DE6609876U - Vorrichtung zur sterilisierung oder pasteurisierung ohne aeussere waermezufuhr. - Google Patents

Description

Ii

A.T.A.D. - APPROVISIOmEMENT-TRANSPORT AERIEN-DISTRIBUTION, Societe Anonyme, Paris

^VORRICHTUNG ZUR STERILISIERUNG- ODER PASTEURISIERUNG- OHNE

lussERE wärmezufuhr"^

Priorität: Frankreich / 18. April 1967 und 15. Dezember 1967

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Sterilisierung oder zur Pasteurisierung, insbesondere von Milchprodukten, ohne aussere Wärmezufuhr.

Bekanntlich, wird bei den bekannten Sterilisier- oder Pasteurisierverfanren durch Einwirkung von Wärme das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis während

einer "bestimmten Dauer einer gewissen Temperatur ausgesetzt. So erfolgt z.B. die Sterilisierung von unabgefüllter Milch gewöhnlich bei I30 bis I50⁰ 0 während einiger Sekunden oder einiger Sehner Sekunden, indem sie mit einer geheizten Wand oder mit Dampf (Dämpfung) in Berührung gebracht wird. Diese beiden Mittel zur Erwärmung durch Berührung besitzen den Nachteil, dass sie die Milch einem richtigen Wärmeschock aussetzen, wenn die Milchteilchen plötzlich mit Metall- oder Dampfteilchen in Berührung gebracht werden, welche heisser als sie sind. Hierdurch entsteht eine Zerstörung des Geschmacks- und Nährwerts der Milch, welche eine Punktion der Temperatur und der Berührungsdauer ist, sovrie eine gewisse Trennung der Bestandteile_t welche häufig einen späteren Homogenistervorgang erfordert. Wenn ferner die Erwärmung der Milch dadurch erfolgt, dass sie mit Dampf in Berührung gebracht wird, muss das so der Milch Zugesellte Wasse? entfernt werden, wobei übrigens die Sterilisierung der Milch mit Dampf von der Gesetzgebung gewisser Länder nicht zugelassen wird.

Bei den bekannten Verfahren, bei welchen die Milch auf eine -hohe Temperatur gebracht und während einer gewissen: Dauer auf dieser gehalten wird, treten drei Wirkungen auf, nämlich zunächst eine nützliche biologische Wirkung, das heißt, die Zerstörung der in der Hilcn ent-

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haltenen Mikroorganismen, welche ja den Gegenstand der Sterilisierung bildet. Ferner eine ungewünschte chemische Wirkung, die chemische Veränderung gewisser empfindlicher organischer Moleküle, welche Änderungen der Farbe und der Gesc -mackseigenschaften und den Abbau eines Teils der Proteine und der Vitamine der Ursprungsmilch zur Folge hat, was bisweilen bis zu einem richtigen " Kracken " oder " Backen ^1| geht, wenn die Teilchen der Erzeugnisse infolge eintes fehlerhaften oder unterbrochenen Arbeitens des Sterilisierapparates an einer Heizwand kleben bleiben. Schliesslich tritt noch eine ebenfalls ungewünschte physikalische Wirkung auf, nämlich die Trennung der Bestandteile, insbesondere des Rahms von der Milch.

Gegenstand der Neuerung ist eine Vorrichtung zur Sterili- j sierung oder Pasteurisierung, insbesondere von Milchpro--

' dukten. gekennzeichnet durch wenigstens zwei Oberflächen oder Wände, welche einen gegenseitigen Abstand von weniger als 0,5 mm haben und eine Relativbewegung zueinan-

• der ausführen, wobei das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis zwischen ihnen hindurchgeführt - :

■·■ wird und die Relativgeschwindigkeiten zwischen der Wand J oder den Wänden und dem zu behandelnden Erzeugnis so gewählt sind, daß sie einerseits das Erzeugnis auf die gewünschte Temperatur bringen und andererseits auf die Teilchen desselben eine mechanische Kraft ausüben, welche groß genug ist, um die Zellwände der etwa in dem zu sterili-

- gierenden oder zu pasteurisierenden Erzeugnis vorhandenen Mikroorganismen anzugreifen, oder sogar zu zerstören.

Die von der Anmelderin ausgeführten Untersuchungen haben' nun gezeigt, dass die Sterilisierung oder Pasteurisierung insbesondere von Milchprodukten in dieser Vorrichtung dadurch vorgenommen werden kann, dass das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis während einer sehr kurzen Dauer von größenordnungsmäßig einem Bruchteil einer Sekunde gleichzeitig einer Sterilisiertemperatur und einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird, welche durch ihre kombinierten Wirkungen praktisch augenblicklich die gewünschte Zerstörung der Mikroorganismen bewirken, ohne dass die organischen Moleküle angegriffen werden, da die Sterilisiertemperatur nur während einer äusserst kurzen Dauer angelegt wird. Han erhält so ein sterilisiertes Erzeugnis, welches hinsichtlich seiner chemischen und physikalischen Zusammensetzung praktisch mit dem Ausgangserzeugnis identisch aber von seinen sowohl hinsichtlich, der Hygiene als auch der Konservierung schädlichen Keimen befreit ist, so dass durch den Steriiisiervörgäng in der neuen Vorsiehtung praktisch nur die Mikroorganismen zerstört werden, während die chemische und physikalische Zusammensetzung des Ausgangserzeugnisses unverändert bleibt, da die Wärmewirkung allmählich erfolgt und nur von sehr kurzer Dauer ist (welche einen Bruchteil einer Sekunde beträgt), während bei den üblichen Verfahren zur Steri-

lisierung durch Erwärmung diese Wärmewirkung plötzlich auftritt und. lange dauert (mehrere Sekunden oder Zehner von Sekunden), was zu einem chemischen Abbau : und einer physikalischen Trennung führt. Durch die

neue Vorrichtung wird also die nützliche Sterilisier-

j wirkung, das heißt, die Zerstörung der Keime, von den

; schädlichen Abbau- und Trennwirkungen getrennt.

Bei der Vorrichtung nach der Neuerung muß der Abstand zwischen den beiden miteinander zusammenwirkenden Oberflächen, welche eine Relativbewegung gegeneinander ausführen, und zwischen welchen das zu "sterilisierende Erzeugnis hindurchläuft, sehr klein sein, insbesondere kleiner als 0,5 mm und vorzugsweise grössenordnungsmässig 0,2 bis 0,3 mm.

Die Vorrichtung kann zweckmässig gebildet werden:

entweder durch eine Scheibe, welche um ihre Achse in einem Gehäuse in Umdrehung versetzt wird, wobei der Zwischenraum zwischen jeder sich bewegenden Fläche der Scheibe und der gegenüberliegenden festen Fläche des Gehäuses grössenordnungsmässig 0,2 bis 0,3 mm beträgt, wobei das zu sterilisierende Erzeugnis in den Raum zwischen der Scheibe und dem Gehäuse in der Nähe der Drehachse der Scheibe eingeführt wird, während das sterilisierte Erzeugnis in der Nähe des Umfangs der Scheibe austritt, wobei die mechanische Kraft durch die Fliehkraft gebildet wird, welche auf das von dem Zentrum zu

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dem Umfang der Scheibe getriebene Erzeugnis wirkt;

oder durch einen Kegelstumpf, welcher um seine Achse in*ei-nem kegelstumpfförmigen Gehäuse mit gleicher Konizität in Umdrehung versetzt wird, wobei der Zwischenraum zwischen der sich bewegenden Oberfläche des rotierenden Kegelstumpfs und der festen Oberfläche des ^uehä"uses grössenordnungsmässig 0,2 bis 0,3 mm beträgt, wobei das zu sterilisierende Erzeugnis in der Nähe des kleinen Endes des Kegelstumpfs eingeführt wird, während das sterilisierte Erzeugnis in der Nähe des grossen Endes des Kegelstumpfs austritt, wobei die mechanische Kraft durch die auf das Erzeugnis wirkende Fliehkraft gebildet wird, insbesondere wenn der rotierende Kegelstumpf auf seinem Umfang eine Reihe von schraubenförmigen Vorsprungen aufweist.

Bei den obigen Vorrichtungen erfolgt also gleichzeitig mit dem Angriff einer mechanischen Kraft, welche auf die Zellwände der Mikroorganismen eine Zersprengungswirkung ausübt, die Erwärmung der Teilchen des zu sterilisierenden Erzeugnisses durch Reibung an den Wänden, gegenüber welchen es eine Bewegung ausführt, wobei es wohlverstanden ist, dass diese Wände nicht auf eine Temperatur gebracht werden, welche höher als die des mit ihnen in Berührung kommenden Erzeugnisses ist (wie dies bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Sterilisierung oder Pasteurisierung der Fall ist), wodurch jeder Wärmeschock und somit ein chemischer Abbau oder eine physikalische Trennung der verschiedenen Bestandteile des zu sterilisiersnden Er-Zeugnisses vermieden werden, wobei nur die etwa in dem zu sterilisierenden Erzeugnis vorhandenen Mikroorganismen zerstört werden, und zwar praktisch vollständig.

Die Anmelderin hat nämlich zu ihrer Überraschung

festgestellt» dass die gleichseitige Anwendung einer mechanischen Kraft» welche ausroioht» um die Seilwinde eu zerstören odor wenigstens anzugreifen» und einer gewissen Temperatur gestattet» eine tatsächliche Sterilisiorung bei einer niedrigeren !Temperatur und/oder während einer kürzeren Zeit voreunehraen» als bei den rein thermisohen Verfahren» bei welchem nur eine gewisse Temperatür wahrend einer bestirntsten D_auor angewandt wird·

3)a üaa zu eterilioieroüdö ErseugniSf insbes· ein Kilohprodukt» einer niedriseren lemporätur und/oder wahrend iinor kursoren Bauer einer thorniochon Sterilieierwirkuns eetist v/ird» erfahren dio B^atandteile dea ErsougnissQQ keinen morklichon choraiaohon Abbau und/oder keine merkliche phyaikalioo Trennung» Ilan erhalt sohlieselich ein Erzeugnis» wolchoo mit dem Aueßongoorseugnis vor der Sterllialorung praktisch identisch 1st» was Inobes« für Milch gilt» mit dem einzigen unterschied» daoe die etwaigen Mikroorganismen duroh die gemeinsame Wirkung der ilomporatu^ und der meohaniochon Kraft serstHrt wurden·

Die Anmelderin hat festgestellt» daso eo zur Torniahmö dor eoloktiven Zero tor uns der Mikroorganismen ohne merklichen Abbau oder ohne merkliche Trennung unter den gunotigston Socllngungon Evockmnooiß l&t» bei Hilch unter folgenden Bedingun·· ßon £5U orboiton I eine nicht 145° 0 üboroteigende Tosrcratur» ©ino Wirkuncodauor der hochoten Temperature v/elohö nicht einige. Zehntel Sekunde Uboroteigt» Durchlauf dos zu sterilisierenden Ersougniacoo zwischen Oberflächen oder Vfanden» deren Abstand nicht 0#5 xssbl üborotoigt» und ochliesslich Hochetgeech\^indigkoit der Relativbewegung (In der Nahe doo tfmfangö der soheibö bei einer mit öinor Schelba vereehonon Vorrichtung)» welche grosoor alo 50 ci/goo ist und voreugaweise groOoenordnungema^oig 60 bis

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80 m/seo betragt (oder mehr, insbes. bei der Pasteurisierung)·

Unter diesen bevorzugten Bedingungen bleibt

die Milch wahrend der. Sterilisierbehandlung Tüllständig beständig, selbst wenn sie einen überschuss an Eiweissj Kalzium oder/ und Azidität aufweist. Es tritt insbes· kein Gerinnen wahrend der Behandlung auf* und man erhalt eine sterilisierte Milch, welche ein vollständiges !Tahrungsmittel mit dem ganzen Nährwert der ursprünglichen Miloh ohne merklichen Verlust an Vitaminen, Ihiamin, lysin und anderen Aminsauren bleibt· Sohlieaslich wird |ie Verdaulichkeit des Proteins der Miloh duroh die Sterilisier-"behandlung nioht veranderty

■ Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme

auf die Zeichnung beispielehalber erläutert.

Tig» 1 und 2 zeigen im Schnitt bzw. in Seiten- ; ansicht eine Yorriohtung mit einer flachen 8oheibe zur Ausübung des erfindungsgemassen Verfahrens·

Pig· 3 zeigt das CJe samt schema !«eines Sterilisators mit einer mit einer Scheibe versehenen Vorrichtung gemass ' Fig» 1 und 2«

?ig· 4 zeigt in Seitenansicht die Lage der mit einer Soheibe versehenen Vorrichtung gemass 3?ig. 1 und 2_e

B*ig. 5 und 6 zeigen im Längsschnitt bzw. in

Seitenansicht eine der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 entsprechende Vorrichtung» welohe jedooh eine leicht ballige Scheibe aufweist.

' Figo 7 ist ein Sohnitt einer Vorrichtung mit

einem rotierenden Kegelstumpf zur Ausübung des erfindungsgemasseti Verfahrens«,

Fig* 8 zeigt ©ine Kurve_t welohe den Anstieg der als Ordinate» in Grad 0 aufgetragenen iemperatur in Funktion

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der als Abszissen in Zehntel Sekunden aufgetragenen Zeit in · J einer erfindungBgemassen Sterütfßiervorrichtung» inebes· des ßoheibentypB, darstellt·

Pig. 9 zeigt im Schnitt eine andere Ausfuhrungsform einer Vorrichtung mit flacher Scheibe.

Bei dem in Pig« 1 und 2 dargestellten Ausfuhr¹ rungsbeispiel v/eist die Vorrichtung eine flache Scheibe 1 auf» welohe in dem Sinn des Pfeils f um ihre Achse X-X in einem Ge- "

• hause 2 in "Umdrehung versetzt wird» wobei der Zwischenraum e, zwischen jeder sich bewegenden ,Plache 1a, 1b der Scheibe 1 und der gegenüberliegenden festfen Plaohe 2a, 2b des Gehäuses grossen- -ordnung3massig 0,2 bis 0,3 Millimeter betragt* Das zu sterilisie-.rende. Erzeugnis, z* B. Milch, wird in den Raum 3 zwischen der ßeheibe 1 und dem Gehäuse 2 bei 4 in der ftahe der Drehaohse X-X der Scheibe 1 (Biehe auch Pig. 3) eingeführt, während das sterilisierte Produkt bei 5 in der Nahe des tJmfangs 6 der Soheibe 1 ·. austritt (sishs ebenfalls Pig* 3)* wobei die mechanische Kraft durch die Pliehkraft gebildet wird, welche auf das von dem Zen· trum (Achse X-X) zu dem Umfang 6 dar Scheibe 1 getriebene Erzeug* nie vjirkt, wahrend die Erwärmung des Erzeugnisses duroh die Reibung der feilchen desselben sowohl an den aich bewegenden .Plaohen. 1&i 1b der Scheibe 1 als auch an den festen ilachen 2a» 2b des Gehäuses 2 erfolgt, gegenüber welchen, sich das Erzeugnis mit grosser Geschwindigkeit bewegt·

Bei der in Pig* 1 und 2 dargestellten Ausfuh-

rungaform wird die flache Scheibe 1 (mit der Symmetrie ebene Y-Y.), welche eins Sicke voa 16 um hat* Ton einer Veile 7 getragen, welche in einer iron Blocks $ getragenen Hülse 8 angeordnet ist * Die Yelle 7 ist in der Hülse S in. Rollenlagern 10 gelagert*

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ehe an inneren Schultorn 8a der Hute duroh Oewindeetopsel. 11 und 12 cohalton worden» welche in die beiden Enden der Hülse 8 eingesetzt sind ι und durch welche dio Achoo 7 tritt» wobei der Stöpsel 11 auooordem ein Walelaßer 11a trägt» Pornor bewirken ewei Hioh— tunken 13 die Abdichtung an den beiden Einen, der Kammer 14» welche ewloehen den mittlerem Aboohnitton der Welle 7 und der Küloo θ ließt und mit dem Baum 3 durch ringförmige ^Durchlasse

15 in Verbindung steht« Bei dieser Auobildung kann die Zufuhr des BU sterilisierenden (oder zu pasteurisierenden) BrsougniBsos gewünschtenfalls in die Kammer 14 erfolgen und so die Welle 7 ttwas kühlen ι voboi eo sich erwärmt*

An einem duroh den entsprechenden Stöpsel 12 tretenden Ende 7a der Welle 7 ist eine Half te 1Sa einer Kupplung

16 angebracht, dsrsn anders HaIiis 16b aa dt? Welle 17 eines Elektromotors 18 befestigt ist«

Tie· 2 seist genaue; einen Pianooh 2e des 2| ifölöhör öS de« öüdoren. ?1αΰοθϊ* Sf wit: Hilf s von

ton 19 "befestigt iot und Tore tar kungorippen 20 tragt·

■ ' seißt Pig« 2 die bei 4 uundenden Stutzen* <., 4a zur Zufulir äes ;r ■-■ au sterilisierenden (oder su pastourisiorenden) Srzeugnissos« ,;■_: .. und die Stutsen. 5a_t welche das sterilleerte (oder pasteuriuierte ■iU,?^f SrBeugnis an dea Stellen. 5 abfuhren»

2>ie ÄuefSorungsförm der Fig« 5 und 6 ist mit der Ausfuhrungsform der Pig· 1 tiad 2 identisch_t und gleieha leil . sind auf diesen vier figuren Hit gleichen. BaBUgsseichen heBeicn-

netf ^Obei der einsige tTnteraehied darin trestehtt dass "bei der ^Λ . Ausfuhrungsiorm der S¹Ig* 5 und δ der rotierende Seil nicht eine !flache., Scheibe % ist» sondern eint leicht ballig« Scheibe 1A# . eo dass sie in einem Ealbsohnitt das Profil «in-a Xogelotunpfa hat» Bio flachen 1o und 1d Ave Scheibe 1 eind daher «tvas gegen

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die Symmotrieebono T-X der Soheibo IA geneigt» anstatt zu dieser' parallel zu sein« wie bei der Ausfuhrungaform der Piß. 1» Dae Gleiche gilt fur die Pläohon 2o und 2d Ö,es Gehäuses 2A_t v/elohe den Plachen 1o und 1d gogonuberliocen» Bei der Auafuhrungsform * der Fiß* 5 und 6 betragt der Abstand .e, zwischen den einander gegenüberliegenden Wanden 1c-2o einerseits und 1d-2d andererseits, welche den Raum 3 begrenzen» grosuenordnungsmassig 0,2 bis 0,3 Ma

In Piß. 5 ist beispiolshalber eine vollständige Btsrillaieranlago dargestellt» welche ausser der Anordnung 21 mit einer zwischen zwei Planschen 2e, 2£ rotierenden Scheibe ₉ welche von dom Motor 1Θ ub^r die Kupplung 16 angetrieben wird» noch folgende Heile aufweisen könnt

- einen Behalter 22 zur Aufnahme des zu. behandelnden DrseügsiaßQö· insbea· des au sterilisierenden (oder ggfs. BU pasteurisierenden) Milchprodukts, veloher innen einen Entleerungsaboohnitt 22a enthalte

— sine Pusgs 23^ walehs das ku eterilisieren-

de Erzeugnis von dem Behalter 22 über einen Stutzen 24» einen \

Sreiwegehahn 23 und eine Leitung 26 empfangtl

- ein parallel zu der Pumpe 23 geschaltetes ι Umgehungsventil 27» wobei die parallel geschaltete Anordnung 25-

" 27 dtirch die Leitung 26 gespeist wird und ©ine Leitung 28

epeisen kann* welöhe mit ihren parallelen Sweigen 28a und 2Qb ; die Kammer 14 der Pig* 1 oder der Jig* 5 speisen kanni

— eine Ausgangsleitung 29 zur" Entnahme des dem Umfang 6 der Scheibe 1 durch die Stutzen 5a der Pig« 2

©der der Pig· 6 austretenden, eterilieierten Erzeugniesee» voböi die Leitung 29 einen mit einer Torriohiung 51 zur Temperaturanzeige Euaanmemfirkealen Tenperaturabnahner 30 aufweistl

-¹²- . *^17Ö-^S7 /IG.

• ein Regelventil 32 _f veleheo durch olno von •incm pnoumatiochen Regler c^ouo**⁰ pnouontiochö Kapsel go-■touert worden kann» um eino aolcho Strömungsmenge horßuotollon» daao dio etoriiioierte iluaoigkeit dio gewunochto xompercttur «rreiohtf woboi dann dio Steuerung von dem Abnehmer 30

- einen *rf2naöauat quo eher 33 alt ßtfsi

valohor das Btariliaiertö Brsouonis durch dio Leitunson 34 35 und Ku*hl\faooer durch dio Leitung 36 ompfHnst» wobei der AuatQUochor dio Kühlung des etorilioiorten Br2oußnio0os vornimnt₉ welohoa durch die Leitung 37 austritt und bei 30 verfügbar ist» wahrend daß Wasoor/» walchoe aioh dureh Warraeaustauaoh ait dön storilisiortem Erzeuenis orwartnt hat_f duroh die Leitung .39 austritt J

-» eiinon Druoka"bnehmor_ 40 § WQleher mit einer Yorriohtuns 41 but Anaeise dea Druoko in des? Anordnung 21 sü~ taxamcnv/lrkt»

- *i«_s YorriQhtons 42 wm Sntfernunß der Luft_B welche ß-es tagtet $ «u Beginn die Luft aus dom Innern der Anordnung 21 au ©ntfernenn wobei die hierbei abgeführtes Bräeuosiess durch die Leitung 43 in den Abochnitt 22a des !©haltere 22 go« leitet werdeni

*· - ein Sifötea für den Umlauf von Waooer CsoB<^

um die geaomta Sterilisieranlage zn prüfen oder :ln Setriob au eetisen)« weluhes ein Rohr 44 sux Zufuhr von Wasser aufweiat_f welohes durch das Ventil 25 der Leitung 26 sugefuhrt v/erden kann_f eowie eine Leitung 35a* welche anstelle der Leitung 35 durch das Sygiwegeventil 45 gespeist werden kann» wobei dann öor des V2rmeauatauschere 33 durch die Leitung 46 au den Abschnitt 22a «folgt» and «ine Entleeruageleitung 47 «ur Abfuhr

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- 13 - ■"·■· '·' · -mo-m ~

dee Wassere bei 4-8, -wobei der Ausgang 48 auch von dem Tentil 25 aus durch die leitung 49 gespeist werden kann. '■■

Die Anordnung der Pig. 3 arbeitet folgendermasseii

Zu Anfang wird Wasser bei 50 zugeführt und durch] das Ventil 25 der Leitung 26 zugeführt, von wo die ?umpe 23 es in die leitungen 28« 28a und 28b und von dort in die Kammer 14 der Anordnung 21 sohiokt« i)ie Drehung der Soheibe 1 der Anordnung

21 erwärmt das Wasser, welches je nach der eingestellten Temperatur in flüssigem.oder gasförmigem Zustand duroh die Leitungen „ 29» 34 und 35a abgeführt wird* In dam Austauscher 33 wird das

" Waeöer durch Berührung mit/dem durch die Leitung 36 ankommenden kalten Wasser gekühlt. Das behandelte auf diese Weise abgekühlte Wasser tritt duroh die Leitung 46 aus und wird von dort durch die Leitung 47 der Auegangsstelle 48 zugeführt«

. . Kaoh Inbetriebsetzung und Einstellung des

Apparats wird die Stellung der Ventile 25 und 45 (nach Abstellung der Wasserzufuhr bei 50) verändert» Der Inhalt des Behalter

22 durchströmt die Leitungen 24 und 26» die Pumpe 23 und die Leitungen 28» 28a und 28b und gelangt in die Kammer 14 der Anordnung 21· Das zu behandelnde Erzeugnis wird in der Kammer 3 dieser Anordnung sterilisiert oder pasteurisiert und tritt em Umfang 6 der Scheibe aus· Das sterilisierte oder pasteurisierte Erzeugnis gelangt duroh die Leitungen 29» 34 und 35 in den Aubtauscher 33» wo es eich abkühlt, bevor es duroh die Leitung 37 austritt und den Ausgang 38 erreicht.

In Figs 4 sind die gegenseitigen möglichen

Stellungen des Behälters 22» des Aushauschere 33 mit zwei Zonen, namlioh einer Zone fur das behandelte Erzeugnis und einer Zone fur das Versuohswadser» sowie die Anordnung 21« die Kupplung

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16 und der Motor 18 dargestellt,

Die obigen Ausführungen betreffen Yörriehtüsgen jBUr Ausübung dee erfindungsgemässen Sterilisier- oder Pasteurieierverfahrens mit einer in einem Gehäuse drehbaren flachen oder balligen Soheibe·

Die Erfindung ist auch auf andere Arten von · in einem Gehauee drehbaren Teilen anwandbar» ζ·Β· auf eine kegelstumpfformige Trommel, welche sich in einem ebenfalls kegelstumpfformigen Gehäuse dreht» wie in Pig· 7 dargestellt*

Diese Ausfuhrungsform besitzt eine kegelstumpfformige Trommel 51» welohe/ßioh in einem ebenfalls kegelstumpfformigen Gehäuse 52 dreht, welches die gleiche Achse Z-Z wie die Trommel 51 hat, wobei ein Zwischenraum e, zwischen der festen Wand des Gehäuses 52 und der beweglichen Wand der Trommel 51 vorgesehen ist» Diese wird von einer Welle 53 angetrieben, welche ebenfalls die Aohse Z-Z besitzt, von einem nicht darge-" stellten Motor angetrieben wird und sich in einem Gehäuse 54 drehtι in welchem sie duroh Walzlager 55 gelagert ist. Eine Diohtung 56 verhindert, dass das bei 57 in die Kammer 58 zwischen dem Gehäuse 52 und der Trommel 51 eintretende zu sterilisierende Erzeugnis das Innere des Gehäuses 54 erreicht»

Die Arbeitsweise der in ?ig« 7 dargestellten Torriohtung ist folgendes

Bas ggfs» vorgewärmte 2U sterilisierends

(oder zu pasteurisierende) Erzeugnis kommt bei 57 an, und zwar durch sein, liger-gewioht oder duroh eine Forderung unter Druck* Es gelangt in die Kammer 58, in welcher es sich durch die Wirkung der inneren Reibung erwärmt·* welohe von der Drehung der Trommel 51 in dem Gehäuse 52 herrührt, wobei der Abstand £ groBsenordnurtgsmassig 0*2 bis 0,3 mm betragt» Das zu steril!-

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ßierende (oder zu pasteurisierende) Erzeugnis folgt einem schraubenförmigen Weg vondem Eingang 57 big zu &«m Ausgang 59 und wird daher einer fliehkraft unterworfen, weiche zu der thermic ohen. Erwärirrnngswirkung hinzutritt, um die etwa in dem bei 57 ankommenden Erzeugnis vorhandenen Mikroorganismen zu \ zerstören, so dass bei 59 ein sterilisiertes oder ggfs· pasteurisiertes Erzeugnis austritt, 3© nach der von dem Erseugnis am Ende seines Weges in. der Kammer 58 erreichten Temperatur«

Wenn dies gewünscht wird» können ein oder

mehrere schraubenförmige Torsprunge 60 auf"dem Umfang der Trommel 51 vorgesehen v/erden, um d«m su sterilisierenden (oder zu pasteurisierenden) Erzeugnis zwangsläufig eine schraubenförmige Bahn. j

{ in der Kammer 58 zu erteilen. \

Bei allen bisher beschriebenen Ausfuhrungsfor- ; men strömt das zu sterilisierende oder bu pasteurisierende Erzeugnis zwischen einer festen Plaohö und einer beweglichen Elache, es ist jedoch wohlverstanden, dass das Erzeugnis auch zwischen zwei beweglichen Flachen hindurohgeleiliet werden kann, welche sich z· B· gegensinnig drehen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

In allen Fallen erfolgt jedenfalls die Erwärmung de3 zu sterilisierenden oder zu pasteurisierenden Erzeugnisses ohne Zufuhi* von ausserer Warme durch die Wirkung der Reibung des Erzeugnisses an Wanden, bei welchen ein© Relativbewegung ihm gegenüber auftritt, wobei die Temperatur allmählich in einer sehr kurzen Zeit ansteigt.

fig* 8 zeigt den zeitlichen Verlauf der Temperatur in einem zu sterilisierenden Erzeugnis» welohes in einer Vorrichtung der in Figo 1*2> 5^6 oder 7 dargestellten Art be«

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- behandelt wird, wobei angenommen ist, dass das Erzeugnis kalt mit der !Temperatur von 10° O ankommt. Wie man sieht, erreicht die Temperatur am Ausgang nach 0,6 Sekunden 145° G, wobei das Erzeug- l nis allmohlioh erwärmt wird, ohne Jemals mit einer Wand in Berührung zu kommen, welohe heisser als es ist» wodurch jjeder Warmesohock vermieden wird· Ferner ist zu bemerken, dass das Erzeugnis von 65° 0 auf etwa 145° C in etwa einer zehntel Sekunde kommt und somit nur einen Bruohteil einer Sekunde auf den Cemperaturen '

.bleibt.« bei welchen Veränderungen der Struktur seiner Komponenten;

.auftreten können, wobei es wohlver standen ist, dass es zweckmas«·. eig ist, das sterilisierte Erzeugnis bei seinem Austritt aus der ■fcrfindungsgemaasen Torrichtung schnell zu kühlen, um zu verhindern,· daos es naoh seinem Austritt aus der Vorriohtung auf 145 0 gohalten wird»

Pig. 9 ißt eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Sterilisator mit flacher Soheibe zur Ausübung dos erfindungsgemasoen Verfahrens. _;

Die zu sterilisierende !Flüssigkeit wird einem"· Steriliaator mit einer in dem Körper 102 des Apparats drehbar gelagerten Scheibe 101 zugeführt.

Dies© Soheibe 101 sitztjauf einer Welle 103» woleho in Wälzlagern 104 und 105 gelagert ist und über eine Kupplung 106 von einem Motor 107 angetrieben wird·

Die -Flüssigkeit wird entweder durch ihr Eigengewicht oder mittels einer Pumpe durch in der Nahe der Welle mündende Leitungen 108 und 109 zugeführt»

Dio Abdichtung zwisohen der Welle 103 und dem festen Korper 102 des Apparats erfolgt duroh Dichtungen 110 und 111.

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·. ' Nach Abfuhr der in der Anlage enthaltenen

•Luft mittels eines Entluftungshahns 112 wird die einer Reibung zwischen der rotierenden Scheibe 101 und,dem Korper 102 des . Apparats ausgesetzte Flüssigkeit auf eine hohe Temperatur ge-. . · bracht·
.',..,' ,'. Durch die Wirkung der Fliehkraft wird die

/ Flüssigkeit zu dem von der Welle entfernten Teil des Korpers ·· '.·■'■■■'ν f ./■ des Apparats getrieben und tritt auB dem Apparat durch eine .V Leitung 113 aus, welche mit einer von Hand oder automatisch -'»_v '„'.-'";· betätigten Torriohtung 114- sur-Regelung der Durchflussmenge -'·,· ; '.' :. versehen ist· /■'

.',"/,. ··. " Der Apparat wird durch Instrumente 115,

... ··.·; und 117 aur Messung der Temperatur der Flüssigkeit, ihres Drucks , ^J . und ihrer Strömungsmenge vervollständigt.

Die Hei25temperatur wird daduroh eingestellt, . _ das-s entweder die Drehzahl der Scheibe oder die Stromungsmenge ·

der Flüssigkeit verändert wird« i

. * öomaas einem Ausfulorungsbei spiel hat dis

^ Scheibe einen Durchmesser von 400 mm und eine Dicke von 16 mm,

ist von den Wanden um 0,3 mm entfernt und wird mit 3*000 TJradre» *. *■" ν - hungen in der Hinute angetrieben«

: "■ -' * Die unter diesen Bedingungen erreichte Temperatur betragt 145° O fur eine Stromungsmenge von 120 l/h von ; SU sterilisierendem Rahm (von Milch) «

33er Apparat kann je nach der gewählten Anwendung durch übliche VarmeaustaiB oher vervollständigt werden» •Vielehe vor den Apparat sur Erzielung einer Yörwarmung oder am lusgang desselben zur, Herstellung einer kraftigen Kühlung ange*- ordnet sind« .

-18- ·:····.· ".. "417CMS7 ^Λ pn

Mit der Torrichtung der Pig· 1 und 2 oder 9

•wurde aohlieoslioh eine ausgezeichnete Sterilisierung mit praktisch vollständiger Zerstörung der Mikroorganismen und ohne Abbau oder Trennung der Komponenten erhalten·

T ■ Nachstehend sind beispielshalber die Ergebnisse

" · von vor und nach der SteriliBierung vorgenommenen bakteriologi«* . eohen- Analysen von Rahm angegeben:
-V ·' ·" Vor der Sterilisierung

....· . - Rahm A

" .: .Zahlung der hitzebestandigen anaeroben Bakterien (in Sporenform.) *' - . -.nach einer Erwärmung von 3Q Minuten auf 80° 0 in einem Medium

. 'v \ von tiefem TP Agar-Agar in Rohrchen·

■ _o ·*

t Haoh 7 Tagen bei 37 C* ciehr als 10,000 Keime in 1 om ·

■. ^%-" Zählung der hitzebestandigen aeroben Bakterien (in Sporenform) ■ '■*'· nach einer Erwärmung von 30 Minuten auf 80^c O^ in Nahr-Agar-Agar ■·■'■*-<■■'■■ in-Petriesohalen» * ' · .

'"<-"· Haoh 3 Tagea bei 37° öi 75*000 Keime is 1 es-*

äahlüng der geaastes

Zweischichtmethodet Tryptonmedium
- Agar-Agar in Petrischalen (Buttiaux)i
' » Nach 3 Sagen bei 30° Qt mehr als 10,000,000 Keim« in 1 * Fach 3 Tagen bei 6° Ot 1 *800-.000 Keime in 1 cm*

Stabchenformige Keime auf einem glänzend grünen ;, (48 Stunden bei 30° 0)t mehr als UOOO Keime in 1 ocr.

Escherichia coli (Mackenzie-Test)

48 Stunden bai 44° 0 auf einem glänzend grünen Uahrboäeä und peptonhaltigem Wassert mehr als 1 .000 Keime in 1 ca * iathogene Staphylokokken auf Öhapman-Mediumi Kein Keim in. 1 cm < Prüfung auf Salmonella und Shigellai kein Keim in 1 öm*·

. 6603876U.1Z72'

Nach Sterilisierung Rahm B

. Zählung dor hitzebeeitändigen anaeroben Bakterien (in Sporenform) -.•.nach einer Erwärmung von 50 Minuten auf 80° C₅ in einem Medium

··, '■',·' von tiefem VF Agar-Agar in Röhrohen.

■ * Nach 7 Tagen bei 37° Ci kein Keim in 1 cm .

• Zahlung der hitzebeständigen aeroben Bakterien (in Sporenform)

.-■··· ; nach einer Erwärmung von 30 Minuten auf 80° 0» Nahr-Agar-Agar in

.'· '[ .·;.· Petrischale!!* '

'■'ϊ.;.·[ ■",;.. ■■.'. . Nach 7 Tagen bei 37° Ci kein Keim in 1 öm⁵ zu 1/10,

[''·■->' .· Zahlung der gesamten Keime

Tryptonmedium · '■■··■

Λ.'·*:ΐ:' '. '- Agar-Agar in Petrischalen (Buttiaux) <.

■;, "'■ ■;. - * Nach 3 Tagen bei 30⁰C i kein Keim in 1 our zu 1/10* ■"·' \'\s.$'· ..;■-'.· Nach 3 Tagen bei 6° C s kein Keim in 1 cm⁵ zu 1/10·

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"-;V:^:*·' ·- .Li ^⁸ 'Stunden bei 44° C auf glänzend grünem Nährboden und pepton-" ""· * ··-■*· haltigem Wassör: kein. Keim in 1 car «

Pathogene Staphylokokken auf Ohapman-Mediumt kein Keim in 1 om⁵·

Λ. Prüfung auf Salmonella und Shigella! kein Keim in 25 cni⁵*

. '~·"~ ■- \' ~ ]3aa grfindungsgemasse Verfahren und die erfin-

_:- " - ' -dungsgemasi-'e Vorrichtung besitzen gegenüber den bekannten Ver-" '"· j * " fahren, und Vorrichtungen aahlxeiehB Vorteile» insbea« folgende!

ft e β

- 20 -

4170*6*7

Sie ermöglichen zunächst, eine Sterilisierung ^bzw* Pasteurisierung, insbes. von Milchprodukten, unter ausge-. zeichneten Bedingungen vorzunehmen.

Sie gewahrleisten eine praktisch vollständige

^:. Zerstörung der etwa in dem zu behandelnden Erzeugnis vorhandenen ."_Λ Mikroorganismen.

Ausser der Zerstörung der etwa vorhandenen ·

Mikroorganismen erfahrt das Erzeugnis praktisch keine Veränderung, wobei insbcs. die empfindlichen organischen Moleküle nicht angegriffen werden und die verschiedenen Bestandteile keinen Schei-,dungswirkungen unterworfen /Werden*

Die Sterilisierung oder Pasteurisierung er-' folgt sehr Schnell und kann fortlaufend vorgenommen werden.

Sie erfordern keine auosere Wärmeabfuhr«

66 038761UZ. 7z.

Claims (2)

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1. Vorrichtung zur Sterilisierung oder Pasteurisierung, insbesondere von Milchprodukten, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Oberflächen oder Wände, welche einen gegenseitigen Abstand von weniger als 0,5 Mi haben und eine Relativbewegung zueinander ausführen, wobei das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis zwischen ihnen hindurchgeführt wird und die ReIativgeschwindigkeiten zwischen der Wand oder den Wänden und dem zu behandelnden Erzeugnis so gewählt sind, daß sie einnerseits das Erzeugnis auf die gewünschte Temperatur bringen und andererseits auf die Teilchen desselben eine mechanische Kraft ausüben, welche groß genug ist,

um die Zellwände der etwa in dem zu .sterilisierenden oder zu pasteurisierenden Erzeugnis vorhandenen Mikroorganismen anzugreifen oder sogar zu zerstören.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Scheibe (1, 1A, 101), welche um ihre Achse in einem Gehäuse (2, 102) so in Umdrehung versetzt wird, dass die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe etwa 50 Meter in der Sekunde übersteigt, wobei der Zwischenraum (^e) zwischen jeder beweglichen Fläche der Scheibe und der gegenüberliegenden festen Fläche des Gehäuses grössenordnungsmässig 0,2 bis 0,3 mm beträgt und das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis in den Raum zwischen der Scheibe und dem Gehäuse in ' der Nähe der Drehachse der Scheibe eingeführt wird, während das sterilisierte oder pasteurisierte Erzeugnis in der Nähe des Umfangs der Scheibe austritt, wobei die mechanische Kraft durch die Fliehkraft gebildet

wird, welche auf das von dem Zentrum zu dem Umfang der Scheibe getriebene Erzeugnis wirkt.

S * - S

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kegelstumpf (5i, Fig. 7), welcher um seine Achse in einem kegelstumpfformigen Gehäuse (52) mit gleicher Konizität in Umdrehung versetzt wird, wobei der Zwischenraum Qe) zwischen der beweglichen Oberfläche des rotierenden Kegelstumpfs und der festen Oberfläche des Gehäuses grössenordnungsmässig 0,2 bis 0,3 mm be.trägt mnd das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Erzeugnis in der Nähe des kleinen Endes des Kegelstumpfs eingeführt'wird, während das sterilisierte oder pasteurisierte Erzeugnis in der Nähe des großen "Endes des Kegelstumpfs austritt, wobei die mechanische Kraft durch die Fliehkraft gebildet wird, welche auf das Erzeugnis wirkt, insbesondere wenn der rotierende Kegelstumpf an seinem Umfang eine Reihe von schraubenförmigen Vorspriingen aufweist.