DE2829381C2

DE2829381C2 - Chargenweise arbeitendes Verfahren zum Sterilisieren von teilchenförmigen Feststoffen

Info

Publication number: DE2829381C2
Application number: DE2829381A
Authority: DE
Inventors: John Edward Beaconsfield Buckinghamshire Brittain; Raymond Crawley Sussex Darlington; Albert Charles Herson
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1984-09-20
Also published as: NL192188C; SE7901028L; SE452709B; FR2412316A1; DE2829381A1; GB1575069A; US4234537A; IT7851391A0; IT1106923B; CA1118625A; BE870561A; CH633965A5; ES476225A1; FR2412316B1; NL192188B; NL7811269A

Description

Die Erfindung betrifft ein chargenweise arbeitendes Verfahren zum Sterilisieren von teilchenförmigen Feststoffen, bei dem die Chargenmenge an zu sterilisierenden Feststoffen in einem rotierenden antreibbaren Gefäß unter Schmierung durch anfängliche Zugabe einer kleinen Menge an Flüssigkeit einer taumelartigen Bewegung unterworfen und dabei durch direkte Einführung von unter Druck stehendem Dampf in das Gefäß erhitzt wird, wobei man den Dampf in dem Gefäß kondensieren läßt und die Feststoffe nach dem Sterilisieren unter sterilen Bedingungen aus dem Gefäß abzieht.

Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der GB-PS 14 45 942 bekannt. Dabei wird auch bei dem bekannten Verfahren davon ausgegangen, daß die Gegenwart von Flüssigkeit während der Taumelbewegung der teilchenförmigen Feststoffe in dem angetriebenen Gefäß notwendig ist, um die Feststoffteilchen zu schmieren, um so eine Beschädigung der Feststoffe zu verhindern oder zu vermindern und um gleichzeitig zu unterbinden, daß die Feststoffteilchen zusammenbacken und so eine gleichförmige rasche Erhitzung der Feststoffteilchen verhindern.

Die hierfür benötigte Menge an Flüssigkeit kann in einigen Fällen durch das Kondensat und/oder durch den Saft aus den Feststoffpartikelchen zur Verfügung gestellt werden. In zahlreichen Fällen ist es jedoch erforderlich eine Zusatzmenge an Flüssigkeit, z. B. Wasser oder Flüssigkeit aus der vorangegangenen Charge hinzuzufügen. Normalerweise wird diese benötigte Zusatzflüssigkeit bei Beginn des chargenweise arbeitenden Verfahrens zugegeben. Die Zugabe dieser Zusatzflüssigkeit kann nach dem bekannten Verfahren aber auch zu einem anderen Zeitpunkt vor Ende der Behandlung zugegeben werden. Nach Beendigung der Behandlung wird die Flüssigkeit aus dem Gefäß abgezogen und durch getrennt behandelte sterile Soße ersetzt, die mit den Feststoffen gemischt und dann gemeinsam mit diesen aus dem Gefäß abgeführt wird.

Die Erfindung geht von solchen Fällen des bekannten Verfahrens aus, bei denen die Feststoffe zusätzliche Schmiermittel bereits von Anfang an benötigen und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs so weiterzubilden, daß die Behandlung der Feststoffe unter größter Schonung erfolgt und dennoch eine rasche und direkte Erhitzung der Feststoffteilchen auf die notwendige Sterilisationstemperatur erreicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die am Anfang des Prozeßzyklus zugeführte Menge an flüssigem Schmiermittel klein gegenüber der insgesamt zum Schmieren benötigten Flüssigkeit gewählt wird, und daß der Hauptteil des Schmiermittels nach dem anfänglichen Erhitzen der Charge zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, an dem die Feststoffe infolge der Erhitzung zu erweichen beginnen, wobei das zusätzliche Schmiermittel unter Druck ur.d mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur der Feststoffe injiziert wird.

Bei einem Verfahren der in Frage stehenden Art wird den Feststoffen zusätzliche Flüssigkeit nur in einer das Beschädigen der Feststoffe ausschließenden Menge zugeführt, da jede darüber hinausgehende Menge an Flüssigkeit für die schonende Behandlung nicht benötigt wird und lediglich den Erhitzungs- und Sterilisationsprozeß behindert. Von dieser insgesamt benötigten Menge wird gemäß dem neuen Verfahren nur eine Menge am Anfang des Prozeßzyklus zugeführt, die kleiner gegenüber der insgesamt zum Schmieren benötigten Flüssigkeitsmenge ist. Diese zusätzliche Menge an Flüssigkeit stellt ausreichend sicher, daß die von Anfang an empfindlichen Feststoffe bei Beginn der Taumelbewegung, bei der noch wenig Kondensat und kaum Saft aus den Feststoffen vorliegen ausreichend geschmiert und gegen Zusammenballungen gesichert sind. Die Menge ist so klein, daß die direkte Einwirkung des eingeführten Dampfes auf die Oberflächen der Feststoffteilchen durch die Flüssigkeit selbst nicht beeinträchtigt wird, so daß eine rasche und direkte Erhitzung der Feststoffteilchen durch den eingeführten Dampf sichergestellt ist. Dies wird also dadurch erreicht, daß die insgesamt zur Schmierung benötigte Flüssigkeitsmenge in einen sehr kleinen Anteil und in einen Hauptteil unterteilt wird und nur der kleine oder minimale Teil am Anfang des Prozeßzyklus zugeführt wird. Der Hauptteil wird dagegen zu einem Zeitpunkt zugeführt, an dem die Feststoffe unter der Einwirkung des zugeführten Dampfes zu erweichen beginnen und damit ihre Empfindlichkeit gegen Beschädigung stark zunimmt. Bis zu diesem Zeitpunkt konnte der zugeführte Dampf bereits direkt

so gleichförmig auf die Feststoffteilchen einwirken. Die Zuführung des Hauptteils des Schmiermittels erfolgt unter Druck und mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur der Feststoffe durch injizieren, so daß der zugeführte Hauptteil der Schmiermittelflüssigkeit die weitere Sterilisation der Feststoffe durch Halten der erreichten Sterilisationstemperatur nicht beeinträchtigen kann.

Insgesamt wird durch diese Verfahrensführung erreicht, daß die Feststoffe durch Zuführen einer insgesamt ausreichenden Menge an Zusatzflüssigkeit außerordentlich schonend behandelt und gegen Beschädigungen geschützt werden können, ohne daß dadurch die gleichförmige direkte Erhitzung der Feststoffteilchen durch den eingeführten Dampf behindert und die Behandlungszeit ausgedehnt wird.

Die zur Schmierung zugeführte Flüssigkeit kann Wasser oder Kochflüssigkeit sein, welche aus einer vorhergehenden Charge wiedergewonnen und erhitzt wor-

den ist Als Flüssigkeit kann aber auch, wenigstens Anteilweise, öl verwendet werden.

Nachfolgend wird anhand einer schematischen Figur eine Einrichtung beschrieben, mit der das chargenweise arbeitende Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt wetden kann. Als rotierend antreibbares Gefäß ist ein Taumelgefäß der Art vorgesehen, wie es auch bei dem bekannten Verfahren nach der GB-PS 14 45 942 verwendet wird. Das Gefäß 1 weist hohle Naben 2 und 3 auf, die auf Lagerböcken 4 von Tragstützen 5 gelagert sind. Das Gefäß 1 weist eine verschließbare Beladeöffnung 6 auf. Zum Abführen der Feststoffe dient eine durch die hohle Nabe 2 nach außen führende Leitung 7. Durch die Nabe 3 rühren Leitungen in das Innere des Gefäßes, und zwar zu einer Einlaßdüse 8 und einem Abzugs- und Belüftungsrohr 9. Das Letztere trägt einen glockenförmigen Filter 29. Durch die Einlaßdüse 8 kann Dampf aus einer Zuleitung Sa zugeführt werden, die über Ventil 12 mit einer Dampfleitung 11 od^r über ein Ventil 14 mit einer Leitung 13 für erhitzte und zur Schmierung dienenden Flüssigkeit verbunden ist Durch die Einlaßdüse 8 kann außerdem über Ventil 18, Leitung 17 und Sterilisationsfilter 71a sterile Luft in das Gefäßinnere eingeführt werden. Schließlich kann über die Einlaßdüse auch eine anderweitig behandelte sterile Soße oder dgl. Flüssigkeit in das Gefäß eingeführt werden, und zwar über Ventil 31 und Leitung 30. Das Abzugsrohr 9 ist über eine Leitung 9a einerseits über Ventil 16 mit einer Abzugsleitung 15 für Gase oder Flüssigkeit und andererseits über Ventil 21 und Leitung 19 mit einem Sammelgefäß 22 verbunden, das nach Beendigung eines Prozeßzyklus zur Aufnahme der aus dem Gefäß abgeführten Flüssigkeit dient. Zum Abziehen der Flüssigkeit wird das Abzugsrohr 9 in die in der Figur gestrichelt dargestellte Stellung 9b verschwenkt, in der der glockenförmige Filter 29 nahe dem Gefäßboden zu liegen kommt. Das Gefäß 22 ist als Druckbehälter ausgebildet und so angeordnet, daß die in dem Gefäß 22 aufgenommene Flüssigkeit mittels der Pumpe 23 über Ventil 23a, Wärmetauscher 24 und Leitung 19 im Kreislauf umgepumpt werden kann, um die Flüssigkeit auf die gewünschte Injektionstemperatur zu erhitzen und sie dabei insgesamt steril zu halten. Die Anordnung kann durch den Sterilisationsfilter 27 belüftet werden. Über Ventil 26 und Auslaßleitung 25 kann das Druckgefäß 22 entleert werden. Über einen Flüssigkeitsstand-Begrenzungsfühler können die Ventile 21 und 16 gesteuert werden, um überschüssige Flüssigkeit abzuführen.

Bei Beginn des Prozeßzyklus werden die Feststoffe durch die öffnung 6 in das Gefäß 1 zusammen mit dem kleinen Anteil an flüssigem Schmiermittel eingefüllt. Dabei kann das Schmiermittel durch die öffnung 6 oder durch die Einlaßdüse 8 eingeleitet werden. Nach Schließen des Gefäßes 1 wird dieses in Rotation versetzt, so daß den Feststoffen unter dem Schutz der eingefüllten kleinen Menge an schmierender Flüssigkeit eine taumelnde Bewegung erteilt wird. Durch Injektion von Dampf durch die Einlaßdüse 8 werden die Feststoffe direkt und rasch erhitzt. Das Gefäß 1 kann dabei kontinuierlich oder intermittierend rotieren. Sobald die Feststoffe die Sterilisationstemperatur erreichen, wird der Hauptteil des Schmiermittels in das Gefäß 1 eingeleitet, und zwar zu einem Zeitpunkt, an dem die Feststoffe infolge der Erhitzung zu erweichen beginnen. Dazu wird das Ventil 14 geöffnet und das Ventil 23a geschlossen, so daß die auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Feststoffe erhitzte Flüssigkeit unter Druck über die Einlaßdüse 8 in das Gefäß 1 injiziert wird. Luft oder Dampf werden dabei aus dem Gefäß 1 über das Abzugsrohr 9 verdrängt Die aus dem Druckgefäß 22 dabei entnommene Flüssigkeit wird durch Eindringen von Luft durch den Sterilisationsfilter 27 ersetzt Eine UnterDrechung des Sterilisationsvorganges erfolgt durch den unter Druck und mit erhöhter Temperatur zugeführten Hauptteil des Schmiermittels nicht Nachdem die Sterilisationstemperatur für eine ausreichende Zeit aufrecht erhalten worden ist z. B. für die Dauer von

ίο 20 Min. bei einer Sterilisationstemperatur von 121⁰C, werden die Feststoffe, das Kondensat und die zur Schmierung dienende Flüssigkeit durch Zirkulation von kaltem Wasser in dem Kühlmantel 28 des Gefäßes 1 abgekühlt Die Flüssigkeitskomponente wird mittels Druck über das Abzugsrohr 9, das Ventil 21 und die Leitung 19 in das Druckgefäß 22 zurückgeleitet und kann dort durch Zirkulation auf die gewünschte Temperatur wieder aufgeheizt werden. Aus dem Zirkulationskreis mit dem Druckgefäß 22 und dem Wärmetauscher 24 können auch mehrere Gefäße 1 bedarfsweise gespeist werden.

Nach Abführen der Flüssigkeitskomponente wird kalte sterile Soße über die Leitung 30 und das Ventil 31 in das Gefäß eingeführt und durch Rotation des Gefäßes mit den Feststoffen gemischt Die Mischung wird dann über Leitung 7 und die Nabe 2 in steriler Weise abgeführt.

Das Verfahren wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen näher erläutert

Beispiel 1

Ein Produkt unter der Bezeichnung »Karotten in Cremesoße« wurde durch Beladen des Gefäßes 1 mit einer Mischung aus 91 Gewichtsprozent von frischen oder gefrorenen, in Scheiben oder Streifen geschnittenen Karotten und 9 Gewichtsprozent Wasser zubereitet. Nach Schließen des Deckels 6 wurde das Gefäß mit drei Umdrehungen pro Min. angetrieben und Dampf über die Einlaßdüse 8 injiziert, so daß in dem Gefäß eine Kopfraumtemperatur von 130° C aufrechterhalten wurde.

Nach annähernd 30 Sek. wurde der Hauptteil des Schmiermittels in Form von Wasser in einer Menge gleich dem dreifachen Gewicht der Karotten über Pumpe 23, Ventil 14 und Einlaßdüse 8 in das Gefäß injiziert, und zwar in den Kopfraum des Gefäßes. Das Wasser war auf 130° C vorerhitzt. Die Rotation des Gefäßes 1 wurde fortgesetzt bis die gewünschte integrierte Sterilisationszeit erreicht war. Nach Abschalten der Dampfzufuhr wurde sterile Luft unter einem Druck von etwa 2 Kg/cm² eingeführt, um den Dampf aus dem Kopfraum zu verdrängen. In den Kühlmantel des Gefäßes wurde Kühlwasser eingeleitet, bis die Temperatur der Gefäßfültung 6O⁰C erreichte. Danach wurde das Gefäß stillgesetzt und der glockenförmige Filter 29 nach unten geschwenkt. Durch Absenken des Luftdruckes auf 0,8—1,0 kg/cm² und öffnen des Ventils 16 wurde der Flüssigkeitsanteil aus dem Gefäß 1 abgeleitet. Gekühlte sterile Soße wurde dann über die Leitung 30 und das Ventil 31 in das Gefäß 1 eingeführt und durch Rotieren des Gefäßes mit den Feststoffen zum fertigen Produkt gemischt.

Beispiel 2

Die Vorspeise »Hühnchen a la King« wurde durch Einführen einer Mischung aus 65% Hühnerfleisch, 20% Pilzen, 6% rotem Pfeffer. 3% grünem Pfeffer. 3% Zwie-

bein und 3% Erbsen in das Gefäß 1 bereitet. Als Anfangsmenge der schmierenden Flüssigkeit wurde eine Mischung aus Speiseöl und Hühnerbrühe in das Gefäß eingeführt, wobei diese Menge an Flüssigkeit 15% der Gesamtfüllung ausmachte. Das Gefäß wurde dann mit 3 U/Min, rotiert und Dampf durch die Einlaßdüse 8 eingeleitet, um die Kopfraumtemperatur im Gefäß auf 1^0°C zu halten. Nach annähernd 1 Min. und 30 Sek. wurde der Hauptteil der zur Schmierung dienenden Flüssigkeit in Form von Hühnerbrühe aus einer vorhergehenden Charge mit einer Temperatur von 130° C aus dem Druckgefäß 22 in das Gefäß über Pumpe 23, Ventil 14 und Düse 8 injiziert. Die Menge dieses Hauptteils der schmierenden Flüssigkeit betrug das Zweifache des Gewich tes der Feststoffe. ι ί

Die Rotation des Gefäßes 1 und die Zuführung des Dampfes wurden fortgesetzt, bis die gewünschte Sterilisationszeit erreicht wurde. Die Drehung des Gefäßes erfolgte hierbei intermittierend, wobei das Gefäß alle 20 Sek. eine vollständige Umdrehung ausführte und während der nächsten 40 Sek. stillstand, bis die nächste Drehung erfolgt. Am Ende des Sterilisationsvorganges wurde der Inhalt durch Einleiten von Kühlwasser in den Mantel auf 6O⁰C gekühlt. Nach Absenken des Kopfraumdruckes und Herabschwenken des glockenförmigen Filters 29 wurde die Flüssigkeitsphase über Leitung 9 und Ventil 21 in das Druckgefäß 22 abgeleitet. Gekühlte sterile Soße wurde über Zuleitung 30 und Ventil 31 unter Rotation des Gefäßes 1 unter die sterilen Feststoffe gemischt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Pctentanspruch:

Chargenweise arbeitendes Verfahren zum Sterilisieren von teilchenförmigen Feststoffen, bei dem die Chargenmenge an zu sterilisierenden Feststoffen in einem rotierenden antreibbaren Gefäß unter Schmierung durch anfängliche Zugabe einer kleinen Menge an Flüssigkeit einer taumelartigen Bewegung unterworfen und dabei durch direkte Einführung von unter Druck stehendem Dampf in das Gefäß erhitzt wird, wobei man den Dampf in dem Gefäß kondensieren läßt und die Feststoffe nach dem Sterilisieren unter sterilen Bedingungen aus dem Gefäß abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die am Anfang des Prozeßzyklus zugeführte Menge sn flüssigem Schmiermittel klein gegenüber üer insgesamt zum Schmieren benötigten Flüssigkeit gewählt wird, und daß der Hauptteil des Schmiermittels nach dem anfänglichen Erhitzen der Charge zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, an dem die Feststoffe infolge der Erhitzung zu erweichen beginnen, wobei das zusätzliche Schmiermittel unter Druck und mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur der Feststoffe injiziert wird.