DE2422907C2 - Vorrichtung zum Sterilisieren von Schüttgütern - Google Patents
Vorrichtung zum Sterilisieren von SchüttgüternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Schüttgütern mit Hilfe von Sterilisationsmitteln
wie Heißdampf, mit einem wärmeisolierten und/ oder beheizten Sterilisationsbehälter, in dem ein das zu
sterilisierende Gut umwälzendes Rühr- oder Mischwerk drehbar gelagert ist und der Einrichtungen zum Evakuieren
und zum Einleiten von Sterilisationsmitteln aufweist.
In jüngerer Zeit werden in zunehmendem Umfang Schüttgüter wie Mehl, Kakao, Futtermittel, Füllstoffe
für Kosmetika und Pharmaceutika, Pilzaufzuchtkulturen
usw. einer Sterilisationsbehandlung unterworfen, so daß sich für die Sterilisation völlig neue Anwendungsgebiete
ergeben. Die Sterilisation muß bei der Behandlung derartiger Massengüter großen Durchsatzleistungen
angepaßt werden, wobei die sterilisierten Güter fortlaufend zur Verfügung stehen müssen, wenn die Sterilisation
im Rahmen einer kontinuierlich arbeitenden Anlage durchgeführt wird.
Es sind verschiedene kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen zum Sterilisieren von Schüttgütern bekannt,
die stationäre oder bewegbare Schikanen und Einbauion einhüllen, welche dafür sorgen sollen, daß das behandelte
Gut erst nach der für die Sterilisation erforderlichen Mindestverweilzeit die Vorrichtung verlassen
kann.
Trotz großen konstruktiven Aufwandes lassen sich in der Praxis jedoch sogenannte »Kurzschlüsse« nicht vermeiden,
d. h. es läßt sich nicht vermeiden, daß Teilmengen
des zu sterilisierenden Gutes schneller durch die Vorrichtung hindurchwandern als die für die Sterilisation
erforderliche Mindestverweilzeit vorschreibt Werden Teilmengen der behandelten Güter aber nicht bzw.
nicht vollständig sterilisiert, so ist die Gesamtmenge des Gutes nicht sterilisiert weil die nicht sterilisierten Teilmengen
den Rest des Gutes wieder kontaminieren. Auch ist bei diesen bekannten Vorrichtungen eine restlose
Entleerung und Reinigung nicht problemlos durchführbar.
Für die Wärmebehandlung von Feststoffteilchen, wie die Sterilisation von teilchenförmigen Nahrungsmitteln
ibt es. bekannt (DE-OS 20 25 989), die Feststoffteilchen
mit Hilfe einer Schnecke kontinuierlich durch ein durchlässiges Rohr zu fördern und innerhalb dieses Rohres
von außen mit Heißdampf zu beaufschlagen, der durch die Öffnungen in der Rohrwandung in das Innere des
Rohres eindringt und mit den dort von der Schnecke umgewälzten Feststoffteilchen in Kontakt kommt Die
so behandelten Feststoffteilchen werden durch das offene Ende des Rohres abgegeben und fallen durch einen
Schacht in eine Pumpe, welche sie in ein Verweilrohr fördert Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nicht gewährleistet,
daß alle Feststoffteilchen sterilisiert sind, wenn sie in die Pumpe gelangen. Es sind also die einer
befriedigenden Sterilisation entgegenstehenden sogenannten Kurzschlüsse möglich.
Hinzu kommt daß diese vorbekannte Vorrichtung kompliziert ist und leicht verschmutzt denn das durch das perforierte Rohr geförderte Material kann die öffnungen der Rohrwandung leicht zusetzen, insbesondere wenn es durch den für die Behandlung zugeführten Dampf angefeuchtet worden ist
Hinzu kommt daß diese vorbekannte Vorrichtung kompliziert ist und leicht verschmutzt denn das durch das perforierte Rohr geförderte Material kann die öffnungen der Rohrwandung leicht zusetzen, insbesondere wenn es durch den für die Behandlung zugeführten Dampf angefeuchtet worden ist
Bei einer weiterhin bekannten Vorrichtung zum Vorbereiten
von Getreide (DE-PS 8 58491) wird das Getreide von einer Förderschnecke kontinuierlich durch
einen Dampfraum hindurchbtförder r und dabei mit
durch Düsen in diesen Dampfraum eingeleitetem Dampf beaufschlagt Aus dem Dampfraum fällt das Getreide
in einen siloartigen Behälter, aus dem es durch eine am unteren Ende befindliche verschließbare öffnung
abgezogen werden kann. Wiederum ist eine vollständige Sterilisation im Dampfraum nicht gewährleistet,
so daß die für die Sterilisation unzulässigen Kurzschlüsse auftreten können.
Zum chargenweisen Sterilisieren von Schüttgütern mittels Dampf oder Gas als Sterilisationsmittel ist es
bekannt, das Gut unter intensiver Auflockerung und Durchwirbelung bei gleichzeitiger Zugabe des Sterilisatioi.smittels
zu sterilisieren und im Anschluß daran das Sterilisationsmittel unter weiterer intensiver Auflockerung
und Durchwirbelung des Gutes bei Unterdruck aus dem Gut abzuscheiden (DE-OS 16 42 087). Für die
vollständige Sterilisation muß das Schüttgut in Abhängigkeit von der Sterilisationstemperatur für eine bestimmte
Zeit auf dieser Temperatur gehalten werden. Je höher die Sterilisationstemperatur gewählt wird, desto
kürzer ist die Sterilisationszeit.
Da die Sterilisationstemperatur jedoch nicht beliebig
hoch gewählt werden kann, muß das Schüttgut verhältnismäßig lange unter intensiver Auflockerung und
Durchwirbelung in der Sterilisiitionszone gehalten werden.
Dabei ergibt sich die Gefahr von Überbeanspruchungen des zu sterilisierenden Gutes durch mechanische
Einwirkung auf dasselbe bei der langen Belegzeit des konstruktiv aufwendigen dynamischen Sterilisators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor-
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richtung zum Sterilisieren von Schüttgütern zu schaffen, nung der als Nachsterilisator dienende suoartige Massedie
in besonders einfacher Weise vollständig sterilisier- flußbehälter angeschlossen ist Das vom Stenlisationstes
Schüttgut kontinuierlich abgeben kann, ohne daß mittel auf die gewünschte Temperatur erwärmte
eine kontinuierliche Zufuhr des Schüttgutes in den Ste- Schüttgut wird vom Mischwerk
>n den Massenußbehalrilisationsbehälter
notwendig wäre und ohne daß das 5 ter entleert, wo das im allgemeinen chargenweise einge-Schüttgut
bei der Sterilisation Schaden leiden könnte. füllte Schüttgut verbleibt, bis die notwendige Stenhsa-
Es wurde gefunden daß es für eine wirtschaftliche tionszeit abgelaufen ist Das auf diese Weise vollständig
und trotzdem gesicherte Sterilisation von Schüttgütern sterilisierte Schüttgut wird kontinuierlich aus dem Maswesentlich
ist, daß das Stersilisationsmittel innerhalb ei- seflußbehälter entnommen.
ner kurzen Zeitspanne mit sämtlichen Partikeln des zu io Das Fassungsvermögen des als Nachsterilisator diebe'iandelnden
Schüttgutes in Kontakt kommt, um die- nenden Masseflußbehälters ist vorzugsweise großer als
s-s so schnell wie möglich durch und durch auf eine das Füllungsvermögen des Sterriisatorbehälters, damit
einheitliche Sterilisation«emperatur aufzuheizen, wäh- eine größere Anzahl von Schüttgutchargen fur die errend
es dann nur noch erforderlich ist für die benötigte forderliche Nachstenhsationszeit im MasserfluBbehal-Sterilisationszeit
das Schüttgut auf der Sterilisations- is ter Platz findet und man dementsprechend das fertig
temperatur zu halten sterilisierte Schüttgut kontinuierlich abziehen kann. Das
Zur lösung der gestellten Aufgabe wird unter Be- Fassungsvermögen des Masseflußbyhälters muß nicht
rücksichtigung dieser Erkenntnis erfindungsgemäß bei zwangsläufig größer als der Rauminhalt des vorgeschaleiner
Vorrichtung der eingangs genannten Gattung vor- teten Sterilisationsbehälters sein. Vielmehr richtet sich
geschlagen, daß an eine Verschlußöffnung mit Ver- 20 das Fassungsvermögen des Mass^ußbehälters nach
schiußklappe des das Rühr- oder Mischwerk enthalten- dem jeweils eingestellten Füilungsgrad, mit dem der
den Sterilisationsbehälters als Nachsterilisator ein silo- vorgeschaltete Sterilisationsbehälter gefahren wird,
artiger Masseflußbehälter angeschlossen ist der am un- Wird der Sterilisationsbehälter chargenweise gefällteren
Ende eine Auslauföffnung zum kontinuierlichen ren und dementsprechend das auf die Sterihsationstem-Abgeben
des sterilisierten Gutes aufweist 25 peratur erhitzte Schüttgut chargenweise in den Masse-
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das zu flußbehälter eingefüllt so legt sich das Schüttgut der
sterilisierende Schüttgut nach dem Erwärmen auf die einzelnen Chargen schichtweise übereinander und ne-Sterilisationstemperatur
und ggf. nach Entfernen des seit aus der am untern Ende des Masseflußbehälters
Sterilisationsmittels aus dem Schüttgut für eine vorbe- befindlichen Auslauföffnung auch gleichförmig, d.h.
stimmte Zeit in einer Nachsterilisationszone praktisch 30 schichtförmig aus. Somit ist sichergestellt, daß die Verruhend
auf Sterilisationstemperatur gehalten. Die Steri- weilzeit aller Teile des Schüttgutes im Nachsterilisator
!isation wird also sozusagen zweistufig durchgeführt, gleich ist und dementsprechend keine Kurzschlüsse von
wobei das Schüttgut in der ersten Stufe schnell und Teilmengen möglich sind, d. h. daß einzelne Teile des
«leichmäßig auf die gewünschte Sterilisationstempera- Schüttgutes schneller als für die vollständige Sterilisator
erwärmt bzw. aufgeheizt wird, während in der zwei- 35 tion notwendig durch die Vorrichtung hindurchwandern
ten Stufe das Schüttgut für die zur Sterilisation erfor- können.
derliche Zeit auf der Sterilisationstemperatur gehalten Um sicher zu stellen, daß das Schüttgut im Nachsten-
wird. Um das Schüttgut auf die Sterilisationstemperatur lisator auf der Sterilisationstemperatur gehalten wird,
zu bringen wird es unter Anwendung mechanischer ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der
Mittel intensiv aufgelockert und dabei mit Sterilisa- 40 Masseflußbehälter ebenso wie der Stenlisationsbehaltionsmittel
durchmischt, während man in der Nächsten- ter wärmeisoliert d. h. gegen Wärmeabstrahlung gelisationszone
nur dafür sorgen muß, daß die Temperatur schützt Wenn nach außen keine Wärme abstrahlen
des Schüttgutes nicht unter die Sterilisationstemperatur kann, kühlt die Masse des behandelten Schüttgutes auch
sinkt. In der Nachsterilisationszone werden keine me- nicht aus.
chanischirn Einrichtungen benötig:, so daß keine An- 45 Um jedoch nicht immer völlig zu vermeidende Wartriebsenergie
erforderlich ist und sich kein Verschleiß an meverluste auszugleichen, kann nach einem weiteren
irgendwelchen mechanischen Einrichtungen und auch Merkmal der Erfindung der Masseflußbehälter ebenso
keine mechanische Beanspruchung des Schüttgutes er- wie der Sterilisationsbehälter von außen beheizbar sein,
gibt Das Schüttgut winiaus der Nachsterilisationszone Wird die an die Wand des Nachsterilisators angrenzenallein
durch Schwerkraft abgeführt. 50 de Schicht des behandelten Schüttgutes auf der Stenli-
Die Temperatur wird in der Nachsterilisationszone sationstemperatur gehalten, ist auch gewährleistet, daß
hauptsächlich dadurch aufrechterhalten, daß man eine aus dem Inneren der Sshüttgutmasse keine Wärme ab-Wärmeabstrahlung
nach außen vermeidet. Zusätzlich streit, so daß die Temperatur des Stenlisationsbehalkann
eine Beheizung von außen stattfinden. In jedem ters durch und durch auf die Sterilisationstemperatur
Falle ist gewährleistet, daß die Temperatur des Schutt- 55 aufgeheizten Schüttgutes unter geringsten? Energieaufgutes
in der Nachsterilisationszone auch nicht im Inne- wand für längere Zeit auf der gewünschten Höhe gehalren
der Schüttgutmasse unter die gewünschte Sterilisa- ten werden kann. Das Schüttgut beginnt erst abzukühtionstemperatur
absinkt. Besonders zweckmäßig ist es, len, wenn es die Vorrichtung verlassen hat.
das Schüttgut zum Erwärmen auf die Sterilisationstem- Nach noch einem bevorzugten Merkmal der Erfin-
peratur ehargenweise mit dem Sterilisationsmittel zu 60 dung sind der Sterilisationsbehälter und der Masseflußvermischen
und nach dem Aufheizen auf die Sterilisa- behälter zu einer Baueinheit verbunden updsnit einem
tionstemperatur ehargenweise in die Nachsterilisations- Isoliermantel versehen, der im Abstand*νοη der Außenzone zu überführen, aus der das Schüttgut kontinuier- seite der Baueinheit angeordnet ist Diese kompakte
lieh abgezogen wird, nachdem es dort eine vorbestimm- Bauweise hat nur ginen geringen Raumbedarf am Aufte
Zeitspanne verblieben ist. 65 stellungsort und bringt den Vorteil, daß eine Vorrich-
Der Sterilisationsbohälter ist vorzugsweise ein belie- tung mit verhältnismäßig kleiner Oberfläche geschaffen
biger Mischer mit eingebautem Mischwerk, an dessen wird, so daß die mögliche Wärmeabstrahlung auf einem
mit einer Verschlußklappe versehene Entleerungsöff- Minimum gehalten werden kann. Ist der Isoliermantel
im Absland von der Außenseite der Baueinheit angeordnet,
kann der 2'.wischenraum zwischen dem Isoliermantel und der Baueinheit für den Durchstrom von
Heizmitte! benutzt werden. Gegebenenfalls sorgen Einbauten für eine zweckmäßige Lenkung des Heizmittel-Stroms.
Obwohl das Schüttgut in der ersten Sterilisationsstufe vorzugsweise chargenweise behandelt und auch chargenweise
in den Masseflußbehälter eingegeben wird, aus dem man ss kontinuierlich abführt, ist es auch möglieh,
das Aufheizen des Schüttgutes auf die Sterilisationstemperatur in der ersten Behandlungsstufe kontinuierlich
durchzuführen.
In der Zeichnung ist in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sterilisieren von Schüttgütern schematisch dargestellt.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung hat einen beispielsweise zylinderförmigen Behälter 1 mit
horizontal liegender Achse und einer in ihm gelagerter Welle 2. die von einem Motor 3 anzutreiben ist und über
ihre Länge und ihrem Umfang verteilt mehrere radiale Tragarme 4 mit an deren Enden angebrachten Mischwerkzeugen
5 aufweist.
Auf der Oberseite des Behälters 1 ist ein Einfüüstutzen
6 mit einem Verschluß 7 angebracht, durch den das zu sterilisierende Gut in den Behälter 1 eingegeben
wird. Durch einen Rohranschluß 8 kann Sterilisationsmittel wie Dampf oder Gas in den Behälter eingeleitet
und durch einen Rohranschluß 9 aus dem Behälter 1 wieder abgezogen werden.
Im Behälter 1 wird die Sterilisation des eingefüllten
Schüttgutes begonnen. Zu diesem Zweck wird das Schüttgut mit Hilfe des umlaufenden Mischwerkes intensiv
durchwirbelt und aufgelockert und dadurch mit dem in den Behälter 1 eingeleiteten Sterilisationsmittel
vermischt. Auf diese Weise werden innerhalb kürzester Zeit alle Teile der im Behälter 1 befindlichen Schüttgutcharge
auf die Sterilisationstemperatur aufgeheizt. Das Sterilisationsmittel kann dann durch den Rohranschluß
9 abgezogen und das aufgeheizte Schüttgut aus dem Behälter J entleert v/erden.
Zum Entleeren des Behälters 1 ist im Boden desselben eine Verschlußöffnung 10 mit einer nicht näher dargestellten
Verschlußklappe angeordnet, an die ein Fallrohr 11 anschließt, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einen unterhalb des Behälters 1 angeordneten
Masseflußbehälter 12 mündet, der als Nachsterilisator
dient. In diesem Masseflußbehälter, der keine mechanischen
Einbauten enthält, verbleibt das auf Sterilisationstemperatur
gebrachte Gut in Form übereinander liegender Schichten 13 nahezu ruhend für den Rest der
erforderlichen Steriiisationszeit, wobei im Nachsterilisator
Sterilisationsbedingungen herrschen. Nach der gewünschten Nachsterilisationszeit wird das sterilisierte
Gut durch eine am unteren Ende des Masseflußbehälters 12 befindliche Auslauföffnung 14 kontinuierlich abgezogen.
Das sterilisierte Gut verläßt den Nachsterilisator
auch gleichförmig, d. h. die beispielsweise den einze!- nen aus dem Behälter 1 in den Masseflußbehälter 12
eingegebenen Chargen entsprechenden Schichten 13 werden gleichförmig nacheinander entleert. Die Entleerungsöffnung
14 kann mit einem nicht näher dargestellten Verschluß versehen sein.
Der die Sterilisation beginnende Behälter 1 und der als Nachsterilisator dienende Masseflußbehälter 12 sind
beim dargestellten Ausführungsbeispiel zu einer Baueinheit verbunden und mit einem Isoliermantel 15 versehen,
der in einem derartigen Abstund von der Außenseite des Behälters 1, des Fallrohres 11 und des Mnsseflußbehälters
12 verläuft, daß ein Hohlraum 16 zwischen dieser Außenwand und dem Isoliermantel gebildet wird,
der als Doppelmantel zum Führen eines Heizmediums dient. In den Hohlraum 16 mündet ein Eintrittsstutzen
17 zum Einleiten eines Heizmediums wie Dampf und ein Austrittsstutzen 18 zum Abführen des abgekühlten
Heizmediums wie Kondensat. Innerhalb des Hohlraums 16 können nicht dargestellte Leitbleche zum Führen des
Heizmediums vorgesehen sein. Auch ist es möglich, das Heizmedium in umgekehrter Richtung, d. h. vom Stutzen
18 zum Stutzen 17 durch den Hohlraum 16 strömen zu lassen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind der den Sterilisator bildende Behälter 1 und der den Nachsterilisator
bildende Masseflußbehälter 12 zu einer Einheil zusammengefaßt, die auf nicht dargestellten Füßen oder
einem sonstigen Rahmen auf einer Unterlage abgestützt sein kann und beispielsweise als Baueinheit zum gewünschten
Aufstellungsort transportiert werden kann. Es ist aber auch möglich, den Sterilisator und den Nachsterilisator
getrennt voneinander aufzustellen, wobei die Materialübergabe vom Behälter 1 zum Masseflußbehälter
12 beispielsweise durch eine wärmeisolierte gekapselte Fördereinrichtung wie eine Förderschnecke
erfolgen ''inn.
Die im Masseflußbehälter 12 befindlichen Schichten 13 sinken beim kontinuierlichen Abziehen des sterilisierten
Gutes durch die Entleerungsöffnung 14 allmählich nach unten, so daß sie nach Ablauf der erforderlichen
Sterilisationszeit im Bereich der Entleerungsöffnung angelangt sind und entnommen werden können.
Diese Sinkbewegung ist die einzige Bewegung, welche das Gut oder Produkt im Nachsterilisator ausführt, d. h.
das Gut wird während der Nachsterilisation keiner schädlichen mechanischen Beanspruchung unterworfen.
Vielmehr ist mit geringstmögiichem apparativem Aufwand und bei schonenster Behandlung des Schüttgutes
eine sichere Sterilisation bzw. eine gesteuerte Keimreduzierung von Schüttgütern aller Art möglich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Sterilisieren von Schüttgütern mit Hilfe von Sterilisationsmitteln wie Heißdampf,
mit einem wärmeisolierten und/oder beheizten Sterilisationsbehälter,
in dem ein das zu sterilisierende Gut umwälzendes Rühr- oder Mischwerk: drehbar
gelagert ist und der Einrichtungen zum Evakuieren und zum Einleiten von Sterilisationsmitteln aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß an eine Verschlußöffnung
(10) mit Verschlußklappe des das Rühr- oder Mischwerk enthaltenden Sterilisationsbehälters (1) als Nachsterilisator ein siloartiger Massenußbehälter
(12) angeschlossen ist, der am unteren Ende eine Auslauföffnung (14) zum kontinuierlichen
Abgeben des sterilisierten Gutes aufweist
Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ds£. das Fassungsvermögen des als Nachsieriüsator
dienenden Masseflußb^hältcrs (12) größer als das Füllungsvermögen des ersten Sterilisationsbehälters
(1) ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Masseflußbehälter (12)
ebenso wie der Sterilisationsbehälter (1) wärmeisoliert ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Massefiußbehälter (12) ebenso
wie der Sterilisationsbehälter (1) von außen beheizbar ist
5. Vorrichtung nach einem d>r Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Sterilisationsbehälter
(1) und der Massefluflbehälter (12) zu einer
Baueinheit verbunden und mit einem Isoliermantel (15) versehen sind, der im Abstand von der Außenseite
der Baueinheit angeordnet ist
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