DE2145461A1

DE2145461A1 - Sterilizing or pasteurizing system - for liquid nutrients with treatment temp and time control

Info

Publication number: DE2145461A1
Application number: DE19712145461
Authority: DE
Inventors: Ronald Beckenham Kent Jowittt (Groß britannien)
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1970-09-11
Filing date: 1971-09-10
Publication date: 1972-04-06

Abstract

The substance e.g. soup is heated as it flows through a temp. monitored heating zone and the time interval during which the substance is heated is also monitored with the flow rate controlled to maintain the required temp.-time combination for the pasteurisation or sterilisation.

Description

Vorfahren zun Sterilisieren oder Pasteurisieren und Vorrichtung zur Durchfährung des Verfahrens Friorität: Großbritannten vom 11. September 1970, Nr. 43626/70 Die Erfindung betrifft des Sterilisieren oder Pasteurisieren von Substanzen wie beispielsweise flüssigen Nahrungsmitteln.Ancestors to sterilize or pasteurize and device for Implementation of the procedure Friorität: Great Britain of September 11, 1970, No. 43626/70 The invention relates to the sterilization or pasteurization of substances such as liquid foods.

Es istd bereits bekannt, flüssige Nahrungsmittel nach einem Durchfluß-Erhitzungsprozeß zu sterilisieren, bei dem der Strömungsweg des flüssigen Nahdrungsmittels während der Sterilisstion ein Verteilerventil beispielsweise hinter dem Verweilrohr oder zwischen der Heizstufe und dem Verweilrohr umfaßt.It is already known to use liquid food after a flow-through heating process to sterilize in which the flow path of the liquid nutrient during the sterilization, for example, a distributor valve behind the dwelling pipe or comprised between the heating stage and the residence tube.

So wird, wenn die Tomporaturd der Flüssigkeit in der Heitzstufe unter einen Minimalwert fallen sollte, mit dem Eisiko, daß sie zun vollständigen Sterilisieren der Flüssigkeit nicht susreicht, das V@rteilerventil geöffnet und die möglicherweised nicht sterilisierts Flüssigkeit in einen @blaßbehälterd abgeleitet. Dies soll verhindern, daß die nicht sterilen Produkte in die in Strömungerichtung geschen dahinterliogenden Teile der Anlage und vielleicht in die gerade zu füllenden Behälter gelangen.So when the Tomporaturd the liquid in the heating stage below should fall a minimum value, with the Eisiko that they are to be completely sterilized the liquid does not reach, the divider valve is opened and the possible non-sterilized liquid drained into a pale container. This is to prevent that the non-sterile products in Direction of flow given parts of the system behind it and perhaps in the containers to be filled reach.

Dieses kblassen hat zur Folge, daß der stetige Verfahrensablauf gestört wird, und es macht aufwendige Reinigungsvorgänze notwendig. Dies ist dem Weg, nicht sterile Produkte weiterfließen zu lassen, vorzuziehen, da dies langwierige Reinigung und erneutes Sterilisieren unter beträchtlichem Produktionsverlust erfordern würde. Einer weiteren Schwierigkeit stehen Benutzer kontinuierlicher Sterilisier- und aseptischer Abfüllanlagen für Produkte gegenüber, die IDahrungsmittelstücke enthalten, da diese eine geeignete Betriebsweise des Verteilerventils bzw. des Hahns oder Schiebers verhindern können.This fading has the consequence that the steady process flow is disturbed and it makes complex cleaning processes necessary. This is the way, not Allowing sterile products to continue flowing is preferable as this involves tedious cleaning and would require re-sterilization with considerable loss of production. Another difficulty faces users of continuous sterilization and aseptic Compared to filling systems for products that contain pieces of food, as these a suitable mode of operation of the distribution valve or the tap or slide can prevent.

Einerseits schafft die vordliegende Erfindung ein kontinuierliches Fließverfahren zum Sterilisieren oder Pasteurisieren einer fließfähigen Substanz unter Erhitzen der Substanz beim Durchfluß durch eine Heizzone und Tomperaturüberwachung, bei dem auch die Zeitspanne, während der die Substanz erhitzt wird, überwacht und die Durchflußrate der Substanz gesteuert wird, während sie entsprechend der überwachten Temperatur und Zeit zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Abtötungsgrades erhitzt wird.On the one hand, the present invention creates a continuous one Flow process for sterilizing or pasteurizing a flowable substance with heating of the substance while flowing through a heating zone and temperature monitoring, which also monitors and controls the length of time the substance is heated the flow rate of the substance is controlled while it is monitored according to the Heated temperature and time to maintain a desired level of kill will.

Andererseits schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchflußsterilisation oder -pasteurisation einer £ließfähigen Substanz mit Einrichtungen zum Erhitzen der Substanz und Einrichtungen zur Überwachung der Erhitzungstemperatur und -zeit der Substanz, einem Funktionsgenerator zur Brzeugung eines den erzielten Abtötungsgrad wiedergebenden Ausgangssignals aus der von der Überwachungseinrichtung erhaltenen Demperatur- und Zeitinformation, sowie auf das Ausgangssignal zur Steuerung der Durchflußrate der Substanz zur Aufrechterhaltung des gewünschten Abtötungsgrados ansprechenden Einrichtungen.On the other hand, the invention provides an apparatus for continuous Flow sterilization or pasteurization of a permeable substance with facilities for heating the substance and facilities for monitoring the heating temperature and time of the substance, a function generator for generating one of the achieved The output signal reproducing the degree of destruction from the output signal from the monitoring device received temperature and time information, as well as the output signal to the Controlling the flow rate of the substance to maintain the desired level of kill appealing facilities.

Vorzugsweise wird die Zeitspanne, in der die Substanz erhitzt wird, durch Messung der Durchflußrate der Substanz überwacht.Preferably, the period of time in which the substance is heated is monitored by measuring the flow rate of the substance.

Im folgenden wird eine Ausführung der Erfindung beispielsweise und unter Bezug auf die i1igur beschrieben, die ein Fließschema einer Sterilisieranlage für flüssige Nahrungsmittel mit erfindungsgemäßem Aufbau darstellt.In the following an embodiment of the invention is exemplified and with reference to the i1igur, which is a flow diagram of a sterilization system represents for liquid food with a structure according to the invention.

Die in der figur dargestellte Sterilisieranlage umfaßt eine Nahrungsmittel erzeugende Anlae 1, aus der das zu sterilisierende flüssige Nahrungsmittel, beispidisweise Suppe, in nicht steriler Form austritt und durch eine Pumpe 2 mit veränderlichem Durchsatz zu einer Heizstufe 3 gepumpt wird. Die Flüssigkeit wird durch die Heizstufe auf eine vorbestimmte Teinperatur aufgeheizt und durchströmt dann ein Verweilrohr 4.The sterilization system shown in the figure comprises a food generating plant 1, from which the liquid food to be sterilized, for example Soup, exiting in non-sterile form and passing through a pump 2 with variable Throughput is pumped to a heating stage 3. The liquid is through the heating stage It is heated to a predetermined temperature and then flows through a residence pipe 4th

Die Sterilisation der Flüssigkeit erfolgt im Verweilrohr 4, wobei die Zeitspanne, in der sie in der Heizstufe 3 bleibt, dazu nicht ausreicht. Bs ist wichtig, daß die Anlage im gesamten, von den Pfeilen A angegebenen Bereich vollkommen steril bleiben sollte. Nach der Sterilisation strömt das Nahrungsmittel zu Abfüllköpfen 5, wo es aseptisch in Behälter wie beispielsweise Weißblechdosen abgefüllt wird.The liquid is sterilized in the residence tube 4, with the period of time in which it remains in heating level 3 is not sufficient for this. Bs is It is important that the system is perfect in the entire area indicated by the arrows A. should remain sterile. After sterilization, the food flows to filling heads 5, where it is aseptically filled into containers such as tin cans.

Jeder SterilisiervorganC, ist normalerweise auf die Zerstörung einer bestimmten Klasse von Organismen gegründet. Das Ausmaß der durch das Verfahren erzielten Abtötung hängt (a) von der Temperatur, auf die die Substanz erhitzt wird, und (b) von der Zeitspanne ab, in der die Substanz der Temperatur unterworfen wird. Natürlich erfolgt unterhalb einer gewissen Hinimaltemperatur keine Sterilisation, ganz gleich, wie lang die Erhitzungszeit ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Durchflußgoschwindigkeit und die Temperatur, suf die di eubstanz erhitzt wird, durch geeignete bekannte Einrichtungen überwacht und einem Funktionsgenerator 6 zugeführt. Dies kann entweder ein Allzweckanalog- oder Digital-Computer oder ein solcher für einen speziellen Zweck gebauter sein. Die Durchflußräte bestimmt die Zeitspanne, die die Substanz in dem Verweilrohr 4 verbleibt. Der Funktionsgenerator 6 integriert sowohl hinsichtlich der Tempontur als auch der Zeit den Abtötungsgrad des Verfahrens hinsichtlich des besonderen Organismus und liefert ein Ausgangsaignal',- das den erhaltenen Abtötungsgrad wiedergibt. Sollte jedoch die Temperatur fallen, wird die Substanz langer erhitzt werden und länger im Verweilrohr 4 verbleiben müssen. Dazu muß die Durchflußrate vermindert werden. Um dies zu erreichen, wird der Ausgang des Funktionsgenerators 6 in einem Komparater 7 mit einem Fixpunktsgnal verglichen, das von einem Fixpunktgenerator 8 geliefert wird, und das erhaltene Signal wird zur Steberung der Pumpe 2 mit veränderlichem Durchsatz zur Anderung der Durchflußrate, wie gewünscht, verwendet.Any sterilization process is normally aimed at destroying one established certain class of organisms. The extent of the achieved by the procedure Killing depends on (a) the temperature to which the substance is heated and (b) on the period of time in which the substance is subjected to temperature. Naturally there is no sterilization below a certain minimum temperature, regardless of how long the heating time is. In the embodiment described, the Flow rate and temperature, of the substance heated is monitored by suitable known devices and a function generator 6 supplied. This can either be a general purpose analog or digital computer or a such as being built for a special purpose. The flow councils determine the Time span that the substance remains in the residence pipe 4. The function generator 6 integrates the degree of destruction in terms of both tempo and time of the procedure with regard to the particular organism and provides an output signal ', - which represents the degree of destruction obtained. However, should the temperature drop, the substance will be heated longer and must remain in the residence tube 4 longer. To do this, the flow rate must be reduced. To do this, the exit of the function generator 6 is compared in a comparator 7 with a fixed point signal, which is supplied from a checkpoint generator 8, and the signal obtained becomes to control the pump 2 with variable flow rate to change the flow rate, used as desired.

Die inlage ist auch mit einem herkömmlichen; geschlossenen Steuerirsis 9 zur Aufrechterhaltung der Temperatur auf einer gewünschten Höhe versehen. Jedoch kann aufgrund beispielsweise der Systemträgheit oder van Anderungen in der Wärmezufuhr wie beispielsweise Dampfdruck dieser Steuerkreis zur Auf@@chterhaltung der gewünschten Temperatur unzulänglich sein, wobei die vom Fanktionsgenarator 6 geschaffene Regelschleife betätigt wird.The inlay is also available with a conventional one; closed tax irsis 9 provided to maintain the temperature at a desired level. However can be due, for example, to system inertia or changes in the heat supply such as steam pressure this control circuit to maintain the desired Temperature be inadequate, the control loop created by Fanktionsgenarator 6 is operated.

Es ist natürlich nötig, Seigerungen der Durchflußrate zu vermeiden; während auf unter der Optii:ialtemperatur ardhitste Sub stanzen in dem V@rweilrohr 4 sind. Dies kann durch Einbzu von Einrichtungen zur verschobenen oder verzögerten Herstellung der Durchflußrste nach einer Temperaturkerrektur nach oben sichergestellt werden.It is of course necessary to avoid segregation of the flow rate; while at below the optimum temperature ardhitste substances in the flow tube 4 are. This can be done by adding facilities for postponed or delayed Establishment of the flow structure ensured after a temperature correction upwards will.

wenn weiterhin die dTemperatur erheblich unter einen Punkt füllt, unter dem selbst bei einer beliebig langen Verweilzeit cer substanz in Verweilrohr 4 eine Sterilisation nicht erzielt werden kann, entspräche diess Situation einer "nogativen" Durchflußrats, und die Pumpe 2 kann so eingerichtet werden, daß die Substanz in Gegearichtung gepumpt wird. So kann die Substanz aus der anlage abgezogen werden. Die so abgezogene Substanzd kann durch (bevorzu@,t heißss) steriles Wasser aus einem Tank 10 ersetzt werden, das über ein Einwegventil 11 in die Anlage strömt. Das Vcntil wird beisoielsweise bei umkehr der Pumpe 2 geöffnet.if the temperature continues to fill well below a point, under the substance in the residence pipe even with an arbitrarily long residence time 4 a sterilization cannot be achieved, this situation would correspond to a "nogative" flow rate, and the pump 2 can be set up so that the Substance is pumped in the opposite direction. This allows the substance to be withdrawn from the system will. The substance withdrawn in this way can be replaced by (preferably @, t hot) sterile water can be replaced from a tank 10, which flows through a one-way valve 11 into the system. The valve is opened, for example, when pump 2 is reversed.

Die Pumpe 2 muß nicht notwendigerweiseeine Pumpe mit veränderlichem Durchsatz sein, und wenigstens für positived Werte hann die @urchflußrate durch einen Veränderlichen Wert gesteuert werden.The pump 2 does not necessarily have to be a variable pump Be throughput, and at least for positive values, the flow rate can be measured a variable value can be controlled.

Obgleich das beschriebene System ein Wechselwirkungssystem mit zwei geschlossenen Regelkreisen ist, ist es nicht instabil, da fürd jede Temperatur eine einzige Durchflußrate und umgekchrtg@gebon ist. So kann, obgleich das Ansprechen der Sterilitätskontrolle bei der Verminderung der Durchfußrate zu einer Steigerung der Temperatur tendiert (zur festen, weniger als optimalen Wärmezufuhr), kann es nicht selbst die Temperatur bis zum Fixpunkt steigern; dies bleibt jederzeit die einzige Funktion Ges Temperaturrogelkreises, der bei angemessener Wärmezufuhr rechtzeitig die gewünschto Temperatur wieder herstellt. Der Sterilitätsregler stellt dann den Durchfluß geeignet ein.Although the system described is an interaction system with two closed control loops, it is not unstable, as there is one for each temperature only flow rate and is reversed @ gebon. So can, although the response the sterility control with the decrease of the flow rate to an increase the temperature tends (to a fixed, less than optimal heat supply), it can do not raise the temperature to the fixed point yourself; this remains the same at all times only function of the temperature control circuit, which occurs in good time with adequate heat supply restores the desired temperature. The sterility regulator then sets the Suitable flow rate.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß eine drastisch überhitzte Substanz abgelassen werden kann. Dle Substanz ware dann st@ril, kann aber anderweitig Schaden erlittrn haben.It can also be provided that a drastically overheated substance can be drained. The substance would then be sturdy, but can cause damage in other ways have suffered.

Die angelassens Substanz kann dann zur Bestimung des Ausmakes der Schädigung untersucht werden.The tempered substance can then be used to determine the size of the Damage to be investigated.

- P a t e n t a n s p r ü c h e - - P a t e n t a n s p r ü c h e -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Continuous flow process for sterilizing or pasteurizing a flowable substance with heating the substance when flowing through a heating and temperature monitoring system, d a d u r c h e k e n n n n z e i n e t that search for the period of time in which the substance is heated, monitored and the flow rate of the substance is controlled while them according to the monitored temperature and time to maintain a the desired ingredients are heated.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the substance flow is reversed by means of suitable devices, if sterilization is not achieved, and the substance is replaced by a sterile liquid @ is replaced.

3. The method according to claim or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the period of time during which the substance is heated, by measurement the flow rate of the substance is monitored.

4. Device for continuous flow exilisation or @pasteurisation a fluid substance with facilities for heating the substance and facilities to monitor the heating temperature and time of the subrtans, especially for Implementation of the method according to one of the preceding claims, g e k e n n z c- i c h n e t by a functional device (6) to generate one of the achieved Degree of destruction reproduced output signal from the monitoring device received temperature and time information, as well as on the output signal for tax tion of the flow rate of the substance to maintain the desired degree of destruction appealing facilities.