DE345313C - Verfahren zum Entkeimen von Milch und anderen Fluessigkeiten durch Hitzeeinwirkung, bei welchem zum Zwecke der Entkeimung die Fluessigkeit auf feststehenden oder rotierenden Flaechen in duenner Schicht ausgebreitet wird - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Entkeimen von Milch und anderen Flüssigkeiten durch Hitzeeinwirkung, bei welchen zum Zwecke der Entkeimung die Flüssigkeit auf feststehenden oder rotierenden Flächen in dünner Schicht ausgebreitet wird. Bei diesen bekannten Verfahren wurde die Zuführung der zu entkeimenden Flüssigkeit gewöhnlich durch gewölbte Flächen veranlaßt, auf deren höchsten Punkt die Flüssigkeit aufströmte und sich von hier aus nach allen Richtungen hin verteilte, oder es kamen rotierende Verteilungseinrichtungen zur Anwendung, die infolge ihrer Drehung die Flüs-

is sigkeit über die ganze Peripherie eines zylindrischen Mantels verteilten. Diese Art der Verteilung mußte wie überhaupt die Ausbreitung der Flüssigkeit auf der Erhitzungsfläche in solcher Schichtstärke veranlaßt wer- den, daß das erfahrungsgemäß bei zu dünnen " Schichten eintretende Anbacken, wie es z. B. bei Milch besonders leicht stattfindet, verhindert wird. Bei dieser stärkeren Flüssigkeitsschicht bedarf es aber relativ langer Rieselflächen, um die Flüssigkeit mit Sicherheit bis zur Sterilisationstemperatur zu erwärmen. Auf diese Weise entstand eine relativ lange Einwirkungsdauer,- die, wie gleichfalls die Erfahrung bestätigt, dazu führt, daß die natürlichen Eigenschaften der Flüssigkeit, z.B. die biologischen Eigenschaften der Milch, einer völligen Veränderung bzw. Zerstörung unterliegen. Die so sterilisierte oder pasteurisierte Milch hat gegenüber der Rohmilch

z. B. den Nächteil, daß ihr der der Rohmilch innewohnende Heilfaktor völlig fehlt, so daß sie nur noch als Nährlösung angesprochen werden kann. Eine Verringerung der Schichtstärke und damit vielleicht eine Verringerung der Einwirkungsdauer durfte bei diesen Apparaten jedoch nicht herbeigeführt werden, weil dann namentlich bei Milch das erwähnte Anbacken an den Erhitzungsflächen und infolgedessen eine unvollkommene Entkeimung die sichere Folge ist.

Nun sind allerdings auch schon Entkeimungsverfahren bekannt, bei denen die Flüssigkeit zunächst sprunghaft auf die Entkeimungstemperatur erhitzt und dann während der zur fertigen Entkeimung erforderlichen Zeit auf dieser Temperatur erhalten wird. Bei diesen Entkeimungsverfahren findet gewöhnlich eine Zerstäubung der Flüssigkeit statt, worauf die Entkeimungstemperatur entweder auf die zerstäubte Flüssigkeit oder SS dann zur Einwirkung gelangt, wenn die Flüssigkeit in dünner Schicht auf die den Entkeimungsraum begrenzenden Wände gelangt. Auch in letzterem Falle macht sich in der Praxis regelmäßig das Anbacken der Flüssigkeit, insbesondere bei Milch, bemerkbar; es entstehen geradezu lederartige Ablagerungen, welche die Wirksamkeit solcher Vorrichtungen stark beeinträchtigen können. Um insbesondere die sprunghafte Temperaturerhöhung herbeizuführen, hat man auch schon vorgeschlagen, die zu sterilisierende Flüssigkeit an der Einströmungsstelle in den Sterilisator auf

eine über die Sterilisationstemperatur erhitzte Fläche zu leiten, worauf nach der hier erfolgenden sprunghaften Erhitzung auf die Sterilisationstemperatur die Zuführung· zu der nur bis zur Sterilisationstemperatur erhitzten eigentlichen Sterilisationsfläche stattfindet. Die Schaffung verschieden hoch temperierter Heizmedien" ist aber im Molkereibetriebe mit Schwierigkeiten verbunden, so ίο daß es erwünscht ist, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem mit einem gleichmäßig erhitzten Heizmedium eine solche Entkeimung der Flüssigkeit herbeigeführt werden kann, daß die natürlichen Eigenschaften der Flüssigkeit, z. B. die biologischen Eigenschaften der Milch, erhalten bleiben. Dazu ist in an sich bekannter Weise einerseits eine sprunghafte Temperaturerhöhung, andererseits nur eine kurze Einwirkungsdauer der Hitze notwendig, wobei aber trotzdem eine sichere ■Abtötung der Mikroorganismen erreicht werden muß.

Die vorliegende Erfindung erreicht diese Wirkung auf folgende Weise. An Stelle der erwähnten höher temperierten Zuführungsstelle wird eine besonders feine Untertei- ' lung der Flüssigkeit benutzt, um die sprung- < hafte Temperaturerhöhung zu erreichen. ; Zu diesem Zweck wird die zu entkeimende ' Flüssigkeit, ehe sie auf die zur Hauptsteri- ι lisation bestimmten Erhitzungsfläcben oder ; Erhitzungsstrecken gelangt, sofort bei Ein- j tritt in den Entkeimungsapparat bzw. in das j Erhitzungssystem auf dem Wärmeeingriff aus- j gesetzten feststehenden oder rotierenden Körpern, Flächen oder Wänden einer stärkeren Unterteilung oder Verästelung unterworfen j als auf den der Haupterhitzung dienenden j Teilflächen oder Strecken, so daß die Flüssigkeit im Zustande feinster Unterteilung, j edoch nur für kurze Zeit, der sprunghaften Temperaturerhöhung unterliegt. Sie nimmt dadurch den gewünschten Temperaturgrad an und j bleibt nunmehr auf der Hauptsterilisations- j fläche weiter auf dieser Temperaturgrenze so ! lange erhalten, wie dies zur Abtötung der | Mikroorganismen notwendig ist, ohne daß ! eine Zerstörung der natürlichen Eigenschaften i der Flüssigkeit, z. B. der biologischen Eigen- ^: schäften der Milch, geschehen kann. Dabei kann die Flüssigkeit in ebenso starker Schicht niederrieseln, wie es bei den erwähnten bekannten Entkeimungsapparaten der Fall und notwendig ist, um einem Anbacken vorzubeugen.

Das beschriebene Entkeimungsverfahren

kann mit den verschiedenartigsten Mitteln verwirklicht werden. Die Zeichnungen zeigen zur Erläuterung eine Reihe verschiedenartigster Ausführungsmöglichkeiten.

Abb. ι zeigt eine Anordnung, bei der die ' Flüssigkeit zunächst in eine Anzahl feiner ! Röhrchen, z.B. Kapillarröhrchen 1, getrieben wird, in denen sie infolge der starken Verästelung einer sprunghaften Erwärmung ausgesetzt wird, worauf die feinen Flüssigkeitsstrahlen in einem stärkeren Rohr 2, das in Form einer Spirale oder in anderer beliebiger Weise geführt sein kann, wieder zusammenströmen, hier durchmischt und in stärkerer 7« Schicht eine Zeitlang auf der Sterilisations- ] temperatur erhalten werden. Die Erwärmung ■ kann durch einen Dampfmantel 3 oder andere Mittel erfolgen.

; Abb. 2 stellt einen Apparat dar, in dem 7s j die Flüssigkeit durch einen Raum gedrückt ! wird, in dem sich viele Zwischenwände befinden, so daß eine starke Verästelung der Flüssigkeit stattfindet. Ein Kasten 4 ist von zahlreichen Röhrchen 5 durchsetzt, durch die ⁸« das Heizmittel strömt. Die Vereinigung der zahlreichen Flüssigkeitsstrahlen und ihre ^; weitere Erwärmung erfolgt in einem weiteren j Rohr 6. Auch hier kann die Erwärmung mit ^! Hilfe eines Dampfmantels 7 oder auf andere Art erfolgen.

' Bei Apparaten mit engen Kapillarröhrchen u. dgl. kann man unter Umständen Druck an- ; wenden, damit ein Aufkochen vermie'den wird. '< Es können auch solche Apparate benutzt werden, bei denen die Unterteilung mit Hilfe rotierender Flächen oder ähnlicher! Körper erfolgt.

Abb. 3 zeigt einen Apparat mit zwei kugelförmigen Körpern 8 und 9, die sich in einem Gefäße 10 drehen und auf welche die Flüssigkeit geleitet wird. Dreht sich der obere Körper 8 schneller, so tritt hier eine stärkere Unterteilung, eine dünnere Schicht ein, als auf dem unteren. Körper. Auf dem oberen Körper wird daher eine plötzliche Temperaturerhöhung herbeigeführt. Das Gefäß 10 kann ■ durch einen Dampfmantel 11 erhitzt werden.

In Abb. 4 fließt die Flüssigkeit von einem schneller rotierenden kegelförmigen Körper auf den unteren Rotationskörper 12, -der in einem Gefäß 13 rotiert, das mit Hilfe eines Dampfmantels 14 erwärmt wird.

Abb. 5 zeigt einen Behälter 15, der von einem Dampfmantel 16 umgeben ist und in dem oben ein Teller 17 oder ein ähnlich geformtes Organ rotiert, auf den oder das die Flüssigkeit gelangt, hier durch Zentrifugalwirkung ausgebreitet und unterteilt und dann erst an die Wandung des Gefäßes 15 gebracht wird. Dabei kann das Gefäß 15 feststehen oder in gleicher oder entgegengesetzter Richtung wie der Teller si'ch drehen. Auf dem rotierenden Teller wird die auf das feinste iao unterteilte Flüssigkeit dem ersten Wärmeeingriff ausgesetzt und daher sprunghaft «r-

wärmt. In demselben Zustande gelangt sie auch noch auf die Haupterhitzungsfläche 15, auf der sie dann aber eine stärkere Schicht bildet.

Bei größer dimensioniertem Teller iy wird die schon auf diesem fein ausgebreitete oder auch verästelte Flüssigkeit in mehr oder weniger fein unterteiltem Zustande auf die Wandung is gebracht, wobei sie im Moment des to Auftragens noch weiterer Unterteilung unterliegt, sich aber dann auf der Fläche 15 zu einer zusammenhängenden Flüssigkeitsmembran verdichtet. Bei Anwendung einer parabolisch ausgebildeten Lauffläche wird die Flüssigkeit bei Auftritt auf diese noch besonders unterteilt sein, in den späteren Erhitzungszonen aber mehr und mehr verdichtet werden. Je nach der Ausbildung dieser parabolischen Fläche kann diese Verdichtung in beliebig starkem Grade erfolgen. In Abb. 6 hat die Haupterhitzungsfläche 18 die Gestalt eines konischen Gefäßes, dessen Boden nach einwärts mehr oder weniger stark gewölbt ist. Die Zuführung der zu entkeimenden Flüssigkqit erfolgt durch ein Verteilungsorgan 19. das feststehen oder rotieren kann. Die Flüssigkeit wird hierdurch in feiner Unterteilung auf den Boden befördert, so daß hier eine sehr dünne Schicht gebildet wird, die nach dem Rande des Bodens abläuft, sich hier bis zu einem gewissen Grade sammelt, in üblicher Weise durch ein Rührwerk 20 über die Haupterhitzungsflädhe 18 verteilt wird, worauf die entkeimte Flüssigkeit durch Auslauf 21 abfließt.

In Abb. 7 ist das konische Gefäß 22 im unteren Teile mit einem etwa zwiebeiförmigen Gefäß 23, das indessen auch andere Formen haben kann, ausgerüstet; !Seide sind von einem Dampfmantel 24 umgeben. Die beiden Körper 22 und 23 können sich drehen. Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt durch eine Anzahl Düsen oder fingerartige Verengerungen 25, die die Flüssigkeit in dünner Schicht auf den Boden des zwiebeiförmigen Gefäßes 23 leiten, so daß hier die sprunghafte Erhitzung stattfindet, worauf sich die Flüssigkeit infolge der Zentrifugalwirkung an den Wänden der Gefäße 23 und 22 in etwas stärkerer Schicht nacih aufwärts bewegt und schließlich durch den Auslauf 26 abfließt.

Abb. 8 zeigt eine ähnliche Ausbildung wie Abb. 6. Auch hier ist die konische Fläche 27 mit einem stark nach einwärts gewölbten Boden versehen, auf welchen die zu entkeimende Flüssigkeit in zerstäubtem Zustande geleitet wird, so daß sie in ganz dünner Schicht am gewölbten Boden niederrieselt, dann durch das Rührwerk 29 erfaßt, auf der Wand 27 ausgebreitet und nach dem Auslauf 30 befördert wird. Die Erhitzung geschieht hier durch einen Dampfmantel 28 oder durch ähnliche Mittel. Die Anforderungen, welche hierbei an die zum Zerstäuben notwendigen Düsen gestellt werden, sind nur so hohe, daß zu ihrer Betätigung beispielsweise besondere Vorrichtungen nur in beschränktem Maße notwendig sind. Vorteilhaft kann die Zerstäubung in einem unter Umständen auch offenen Behälter stattfinden. Die Flüssigkeit würde dann beispielsweise in das Innere des , Behälters gestäubt werden, dieser Belhälter würde sich in der Ruhelage befinden und naturgemäß vorgeheizt sein. Um den Zerstäubungsbehälter würde ein anderer gelagert sein, in dem dann die Hauptsterilisation stattfindet.

In Abb. 9 wird die zu entkeimende Flüssigkeit durch eine drehbare Seihschleuder 36 zugeleitet, deren Wandung zweckmäßig aus zwei gelochten Wänden besteht, zwischen welchen ein Filtermaterial, z.B. Watte, angeordnet ist. Die aus dieser Seihtrommel austretende Flüssigkeit gelangt infolge der Zentrifugalwirkung schon in starker Unterteilung auf den oberen Teil eines Mantel 37, wird hier in ganz dünner Schicht ausgebreitet, fließt herab, wobei infolge der dünnen Schicht die sprunghafte ; Temperatursteigerung eintritt, und gelangt dann in den unten engeren Teil, so daß sich hier die Schichtstärke vergrößern muß, so daß einem Anbacken vorgebeugt wird. Inner- ', halb dieses Erhitzungsmantels können rotierende Siebbleche 38 oder ähnliche Mittel vorgesehen sein, die am besten zusammen mit j dem Drehkörper 36 rotieren, um 'etwa abj spritzende Flüssigkeitsteilchen an die Erhitj zungsflä'che zurückzuführen. Die Erhitzung ' kann durch einen Dampfmantel 39 oder durch ähnliche Mittel erfolgen.

Statt der in Abb. 9 erwähnten Seihschleuj der kann, natürlich auch eine .gewöhnliche j Zentrifuge oder ein zentrifugenartiges Orj gan angewandt werden, das mit Kapillaröffnungen versehen sein kann. Die Größe der ' Öffnungen wird dem Grade der gewünschten ! Unterteilung angepaßt werden.

Es können rotierende Flächen oder Körper der verschiedensten Ausgestaltung, z.B. ebene, halbkugelige, kugelige, trichterförmige o. dgl., ! zur Anwendung kommen. Zweckmäßig wird man in dem Erhitzersystem zwei oder mehrere dieser Körper einbauen, so daß beispielsweise derjenige, auf den die Flüssigkeit zunächst auf trifft, von in der Größe verschiedener Oberfläche ist oder bedeutend schneller rotiert, wodurch auch feinere Schichtung erzielt wird. Die Flüssigkeit würde beispielsweise auf den schneller rotierenden Körper auftreffen, hier besonders fein unterteilt wer- iao den, um von diesem auf den langsamer rotierenden Körper gebracht zu werden, auf dem

sie dann der eigentlichen Sterilisation unterliegt. Ferner können, wie auch jetzt schon üblich, topfartige Behälter mehr oder weniger konischer oder auch zylindrischer Gestaltung zur Anwendung kommen, die in ihrem unteren Teil besonders ausgebildet sind, so "daß auch damit eine feinere Unterteilung erreicht werden könnte.
Aus diesen Ausführungen ist ersichtlich,

ίο daß die Maßnahmen selbst verschiedenster Natur sein können, wenn sie nur dem dieser Erfindung zugrunde liegenden Gedanken entsprechen, die Plötzlichkeit der Erwärmung auf billigste Weise beim Eintritt in den Apparat durch feine Unterteilung der Flüssigkeit herbeizuführen.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   r. Verfahren zur Entkeimung von Milch und anderen Flüssigkeiten durch Hitzeeinwirkung, bei welchem zum Zwecke der Entkeimung die Flüssigkeit auf feststehenden oder rotierenden Flächen in dünner Schicht ausgebreitet und beim Eintritt in die Entkeimungsvorrichtung zunächst sprunghaft auf die Entkeimungstemperatur erhitzt und dann während der zur fertigen Entkeimung erforderlichen Zeit ] auf dieser Temperatur erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entkeimende Flüssigkeit, ehe sie auf die zur , Hauptsterilisation bestimmten Erhitzungs- : flächen, -wandungen oder -strecken gelangt, sofort bei Eintritt in den Entkei- !

   mungsapparat bzw. in das Erhitzungssystem auf dem Wärmeeingriff ausgesetzten feststehenden oder rotierenden Körpern, Flächen bzw. Wandungen einer stärkeren Unterteilung bzw. Verästelung unterliegt als auf den der Haupterhitzung dienenden Teilflächen bzw. Strecken, so daß sie im Zustande feinster Unterteilung, jedoch nur für kurze Zeit, der sprunghaften Temperaturerhöhung unterliegt.
2. 2. Verfahren' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung rotierender Flächen oder Körper, planer, halbkugeliger, trichterförmiger oder ähnlicher Gestalt einerseits und entsprechender Zentrifugen oder Trommeln andererseits die ersteren entweder besonders schnell rotieren, womit besonders dünne Schicht erzielt wird, oder daß solche im Vergleich zu den letzteren abweichende Oberfläche haben. 55 »
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in bekannter Weise durch Zerstäubungsvorrichtungen in das Erhitzungssystem eingesprüht wird und dann erst die eigentliche Sterilisation in der Masse der Flüssigkeit stattfindet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in dem Erhitzungssystem vor allen Dingen auf die der Vorerhitzung dienenden Flächen in dünnen Strahlen, in Tropfenform oder in Sprühform aufgebracht wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in bekannter Weise mit Hilfe von Zentrifugen eingebracht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.