die gesamte Anlage, dank der thermischen Leitfähigkeit des Metalls, aus dem sie besteht, auf eine Temperatur der Größenordnung vo,i 120 Grad Celsius, die notwendig ist, um die Mikroorganismen zu zerstören, erhitzt wird. Diese Methode hat dagegen

in den Nachteil, daß sie Wasser verwendet, das sich unter höherem als atmosphärischem Druck, im allgemeinen zwischen einem und zwei Bar, befindet. Die Keimfreimachung muß daher im Interesse eines abschirmenden Raumes unter Druck ausgeführt werden. Da es

i) sich dabei um eine Keimfreimachung der Innenwände der Anlage selbst handelt, ist es notwendig, daß die Anlage von vornherein konstruiert ist, um einem solchen Druck standhalten zu können. Diese Methode bringt daher beträchtliche technologische Schwierig keiten mit sich und ist fr.-ianzie<;f iehr aufwendig.

So betrifft die US-PS 3493323 ein Verfahren zum Sterilisieren von Luftleitungen in einer Klimaanlage, bei dem kaltes Triäthylenglykol bei einer Temperatur von 24° C in den Leitungen zerstäubt wird. Erst dann

4^r> führt man entweder warmes Wasser einer Temperatur von etwa 82° C oder Dampf einer Temperatur von etwa 100° C in die Leitungen ein.

Die US-PS 3433578 betrifft ein Verfahren zum Desinfizieren einer Klimaanlage, das darin besteht,

><> daß mit einer Lösung eines mikrobiziden Mittels in Wasser gewaschen wird. Die Lösung läuft in der arbeitenden Anlage kontinuierlich um, was jede Ver-'.vendung in Anlagen, die erfindungsgemäß behandelt werden sollen, ausschließt, also in Anlagen zum Kon-

:·-, ditionieren von flüssigen Nahrungsmitteln.

Dieses Verfahren, das ein rein chemisches Verfahren ist, erlaubt im Inneren von eventuell auf den behandelten Wandungen vorhandenen festen Abscheidungen keine sterilisierende Wirkung, da kalt

w) gearbeitet wird und die Wirkung rein chemisch erzielt wird. Aus den gleichen Gründen ließe sich mit diesem Verfahren auch kein wirklich steriler Zustand von Anlageteilen erreichen, die rauhen oder unebenen Oberflächen oder für die Behandlungsflüssigkeit

μ schwer zugänglichen Zonen entsprechen.

Die GB-PS 1033 609 beschreibt ein Reinigungsund Sterilisierverfahren einer Zuführleitung einer Behälterfüllanlage, bei dem auf 130° C überhitztes Was-

ser verwendet wird, das die Anlage durchströmt und damit unter Überdruck steht.

Die Erfindung sieht demgegenüber ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, das die Nachteile der bereits bekannten Verfahren nicht hat, d. h., das fähig ist, eine vollständige Zerstörung aller Mikroorganismen in der gesamten Anlage zu gewährleisten, ohne Produkte zu verwendtn₇ die schädlich sind für den menschlichen Organismus, und weder einen abgeschlossenen Raum noch dichte Behälter erfordert, die starken Drücken standhalten müssen; es zeichnet sich dadurch aus, daß man in der Anlage eine keimfrei machende Flüssigkeit, die auf über 100° C erhitzt ist, zum Keimfreimachen auf thermischem Wege fließen läßt, wobei die keimfrei machende Flüssigkeit aus einem homogenen Gemisch aus Wasser und Polyalkohol besteht und einen Dampfdruck aufweist, der kleiner als der Atmosphärendruck ist, und daß die keimfrei machende Flüssigkeit in flüssiger Phase in das Leitungsnetz und in die Anlage und in Dampfphase in den geschlossenen Raum geführt wird.

Die Unteransprüche beinhalten Ausgestaltungen der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, ausreichend hohe Temperaturen zu erreichen, die die Bakterien töten, gleichgültig, ob diese nun pflanzlicher oder sporenförmiger Art sind, und dies unter atmosphärischem Druck, so daß es nicht notwendig ist, Ausrüstungen zu verwenden, die höhere Drücke aushalten können.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der vorgenannte Bestandteil ein Polyalkohol, der sich mit Wasser mischen läßt, und die keimfreimachende Flüssigkeit ist eine homogene Mischung aus Wasser und eben diesem Polyalkohol.

Durch Auswahl der mit Wasser mischbaren Polyalkohole erhält man leicht eine Lösung, deren Siedetemperatur von den Gewichtsanteilen des Wassers und des Polyalkohole abhängt. Bei bestimmten Mischungsverhältnissen erhält man eine Lösung, deren Siedetemperatur 130° C überschreitet, so daß sie in flüssigem Zustand unter atmosphärischem Druck verwendet werden kann.

Einem anderen Merkmal der Erfindung entsprechend, kann die keimfreimachende obenerwähnte Flüssigkeit abwechselnd in dampfförmigem oder flüssigem Zustand angewendet werden.

Das Gemisch im dampfförmigen Zustand ermöglicht es, die zur Keimfreimachung nötige Temperatur schnell zu erreichen und Behälter, wie Tanks und Gefäße. schnell und wirksam keimfrei zu machen, während es die Anwendung der Mischung in flüssigem Zustanu, in dem der Anteil des Polyalkohole wegen der höheren Siedetemperatur größer ist als der im Fall des dampfförmigen Zustandes erlaubt, mechanische Teile komplizierter Bauart wirksam keimfrei zu machen, so daß sich bei Anwendung beider Zustandsarten, Dampf und Flüssigkeit, ehe wirksame Behandlung selbst komplexer Anlagen erreichen läßt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der vorgenannte Polyalkohol eine der folgenden Verbindungen: Monoäthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylenglykol, Glyzerin.

Diese verschiedenartigen Produkte haben verschiedene Vorteile: sie entsprechen den Hygienevor-Schriften für Lebensmittel, sie sind insbesondere unschädlich, ihre keimtötende Wirkung ist ausreichend, sie haben keine korrxlierende Auswirkung der Art, daß sie das Metall der Anlage angreifen, ihr Preis ist verhältnismäßig niedrig und sie sind leicht zurückzugewinnen.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung zei-

■> gen sich im Laufe der folgenden Beschreibung, in der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, um eine Verteilungsanlage für ein beliebiges Produkt keimfrei zu machen, wie es die einzige Zeichnung schematisch zeigt.

ίο Dieser Zeichnung gemäß besteht die dargestellte Anlage, z. B. eine Anlage zur Konditionierung von Milch, im wesentlichen aus einem geschlossenen, dichten Raum 1, hergestellt aus einem beliebigen Material, z. B. aus Metall, in dessen Innenraum sich ein Behältersystem 2 befindet, das z. B. einen Satz Dosierungspumpen enthält, und durch ein Röhrensystem 3 ein vorher keimfrei gemachtes Produkt erhält, im vorliegenden Falle Milch, das das genannte Behältersystem in dosierter Menge an Gefäße verteilt (nicht dar-

21) gestellt}.

Die Aufgabe besteht darin, \U: Keinifreimachung sowohl tür den geschlossenen Raum 1 als auch für das Behältersystem 2 und für das Röhrensystem 3, das mit diesen verbunden ist, zu erreichen. Das erfinrfungsge-

r> mäße Verfahren zur sicheren Keimfreimachung besteh' darin, das Behältersystem 2 und das Röhrensystem 3 auf eine Temperatur zu erhitzen, die oberhalb der Temperatur liegt, der die verschiedenen Kleinstorganismen noch widerstehen können, d. h. ein auf

«ι eine Temperatur von mindestens i00° C, vorteilhafterweise zwischen 120 und 130° C; mit anderen Worten, eine Keimfreimachung auf thermischem Wege zu bewirken, ohne daß, wie bei der Verwendung von Wasser als keimfreimachendein Mittel, die Errei-

r. chung einer solchen Temperatur einen höheren als atmosphärischen Druck voraussetzt.

Das zu lösende Problem besteht darin, ein keimfreimachendes Mittel für die thermische Keimfreimachung zu verwenden, das mindestens teilwek-c: die fol-

Mi gcnden Merkmale hat:

- bei der Temperatur zur Keimfreimachung, d. h. zwischen 120 und 130 Grad Celsius, ist der Dampfdruck verhältnismäßig schwach, mit anderen Worten, das Mittel ist weit von der Siede-

4Ί temperatur entfernt.

- Es hat keine schädliche Auswirkung auf den menschlichen Organismus, gemäß den Vorschriften für Lebensmittel.

- Bei gleicher Temperatur ist seine zerstörende in Wirkung eher größer oder zumindest nur wenig geringer als die des Wassers.

- Es läßt sich mit Wasser mischen, so daß eine Spülung des abgeschlossenen Raumes und des Behältersystems mit Wasser möglich ist, das in je-

>-, dem Falle das wirtschaftlichste Produkt für eine

solche Spü'ung ist.

- Es korrodiert die verwendeten Materialien, wie Metall und Kunststoffe usw... so wenig wie möglich, aus denen der geschlossene Raum und das

Mi Gefäßsystem besteht.

- Seir. Preis ist verhältnismäßig niedrig.

- Es ist leicht und wirtschaftlich zurückzugewinnen.

Zahlreiche Versuche mit verschiedenen Produkten t,5 haben gezeigt, daß eine Anzahl von Verbindungen aus der Gruppe der Poly-AIkohole die obenerwähnten Vorteile aufweist. Von diesen Produkten sind hervorzuheben: Monoäthylenglykol (in der Folge Glykol ge-

nannt), Diäthyienglykol, Triäthylenglykol, Propyienglykol und Glyzerin.

Alle diese Produkte haben bei atmosphärischem Druck eine weit höhere Siedetemperatur als Wasser, mit dem sie sich mischen lassen, so daß mit einfachen Mitteln eine Lösung veränderbarer Konzentration hergestellt werden kann, um eine ausgewählte Siedetemperatur, insbesondere oberhalb von 130 Grad Celsius, zu erreichen.

Die Erfahrung hat außerdem gezeigt, daß es sehr vorteilhaft ist, von der Gruppe dieser Produkte insbesondere Glykol zu verwenden, um die Keimfreimachung erfindungsgemä3 auszuführen. Glykol hat eine große zerstörende Kraft, die bei gleicher Temperatur der des Wassers überlegen ist. Dies gilt für die verschiedenen verwendbaren Konzentrationen, wodurch man neben der Keimfreimachung auf thermischem Wege einen chemischen Effekt erhält. Wegen der großen zerstörenden Kraft darf die Zeitdauer der Keimfreimachung bei gleicher Temperatur bedeutend kurzer sein als bei der Verwendung von Wasser, was einen zusätzlichen Vorteil darstellt. Ferner ist Glykol besonders leicht zurückzugewinnen.

Als nicht ausschließliches Beispiel wird der Ablauf einer Keimfreimachung einer Anlage, der beiliegenden Figur entsprechend, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wie folgt durchgeführt:

1) Spülung des Behältersystems 2 und des Röhrensystems 3, um die Unreinheiten und Ablagerungen zu beseitigen, die sich in den verschiedenen Teilen des gesamten Behältersystems und des Röhrensystems angesammelt haben, indem man in ein mit dem Röhrensystem 3 verbundenes Rohr 4 ein Spülmittel eingibt, vorzugsweise Wasser, das auf eine Temperatur erhitzt ist, die in der Größenordnung der zur Konditionierung des Produktes notwendigen Temperatur liegt. Das Spülmittel fließt durch das Ablaßrohr 6 ab.

2) Reinigung des gesamten Behältersystems oder Röhrensystems, indem durch das Rohr 4 eine Reinigungslösung, z. B. eine alkalische Lösung, eingegeben wird.

3) Erneute Spülung des Behälter- und Röhrensystems, indem durch das Rohr 4 ein Spülmittel eingegeben wird, vorzugsweise von z. B. 70° C.

4) Erhitzung des Behälter- und Röhrensystems, indem durch das Rohr 4 Wasser von 80 bis 90° C eingegeben wird, das also bei atmosphärischem Druck noch flüssig ist.

Die verschiedenen vorangehenden Vorgänge dienen allgemein der Reinigung der Anlage. Je nach der chemischen Eigenschaft des zu konditionierenden Produktes kann als reinigende Lösung an Stelle der erwähnten alkalischen eine saure Lösung verwendet werden. Es ist möglich, zuerst eine Reinigung mit einer alkalischen Lösung und dann mit einer sauren Lösung oder umgekehrt vorzunehmen, die zweite selbstverständlich nach einer Spülung zur Beseitigung der einen oder anderen Reinigungslösung. Es ist bekannt, daß unabhängig von der verwendeten reinigenden Lösung, eine solche Reinigung nicht alle Kleinstorganismen zerstört, und die Anzahl der weiterbestehenden nicht vernachlässigbar klein ist, so daß die gereinigte Vorrichtung zwar als hoch hygienisch, aber nicht als keimfrei gelten kann. Um eine vollständige Keimfreimachung zu erreichen, greift man der Erfindung folgend zu nachstehenden ergänzenden Maßnahmen:

5) Einführung eines homogenen, auf z. B. 120 bis

130" C erhitzten Gemisches aus Wasser um Glykol in die Anlage, wobei die Mischung siel darstellt:

a) als mit Glykol beaufschlagter Wasserdampf der durch ein Rohr 7 eingeführt wird, das im Innere des abgeschlossenen Raumes 1 mün det,

b) in flüssiger Form als Lösung mit entsprechen der Konzentration des Glykol im Wasser, di< durch das Rohr 4 eingeführt wird.

Diese Eingabe von Dampf und Flüssigkeit von 12( bis 130° C bewirkt selbstverständlich eine Erhöhuni der Temperatur des umhüllenden Gehäuses 1, ebenso wie die des Gefäßsystems 2 und des Röhrensystems 3 die nach einigen Augenblicken ebenfalls diese Temperatur erreichen. Die in das Behältersystem eingege bene Flüssigkeit und das Kondensat, das von dem ir den umhüllenden Raum eingeführten Dampf herrührt, wprrlen iiiirrh Has AhfliiRmhr 6 abgeführt Diese Maßnahme, die die eigentliche Keimfreimachung darstellt, vollzieht sich während eines mehl oder weniger langen Zeitraumes, der abhängt von dei Dampftemperatur, die so gewählt ist, daß mit Sicherheit alle Mikroorganismen abgetötet werden (diese Zeitdauer kann z. B. 5 bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 125 Grad Celsius betragen).

6) Abkühlung der Anlage durch:

a) Halt der Dampfzufuhr durch Rohr 7;

b) Einführung eines homogenen Gemisches aus Glykol und vorher sterilisiertem Wassei dur:h das Rohr 4, wobei die Mischung eine Temperatur in der Größenordnung vor 90 Grad Celsius hat.

7) Spülung der Anlage durch:

a) Einführung durch Rohr 7 unter atmosphärischem Druck von sterilisiertem Wasserdampf, wodurch das durch Kondensation abgelagerte Glykol beseitigt wird;

b) Einführung durch Rohr 4 von flüssigem, vorher sterilisiertem und auf ungefähr 90° C erhitztem Wasser, um das Glykol in dem Behältersystem und dem Röhrensystem zu beseitigen.

8) Letztliche Abkühlung durch:

a) Anhalten der Zuführung von Wasserdampl durch Rohr 7;

b) Einführung von kaltem oder relativ kaltem, vorher sterilisiertem Wasser durch Rohr 4;

c) Eingabe eines kalten oder relativ kalten und vorher keimfrei gemachten Gases, z. B. Lufl oder ein neutrales Gas wie Stickstoff, d-irch Rohr 8, das wie Rohr 7 ins Innere des umschlossenen Raumes 1 führt.

Nachdem die gesamte Anlage sorgfältig keimfrei gemacht und abgekühlt ist, kann man die Konditionierung des keimfreien Produktes, wie Milch od. dgl., vornehmen, indem man letzteres in Rohr 3 eingibt Die zuerst in die Anlage eingeführte Milch od. dgl., die sich mit dem noch verbliebenen keimfreien Wassei vermischt hat, kann durch das Abfloßrohr 6 abgelassen werden.

Es ist klar, daß die zahlreichen Abwandlungsmöglichkeiten zu verschiedenen Teilabläufen führen, wie vorher beschrieben wurde.

So besteht z. B. bei Maßnahme 5 die Möglichkeit nur die mit Glykol angereicherte Flüssigkeit ohne Zugabe von Dampf, oder umgekehrt nur mit Glykol beaufschlagten Dampf ohne Flüssigkeit einzugeben, je

nach Eigenschaft der keimfrei zu machenden Anlage, insbesondere der Vielfältigkeit des Behältersystems und abhängig davon, ob ein mehr oder weniger schnellerTemperaturanstieg dieser Anlage erwünscht ist.

Die Dauer der Maßnahme 5, d. h. die Dauer der Keimfreimachung, wird maßgeblich beeinflußt von der Temperatur der keimfrei machenden Flüssigkeit, sein«i· zerstörenden Wirkung, usw...

Die Dauer der Abkühlung hängt ab von der gewünschten Endtemperatur, wie die Dauer der Spülung von der Wichtigkeit, die man dieser beimißt. Die Schlußahkuhlung ist in bestimmten Fällen nicht erforderlich, z. B. wenn das Produkt in erhitztem Zustand konditioniert wird.

Dank der Verwendung von Polyalkohol, dessen Siedetemperatur weit oberhalb der Temperaturspanne zur Keimfreimachung liegt, die zwischen 1IO und 140 C angenommen werden kann, ist es immer möglich, ein Wasser-Polyalkoholgemisch herzustellen, dessen Temperatur weit über der Temperatur zur Keimfreimachung liegt, selbst wenn diese bei relativ hoher Temperatur durchgeführt werden muß. Es genügt, von einer Lösung angemessener Konzentration auszugehen, um sie auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen und vor Eintritt des Siedens in flüssigem Zustand im Kreis zu verwenden, oder nach vorhergegangenem Sieden einen Dampf zu erhalten, dessen Temperatur ausreichend hoch ist, um während seiner Kondensation auf die Wände des Behältersystems in genügender Weise einzuwirken.

Es ist zu vermerken, daß der gesättigte Dampf eine Anfangskonzentration hat, die in direkter Weise eine Funktion der gewünschten Temperatur der Keimfreimachung darstellt, wohingegen die flüssige Lösung, um in der Flüssigkeitsphase zu bleiben, eine Konzentration haben muß, die größer ist als die der Lösung, die bei der gewählten Temperatur zur Keimfreimachung sieden würde.

Es ist ferner zu bemerken, daß die Verwendung von Glykol wegen seiner hohen keimtötenden Wirkung es ermöglicht, im Vergleich zu Wasser bei gleicher Temperatur eine kürzere Zeitdauer der Keimfreimachung zu erhalten, oder bei gleicher Zeitdauer diese bei niedrigerer Temperatur auszuführen. Da Glykol atmosphärischem Druck bei ungefähr 200" C siedet, kann man von einer Wasser-Glykollösung ausgehen, die z. H. yo% (Jlykol und 10% Wasser enthält (gewichtsmäßig).

Es ist zu vermerken, daß das Verfahren in keiner Weise auf die Keimfreimachung von Anlagen zur Konditionierung von Milch beschränkt ist, sondern allen Anlagen gilt, die ein beliebiges Nahrungsmittel verteilen oder behandeln, unabhängig von der Anzahl der Behälter- und Röhrensysteme in dieser Anlage.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Keimfreimachen einer Anlage zum Konditionieren von Nahrungsmitteln, wie Milchprodukten, bei dem ein keimfreimachendes Mittel verwendet wird, das einen Polyalkohol und Wasser umfaßt, wobei die Anlage einen dichten, geschlossenen Raum aufweist, der innen mit einer Produktverteileinrichtung und mit einem mit dieser verbundenen Leitungsnetz ausgestattet ist, und wobei die Anlage zuvor gereinigt und gespült wurde, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Anlage eine keimfrei machende Flüssigkeit, die auf über 100° C erhitzt ist, zum Keimfreimachen auf thermischem Wege fließen läßt, wobei die keimfrei machende Flüssigkeit aus einem homogenen Gemisch aus Wasser und Polyalkohol besteht und einen Dampfdruck aufweist, der kleiner als der Atmosphärendruck ist, und daß die keimfrei machende Flüssigkeit in flüssiger Phase in das Leitungsnetz und in die Anlage und in Dampfphase in den geschlossenen Raum geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keimfrei machende Flüssigkeit auf 120 bis 130° C erhitzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyalkohol Monoäthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylenglykol oder Glyzerin verwendet wird.