EP0488183A1 - Device and method for making an aseptic mixture of fluid or paste-like substance with solid particles - Google Patents

Device and method for making an aseptic mixture of fluid or paste-like substance with solid particles Download PDF

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EP0488183A1
EP0488183A1 EP91120204A EP91120204A EP0488183A1 EP 0488183 A1 EP0488183 A1 EP 0488183A1 EP 91120204 A EP91120204 A EP 91120204A EP 91120204 A EP91120204 A EP 91120204A EP 0488183 A1 EP0488183 A1 EP 0488183A1
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EP
European Patent Office
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aseptic
mass
mixture
mixing device
point
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Application number
EP91120204A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Nassauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraft Foods R&D Inc Deutschland
Original Assignee
Kraft General Foods R & D Inc
Kraft General Foods R&D Inc Deutschland
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Filing date
Publication date
Application filed by Kraft General Foods R & D Inc, Kraft General Foods R&D Inc Deutschland filed Critical Kraft General Foods R & D Inc
Publication of EP0488183A1 publication Critical patent/EP0488183A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/12—Sterilising contents prior to, or during, packaging
    • B65B55/14—Sterilising contents prior to, or during, packaging by heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/59—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B01F27/921—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle
    • B01F27/9211—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle the helices being surrounded by a guiding tube

Definitions

  • the invention relates to a device for producing and filling an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, comprising a delivery point for the base mass, heating and cooling means for making the base mass aseptic, and one Tank for holding the aseptic base mass, further comprising a delivery point for the additional mass, heating and cooling means for making the additional mass aseptic and a tank for the aseptically made additional mass, further comprising a merging for the basic mass and the additional mass, an aseptic mixing device downstream of the merging and an aseptic single-stage filler downstream of the mixing device.
  • infectious is intended to express the absence of harmful or spoilage microorganisms with regard to the particular item to be treated. In individual cases, this can mean the absence of vegetative microorganisms and spores, in other cases only the absence of vegetative microorganisms.
  • a mixing tank is provided as a mixing device, in which moving paddle or stirring elements are arranged.
  • the ratio of the tank volume to the hourly throughput is of the order of 1: 3 to 1: 5. It has proven to be very difficult to obtain an approximately uniform distribution of the solid particles in the liquid or pasty mass in the mixing tank. Such an even distribution could only be achieved by very violent movement of the paddle or stirring elements. However, this violent movement proves to be disadvantageous if the in the liquid or pasty base mass distributing solid particles are susceptible to destruction or fraying. This applies in particular to the production of food mixtures, such as sauces, which are to be mixed with meat, vegetable or fruit particles.
  • the invention has for its object to provide a mixing device and a method which allow the production of an aseptic mixture and avoid the difficulties of evenly distributing the solid particles onto the liquid or pasty base mass without causing damage or comminution of the solid particles.
  • the invention proposes that the mixing device is a dynamic mixing device.
  • a dynamic mixing device is understood to mean a mixing device in which the ratio of the intake volume to the hourly throughput is between 1:50 to 1: 1000, preferably approximately 1: 100 to 1: 500.
  • a so-called dynamic loop mixer with a screw cylinder, a screw conveyor rotating in this screw cylinder, a feed device for the mixture, a circulation line from one end of the screw to the other end has proven to be particularly suitable the screw and a withdrawal device for continuously withdrawing part of the mixture circulating in the form of a loop.
  • the device according to the invention is suitable, for example, for introducing solid particles, such as fruit, vegetable and meat particles, into basic compositions, the viscosity of which is in a range of 1 mPa./sec. up to 20,000 mPa./sec. can lie.
  • the size of the particles can be 1 mm to 20 mm of the side of the cube, and parts deviating from the cube shape can be correspondingly longer with the same volume.
  • a dynamic mixer which is aseptic, is particularly expected to be completely sealed to the outside, so that in particular no break-in of atmosphere into the interior is possible, and furthermore that it can be cleaned and sterilized in all product-contacting areas, for example by Liquid and superheated steam treatment.
  • the invention further relates to a method for producing and filling an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, in which the base mass and the additional mass are each made separately aseptic, then brought together, then mixed under aseptic conditions and the mixture thus obtained is finally filled.
  • the mixing be carried out in a dynamic mixing device.
  • the mixing can in particular be carried out in a dynamic mixing device of such a type that the ratio of the intake volume to the hourly throughput is between approximately 1:50 to approximately 1: 1000, preferably approximately 1: 100 to approximately 1: 500.
  • the mixing can take place, in particular, by circulating the combined inflow of base material and additional material in a loop-shaped way, with the ready-to-fill mixture being drawn off continuously at a branch point of the loop-like way.
  • the volume flow in the loop-shaped path at a point in front of the branching point is set greater than the volume flow of the ready-to-fill mixture which is continuously branched off.
  • the mixing can be carried out in such a way that the combined flows of the basic mass and the additional mass first run through a forced conveying section from an entry point of the combined streams to an exit point of the forced conveying section and then are returned from the exit point of the forced conveying section on a return path to the forced conveying section, wherein a part of the volume flow through the return path is branched off from this return path as a ready-to-fill mixture before the return path re-joins the forced conveying path.
  • 10 denotes a reservoir for a liquid or pasty base.
  • This storage container is followed by a heating station 12, in which the base is made aseptic by heating.
  • the heating station is followed by a cooling station 14, in which the base material is cooled to the filling temperature.
  • the heating and cooling stations 12 and 14 can also be integrated in the storage container 10.
  • An intermediate container 16 which is aseptic and receives the aseptically made basic mass, adjoins the cooling station.
  • FIG. 1 a storage container 18 for an additional mass which contains solid particles.
  • the solid particles can be suspended in a liquid or a pasty mass.
  • the solid particles are suspended in the smallest possible amount of liquid or paste that is sufficient for conveying.
  • the storage container 18 is in turn followed by a heating station 20 in which the solid particles are made aseptic and a cooling station 22 in which the solid particles are cooled to the filling temperature.
  • An intermediate container 24 then follows, which is aseptic and receives the additional aseptic mass.
  • the heating of the base mass and the additional mass often requires different temperature treatment, because it is relatively difficult to heat the additional mass containing solid particles in such a way that the core areas of the solid particles also experience a sufficient temperature.
  • the matrix is often so sensitive to temperature that it must not be exposed to the temperature that would be necessary to heat the solid particles in the core until they are aseptic.
  • a connection point 26 adjoins the two intermediate containers 16 and 24 and is followed by an aseptic dynamic loop mixer 28.
  • the inlet to the loop mixer is at its lower end and the outlet 30 at its upper end.
  • the drain 30 of the loop mixer is connected to an aseptic one-stage filler 32, the dispensing device 34 of which fills the mixture obtained into packaging container 36.
  • a loop mixer 28 is shown in FIG.
  • This loop mixer 28 comprises a cylinder 40 with a worm 42.
  • the worm 42 is supported by a shaft 44 and driven in rotation.
  • An inlet 46 is connected to the union point 26.
  • Return sections 48 adjoin the upper end of the cylinder 40 and are delimited by deflection plates 50 and an outer jacket 52.
  • the lower end of the return paths 48 is reinserted at 54 into the lower part of the cylinder 40.
  • the partial flows 56 are delimited on the one hand by the cylinder 40 and on the other hand by the deflection plates 50.
  • the combined flow from the intermediate containers 16 and 24 is continuously introduced into the cylinder 40 at 46.
  • the combined stream is conveyed upwards by mixing through the rotating screw 42 along the dashed and arrow-drawn sections 60.
  • the material emerges from the cylinder 40 and runs down through the return sections 48 again.
  • part of the returned material re-enters the cylinder 40, is conveyed upwards again in this cylinder, while another part is diverted from the material flow and upwards along the dashed and arrowed lines 62 to the outlet 30 arrives and is forwarded to the single-stage filler 32.
  • the loop mixer is hermetically sealed from the outside.
  • a vapor barrier 64 is provided, that is to say a chamber through which a stream of superheated steam flows, so that under no circumstances can atmosphere be conveyed into the interior of the loop mixer.
  • Connections 66 and 68 are also provided, through which cleaning liquid and sterilizing steam can be introduced and removed.
  • aseptic cleaning can also be done in other ways: e.g. Microorganisms, both vegetative microorganisms and spores, can also be excreted or rendered harmless by suitable filter or membrane processes, by microwave treatment, by static high-pressure treatment or high-energy radiation.

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Abstract

In a device for making an aseptic mixture from a base composition and an additive composition containing solid particles, the use of an aseptically formed loop mixer 28 is provided adjoining the sterilisation regions. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung und Abfüllung eines aseptischen Gemisches einer flüssigen oder pastösen Grundmasse und einer ggf. in einem flüssigen oder pastösen Träger suspendierten Zusatzmasse mit festen Produktteilchen, umfassend eine Lieferstelle für die Grundmasse, Erhitzungs- und Abkühlungsmittel zum Aseptischmachen der Grundmasse und einen Tank zur Aufnahme der aseptischen Grundmasse,
ferner umfassend eine Lieferstelle für die Zusatzmasse, Erhitzungs- und Abkühlungsmittel zum Aseptischmachen der Zusatzmasse und einen Tank für die aseptisch gemachte Zusatzmasse, ferner umfassend eine Zusammenführung für die Grundmasse und die Zusatzmasse, eine der Zusammenführung nachgeschaltete aseptische Mischeinrichtung und einen der Mischeinrichtung nachgeschalteten aseptischen Einstufenfüller.The invention relates to a device for producing and filling an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, comprising a delivery point for the base mass, heating and cooling means for making the base mass aseptic, and one Tank for holding the aseptic base mass,
further comprising a delivery point for the additional mass, heating and cooling means for making the additional mass aseptic and a tank for the aseptically made additional mass, further comprising a merging for the basic mass and the additional mass, an aseptic mixing device downstream of the merging and an aseptic single-stage filler downstream of the mixing device.

Der Begriff "aseptisch" soll die Abwesenheit von schädlichen oder Verderb bewirkenden Mikroorganismen im Hinblick auf das jeweilige Behandlungsgut ausdrücken. Dies kann im Einzelfall die Abwesenheit von vegetativen Mikroorganismen und -sporen bedeuten, in anderen Fällen nur die Abwesenheit von vegetativen Mikroorganismen.The term "aseptic" is intended to express the absence of harmful or spoilage microorganisms with regard to the particular item to be treated. In individual cases, this can mean the absence of vegetative microorganisms and spores, in other cases only the absence of vegetative microorganisms.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs geschilderten Art ist als Mischeinrichtung ein Mischtank vorgesehen, in welchem bewegte Paddel- oder Rührelemente angeordnet sind. Das Verhältnis des Tankvolumens zum stündlichen Durchsatz liegt dabei in der Größenordnung von 1:3 bis 1:5. Es hat sich als sehr schwierig erwiesen, in dem Mischtank eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Festteilchen in der flüssigen oder pastösen Masse zu erhalten. Man könnte eine solche gleichmäßige Verteilung allenfalls durch sehr heftige Bewegung der Paddel- oder Rührelemente erzielen. Diese heftige Bewegung erweist sich aber dann als nachteilig, wenn die in der flüssigen oder pastösen Grundmasse zu verteilenden Festteilchen gegen Zerstörung oder Zerfaserung anfällig sind. Dies gilt insbesondere bei der Herstellung von Nahrungsmittelgemischen, wie zum Beispiel Soßen, die mit Fleisch-, Gemüse- oder Fruchtteilchen versetzt werden sollen.In a known device of the type described above, a mixing tank is provided as a mixing device, in which moving paddle or stirring elements are arranged. The ratio of the tank volume to the hourly throughput is of the order of 1: 3 to 1: 5. It has proven to be very difficult to obtain an approximately uniform distribution of the solid particles in the liquid or pasty mass in the mixing tank. Such an even distribution could only be achieved by very violent movement of the paddle or stirring elements. However, this violent movement proves to be disadvantageous if the in the liquid or pasty base mass distributing solid particles are susceptible to destruction or fraying. This applies in particular to the production of food mixtures, such as sauces, which are to be mixed with meat, vegetable or fruit particles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche die Herstellung eines aseptischen Gemisches gestatten und die Schwierigkeiten der gleichmäßigen Verteilung der Festteilchen auf die flüssige oder pastöse Grundmasse vermeiden, ohne daß es zu einer Beschädigung oder Zerkleinerung der Festteilchen kommt.The invention has for its object to provide a mixing device and a method which allow the production of an aseptic mixture and avoid the difficulties of evenly distributing the solid particles onto the liquid or pasty base mass without causing damage or comminution of the solid particles.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mischeinrichtung eine dynamische Mischeinrichtung ist.To achieve this object, the invention proposes that the mixing device is a dynamic mixing device.

Unter einer dynamischen Mischeinrichtung wird eine Mischeinrichtung verstanden, bei der das Verhältnis des Aufnahmevolumens zum stündlichen Durchsatz zwischen 1:50 bis 1:1000, vorzugsweise ca. 1:100 bis 1:500 beträgt.A dynamic mixing device is understood to mean a mixing device in which the ratio of the intake volume to the hourly throughput is between 1:50 to 1: 1000, preferably approximately 1: 100 to 1: 500.

Als dynamische Mischeinrichtung, welche den Forderungen der oben gestellten Aufgabe gerecht wird, hat sich insbesondere ein sogenannter dynamischer Schlaufenmischer geeignet erwiesen mit einem Schneckenzylinder, einer in diesem Schneckenzylinder rotierenden Förderschnecke, einer Zuführeinrichtung für das Gemisch, einer Umwälzleitung vom einen Ende der Schnecke zum anderen Ende der Schnecke und einer Abzugseinrichtung zum kontinuierlichen Abziehen eines Teils des in Schlaufenform umlaufenden Gemisches.As a dynamic mixing device that meets the requirements of the above task, a so-called dynamic loop mixer with a screw cylinder, a screw conveyor rotating in this screw cylinder, a feed device for the mixture, a circulation line from one end of the screw to the other end has proven to be particularly suitable the screw and a withdrawal device for continuously withdrawing part of the mixture circulating in the form of a loop.

Es hat sich gezeigt, daß sich ein solcher dynamischer Schlaufenmischer, der an sich zur Herstellung von Fett-Wasser-Emulsionen im nichtaseptischen Bereich bekannt ist, aseptisch ausgestalten läßt und die Forderungen nach gleichmäßiger Verteilung der Festteilchen auf die Grundmasse erfüllt, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung der Festteilchen besteht.It has been shown that such a dynamic loop mixer, which is known per se for the production of fat-water emulsions in the non-aseptic range, can be designed aseptically and meets the requirements for uniform distribution of the solid particles over the base mass without the risk of There is damage or destruction of the solid particles.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist beispielsweise geeignet zum Einbringen von Festteilchen, wie Frucht-, Gemüse- und Fleischteilchen, in Grundmassen, deren Viskosität in einem Bereich von 1 mPa./sec. bis 20 000 mPa./sec. liegen kann. Die Größe der Teilchen kann dabei 1 mm bis 20 mm Würfelseitenlänge betragen, wobei von der Würfelform abweichende Teile bei gleichem Volumen entsprechend länger sein können.The device according to the invention is suitable, for example, for introducing solid particles, such as fruit, vegetable and meat particles, into basic compositions, the viscosity of which is in a range of 1 mPa./sec. up to 20,000 mPa./sec. can lie. The size of the particles can be 1 mm to 20 mm of the side of the cube, and parts deviating from the cube shape can be correspondingly longer with the same volume.

Von einem dynamischen Mischer, der aseptisch ist, wird insbesondere erwartet, daß er nach außen vollständig dicht ist, so daß insbesondere kein Einbruch von Atmosphäre in den Innenraum möglich ist, ferner daß er sich in allen produktberührenden Bereichen reinigen und sterilisieren läßt, zum Beispiel durch Flüssigkeits- und Heißdampfbehandlung.A dynamic mixer, which is aseptic, is particularly expected to be completely sealed to the outside, so that in particular no break-in of atmosphere into the interior is possible, and furthermore that it can be cleaned and sterilized in all product-contacting areas, for example by Liquid and superheated steam treatment.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung und Abfüllung eines aseptischen Gemisches einer flüssigen oder pastösen Grundmasse und einer ggf. in einem flüssigen oder pastösen Träger suspendierten Zusatzmasse mit festen Produktteilchen, bei welchem die Grundmasse und die Zusatzmasse jeweils getrennt aseptisch gemacht, hierauf zusammengeführt, anschließend unter aseptischen Bedingungen gemischt und das so gewonnene Gemisch schließlich verfüllt wird.The invention further relates to a method for producing and filling an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, in which the base mass and the additional mass are each made separately aseptic, then brought together, then mixed under aseptic conditions and the mixture thus obtained is finally filled.

Hierbei wird zur Lösung der oben definierten Aufgabe vorgeschlagen, daß die Mischung in einer dynamischen Mischeinrichtung durchgeführt wird.To solve the problem defined above, it is proposed that the mixing be carried out in a dynamic mixing device.

Die Mischung kann dabei insbesondere in einer dynamischen Mischeinrichtung solcher Bauart durchgeführt werden, daß das Verhältnis des Aufnahmevolumens zum stündlichen Durchsatz zwischen ca. 1:50 bis ca. 1:1000, vorzugsweise ca. 1:100 bis ca. 1:500, beträgt.The mixing can in particular be carried out in a dynamic mixing device of such a type that the ratio of the intake volume to the hourly throughput is between approximately 1:50 to approximately 1: 1000, preferably approximately 1: 100 to approximately 1: 500.

In dem dynamischen Mischvorgang kann die Mischung insbesondere durch Umwälzen des vereinigten Zuflußes von Grundmasse und Zusatzmasse auf einem schlaufenförmigen Weg erfolgen, wobei an einer Abzweigungsstelle des schlaufenförmigen Wegs laufend abfüllfertiges Gemisch abgezogen wird.In the dynamic mixing process, the mixing can take place, in particular, by circulating the combined inflow of base material and additional material in a loop-shaped way, with the ready-to-fill mixture being drawn off continuously at a branch point of the loop-like way.

Um eine für die ausreichende Mischung notwendige Verweildauer innerhalb der Mischvorrichtung zu erzielen, ist dabei vorgesehen, daß der Volumenstrom in dem schlaufenförmigen Weg an einer Stelle vor der Abzweigungsstelle größer eingestellt wird als der Volumenstrom des laufend abgezweigten füllfertigen Gemisches.In order to achieve a residence time within the mixing device necessary for the sufficient mixing, it is provided that the volume flow in the loop-shaped path at a point in front of the branching point is set greater than the volume flow of the ready-to-fill mixture which is continuously branched off.

Im einzelnen kann das Mischen in der Weise erfolgen, daß die zusammengeführten Ströme der Grundmasse und der Zusatzmasse zunächst eine Zwangsförderstrecke von einer Eingangsstelle der vereinigten Ströme bis zu einer Ausgangsstelle der Zwangsförderstrecke durchlaufen und sodann von der Ausgangsstelle der Zwangsförderstrecke auf einem Rückführweg zur Zwangsförderstrecke zurückgeleitet werden, wobei ein Teil des Volumendurchsatzes durch die Rückführstrecke vor der Wiedereinmündung des Rückführwegs in die Zwangsförderstrecke aus diesem Rückführweg als füllfertiges Gemisch abgezweigt wird. Es hat sich gezeigt, daß eine besonders gute Mischung bei gleichzeitig besonders schonender Behandlung der Festteilchen dann erreicht wird, wenn der Rückführweg längs einer torischen Fläche verläuft, in deren Achse die Zwangsförderstrecke liegt und daß die Abzweigung des füllfertigen Gemisches über einen Toruskernraum erfolgt, welcher radial zwischen der Zwangsförderstrecke und der Rückführstrecke liegt.In particular, the mixing can be carried out in such a way that the combined flows of the basic mass and the additional mass first run through a forced conveying section from an entry point of the combined streams to an exit point of the forced conveying section and then are returned from the exit point of the forced conveying section on a return path to the forced conveying section, wherein a part of the volume flow through the return path is branched off from this return path as a ready-to-fill mixture before the return path re-joins the forced conveying path. It has been shown that a particularly good mixture with a particularly gentle treatment of the solid particles is achieved if the return path runs along a toric surface, in the axis of which the forced conveying path lies and that the ready-to-fill mixture is branched off via a toroidal core space, which is radial lies between the forced conveyor line and the return line.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels; es stellen dar:

Figur 1
ein Flußschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung und
Figur 2
einen dynamischen Schlaufenmischer innerhalb einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
The accompanying figures explain the invention using an exemplary embodiment; it represents:
Figure 1
a flow diagram of a device according to the invention and
Figure 2
a dynamic loop mixer within a device according to the invention.

In Figur 1 ist mit 10 ein Vorratsbehälter für eine flüssige oder pastöse Grundmasse bezeichnet. An diesen Vorratsbehälter schließt sich eine Erhitzungsstation 12 an, in der die Grundmasse durch Erhitzen aseptisch gemacht wird. An die Erhitzungsstation schließt sich eine Abkühlungsstation 14 an, in welcher die Grundmasse auf Abfülltemperatur abgekühlt wird. Die Erhitzungs- und Abkühlungsstation 12 und 14 können auch in den Vorratsbehälter 10 integriert sein.In Figure 1, 10 denotes a reservoir for a liquid or pasty base. This storage container is followed by a heating station 12, in which the base is made aseptic by heating. The heating station is followed by a cooling station 14, in which the base material is cooled to the filling temperature. The heating and cooling stations 12 and 14 can also be integrated in the storage container 10.

An die Abkühlungsstation schließt sich ein Zwischenbehälter 16 an, der aseptisch ist und die aseptisch gemachte Grundmasse aufnimmt.An intermediate container 16, which is aseptic and receives the aseptically made basic mass, adjoins the cooling station.

Ferner erkennt man in der Figur 1 einen Vorratsbehälter 18 für eine Zusatzmasse, die feste Teilchen enthält. Die festen Teilchen können dabei in eine Flüssigkeit oder eine pastöse Masse suspendiert sein. Die festen Teilchen sind dabei in eine möglichst geringe zur Förderung aber ausreichende Menge flüssiger oder pastöser Masse suspendiert.Furthermore, one can see in FIG. 1 a storage container 18 for an additional mass which contains solid particles. The solid particles can be suspended in a liquid or a pasty mass. The solid particles are suspended in the smallest possible amount of liquid or paste that is sufficient for conveying.

An den Vorratsbehälter 18 schließt sich wiederum eine Erhitzungsstation 20 an, in der die Festteilchen aseptisch gemacht werden und eine Abkühlungsstation 22, in der die Festteilchen auf Abfülltemperatur abgekühlt werden. Es folgt dann wieder ein Zwischenbehälter 24, der aseptisch ist und die aseptische Zusatzmasse aufnimmt.The storage container 18 is in turn followed by a heating station 20 in which the solid particles are made aseptic and a cooling station 22 in which the solid particles are cooled to the filling temperature. An intermediate container 24 then follows, which is aseptic and receives the additional aseptic mass.

Es ist hier anzumerken, daß die Erhitzung der Grundmasse und der Zusatzmasse häufig unterschiedlicher Temperaturbehandlung bedarf, weil es verhältnismäßig schwierig ist, die Feststoffteilchen enthaltende Zusatzmasse so zu erhitzen, daß auch die Kernbereiche der Feststoffteilchen eine ausreichende Temperatur erfahren. Andererseits ist die Grundmasse häufig gegen Temperatur so empfindlich, daß sie nicht auf längere Zeit derjenigen Temperatur ausgesetzt werden darf, welche notwendig wäre, um die Feststoffteilchen im Kern bis zum Erreichen aseptischen Zustands zu erhitzen.It should be noted here that the heating of the base mass and the additional mass often requires different temperature treatment, because it is relatively difficult to heat the additional mass containing solid particles in such a way that the core areas of the solid particles also experience a sufficient temperature. On the other hand, the matrix is often so sensitive to temperature that it must not be exposed to the temperature that would be necessary to heat the solid particles in the core until they are aseptic.

An die beiden Zwischenbehälter 16 und 24 schließt sich eine Vereinigungsstelle 26 an, der ein aseptischer dynamischer Schlaufenmischer 28 nachgeschaltet ist. Der Zufluß zu dem Schlaufenmischer liegt an dessen unterem Ende und der Abfluß 30 an dessen oberem Ende. Der Abfluß 30 des Schlaufenmischers ist mit einem aseptischen Einstufenfüller 32 verbunden, dessen Abgabevorrichtung 34 das erhaltene Gemisch in Verpackungsbehälter 36 abfüllt.A connection point 26 adjoins the two intermediate containers 16 and 24 and is followed by an aseptic dynamic loop mixer 28. The inlet to the loop mixer is at its lower end and the outlet 30 at its upper end. The drain 30 of the loop mixer is connected to an aseptic one-stage filler 32, the dispensing device 34 of which fills the mixture obtained into packaging container 36.

Wenn hier von einem Einstufenfüller die Rede ist, so ist damit gemeint, daß das Gemisch durch einen einzigen Abfüllschritt in die Verpackungsbehälter gegeben wird im Gegensatz zu Zweistufenfüllern, bei denen die Zusatzmasse mit dem Festteilchenanteil in einem ersten Schritt und die flüssige und pastöse Grundmasse in einem zweiten Schritt in eine Packung abgefüllt wird.When we are talking about a one-stage filler, it means that the mixture is added to the packaging container by a single filling step, in contrast to two-step fillers, in which the additional mass with the solid particle content in a first step and the liquid and pasty base mass in one second step is filled into a package.

In Figur 2 ist ein Schlaufenmischer 28 dargestellt. Dieser Schlaufenmischer 28 umfaßt einen Zylinder 40 mit einer Schnecke 42. Die Schnecke 42 ist durch eine Welle 44 getragen und rotierend angetrieben. Ein Zulauf 46 ist mit der Vereinigungsstelle 26 verbunden. An das obere Ende des Zylinders 40 schließen sich Rücklaufstrecken 48 an, welche durch Umlenkbleche 50 und einen Außenmantel 52 begrenzt sind. Das untere Ende der Rücklaufstrecken 48 ist bei 54 wieder in den unteren Teil des Zylinders 40 eingeführt. Kurz vor den Wiedereinführungen 54 zweigt von dem Rückführstrom jeweils ein Teilstrom 56 ab, der zu dem Auslauf 30 führt. Die Teilströme 56 sind einerseits durch den Zylinder 40 und andererseits durch die Umlenkbleche 50 begrenzt.A loop mixer 28 is shown in FIG. This loop mixer 28 comprises a cylinder 40 with a worm 42. The worm 42 is supported by a shaft 44 and driven in rotation. An inlet 46 is connected to the union point 26. Return sections 48 adjoin the upper end of the cylinder 40 and are delimited by deflection plates 50 and an outer jacket 52. The lower end of the return paths 48 is reinserted at 54 into the lower part of the cylinder 40. Shortly before the reintroductions 54 branches of that Return stream from a partial stream 56, which leads to the outlet 30. The partial flows 56 are delimited on the one hand by the cylinder 40 and on the other hand by the deflection plates 50.

Im Betrieb wird laufend der vereinigte Strom aus den Zwischenbehältern 16 und 24 bei 46 in den Zylinder 40 eingeführt. In dem Zylinder 40 wird der vereinigte Strom unter Mischung durch die rotierende Schnecke 42 hochgefördert entlang der gestrichelten und mit Pfeilsptizen versehenen Strecken 60. Am oberen Ende des Zylinders tritt das Gut aus dem Zylinder 40 aus und läuft durch die Rücklaufstrecken 48 wieder nach unten. Am unteren Ende der Rücklaufstrecken 48 tritt ein Teil des rückgeführten Guts wieder in den Zylinder 40 ein, wird in diesem erneut nach oben gefördert, während ein anderer Teil vom Gutstrom abgezweigt wird und längs der gestrichelten und mit Pfeilen versehenen Linien 62 nach oben zum Auslauf 30 gelangt und an den Einstufenfüller 32 weitergeleitet wird.In operation, the combined flow from the intermediate containers 16 and 24 is continuously introduced into the cylinder 40 at 46. In the cylinder 40, the combined stream is conveyed upwards by mixing through the rotating screw 42 along the dashed and arrow-drawn sections 60. At the upper end of the cylinder, the material emerges from the cylinder 40 and runs down through the return sections 48 again. At the lower end of the return sections 48, part of the returned material re-enters the cylinder 40, is conveyed upwards again in this cylinder, while another part is diverted from the material flow and upwards along the dashed and arrowed lines 62 to the outlet 30 arrives and is forwarded to the single-stage filler 32.

Die Behandlung des Guts und insbesondere der Festteilchen in diesem Mischer ist äußerst schonend. Gleichwohl wird eine gleichmäßige Verteilung der Festteilchen auf die Grundmasse erzielt, so daß in den abgefüllten Einzelpackungen mit gleichmäßigen Mengenanteilen der Grundmasse und der Feststoffteilchen gerechnet werden kann unter gleichmäßiger Verteilung der Feststoffteilchen in den jeweiligen Portionen, sofern die Grundmasse entsprechend hochviskos ist.The treatment of the material and in particular the solid particles in this mixer is extremely gentle. Nevertheless, a uniform distribution of the solid particles on the base mass is achieved, so that in the filled individual packs with uniform proportions of the base mass and the solid particles can be expected with uniform distribution of the solid particles in the respective portions, provided the base mass is correspondingly highly viscous.

Der Schlaufenmischer ist nach außen hermetisch abgeschlossen. An der Stelle des Eintritts der Welle 44 ist eine Dampfsperre 64 vorgesehen, das heißt, eine Kammer, die ständig von einem Heißdampfstrom durchströmt wird, so daß keinesfalls Atmosphäre in den Innenraum des Schlaufenmischers gefördert werden kann. Ferner sind Anschlüsse 66 und 68 vorgesehen, durch welche Reinigungsflüssigkeit und Sterilisierdampf eingeleitet und abgeleitet werden können.The loop mixer is hermetically sealed from the outside. At the point where the shaft 44 enters, a vapor barrier 64 is provided, that is to say a chamber through which a stream of superheated steam flows, so that under no circumstances can atmosphere be conveyed into the interior of the loop mixer. Connections 66 and 68 are also provided, through which cleaning liquid and sterilizing steam can be introduced and removed.

Der Einsatz von Erhitzungs- und Abkühlungsmitteln zum Aseptischmachen der Grundmasse bzw. der Zusatzmasse wurde hier beispielsweise genannt. Grundsätzlich kann das Aseptischmachen im oben definierten Sinne auch auf andere Weise erfolgen: z.B. können Mikroorganismen und zwar sowohl vegetative Mikroorganismen als auch -sporen auch durch geeignete Filter- oder Membranverfahren, durch Mikrowellenbehandlung, durch statische Hochdruckbehandlung oder energiereiche Bestrahlung ausgeschieden bzw. unschädlich gemacht werden.The use of heating and cooling agents to make the basic or additional mass aseptic was mentioned here, for example. Basically, aseptic cleaning can also be done in other ways: e.g. Microorganisms, both vegetative microorganisms and spores, can also be excreted or rendered harmless by suitable filter or membrane processes, by microwave treatment, by static high-pressure treatment or high-energy radiation.

Claims (8)

Einrichtung zur Herstellung und Abfüllung eines aseptischen Gemisches einer flüssigen oder pastösen Grundmasse und einer ggf. in einem flüssigen oder pastösen Träger suspendierten Zusatzmasse mit festen Produktteilchen, umfassend eine Lieferstelle (10) für die Grundmasse, Erhitzungs- und Abkühlungsmittel (12,14) zum Aseptischmachen der Grundmasse und einen Tank (16) zur Aufnahme der aseptischen Grundmasse, ferner umfassend eine Lieferstelle (18) für die Zusatzmasse, Erhitzungs- und Abkühlungsmittel (20,22) zum Aseptischmachen der Zusatzmasse und einen Tank (24) für die aseptisch gemachte Zusatzmasse,
ferner umfassend eine Zusammenführung (26) für die Grundmasse und die Zusatzmasse, eine der Zusammenführung nachgeschaltete aseptische Mischeinrichtung (28) und einen der Mischeinrichtung nachgeschalteten aseptischen Einstufenfüller (32),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischeinrichtung (28) eine dynamische Mischeinrichtung ist.Device for producing and filling an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, comprising a delivery point (10) for the base mass, heating and cooling means (12, 14) for making aseptic the basic mass and a tank (16) for holding the aseptic basic mass, further comprising a delivery point (18) for the additional mass, heating and cooling means (20, 22) for making the additional mass aseptic and a tank (24) for the aseptically made additional mass,
further comprising a combination (26) for the base mass and the additional mass, an aseptic mixing device (28) connected downstream of the combination and an aseptic single-stage filler (32) connected downstream of the mixing device,
characterized,
that the mixing device (28) is a dynamic mixing device. Einrichtung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die dynamische Mischeinrichtung (28) ein dynamischer Schlaufenmischer ist mit einem Schneckenzylinder (40), einer in diesem Schneckenzylinder rotierenden Förderschnecke (42), einer Zuführeinrichtung (46) für das Gemisch, einer Umwalzleitung (48) von einem Ende der Schnecke (42) zum anderen Ende der Schnecke (42) und einer Abzugseinrichtung (30) zum kontinuierlichen Abziehen eines Teils des in Schlaufenform umlaufenden Gemisches.Device according to claim 1
characterized,
that the dynamic mixing device (28) is a dynamic loop mixer with a screw cylinder (40), a screw conveyor (42) rotating in this screw cylinder, a feed device (46) for the mixture, a circulation line (48) from one end of the screw (42) to the other end of the screw (42) and a withdrawal device (30) for continuously withdrawing part of the mixture circulating in the form of a loop. Verfahren zur Herstellung und Abfüllung eines aseptischen Gemisches einer flüssigen oder pastösen Grundmasse und einer ggf. in einem flüssigen oder pastösen Träger suspendierten Zusatzmasse mit festen Produktteilchen, bei welchem die Grundmasse und die Zusatzmasse jeweils getrennt aseptisch gemacht, hierauf zusammengeführt, anschließend unter aseptischen Bedingungen gemischt und das so gewonnene Gemisch schließlich verfüllt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung in einer dynamischen Mischeinrichtung (28) durchgeführt wird.Process for the production and filling of an aseptic mixture of a liquid or pasty base mass and an additional mass, optionally suspended in a liquid or pasty carrier, with solid product particles, in which the base mass and the additional mass are each made separately aseptic, brought together, then mixed under aseptic conditions and the mixture thus obtained is finally filled in,
characterized,
that the mixing is carried out in a dynamic mixing device (28). Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung in einer dynamischen Mischeinrichtung durchgeführt wird, in welcher das Verhältnis des Aufnahmevolumens zum stündlichen Durchsatz zwischen ca. 1:50 bis ca. 1:1000, vorzugsweise ca. 1:100 bis ca. 1:500, beträgt.Method according to claim 3,
characterized,
that the mixing is carried out in a dynamic mixing device in which the ratio of the intake volume to the hourly throughput is between about 1:50 to about 1: 1000, preferably about 1: 100 to about 1: 500. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung durch Umwälzen des vereinigten Zuflußes von Grundmasse und Zusatzmasse auf einem schlaufenförmigen Weg erfolgt, wobei an einer Abzweigungsstelle des schlaufenförmigen Wegs laufend abfüllfertiges Gemisch abgezogen wird.Method according to one of claims 3 and 4,
characterized,
that the mixing takes place by circulating the combined inflow of base material and additional material in a loop-shaped way, with the ready-to-fill mixture being continuously drawn off at a branching point of the loop-like way. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Volumenstrom in dem schlaufenförmigen Weg an einer Stelle vor der Abzweigungsstelle größer eingestellt wird als der Volumenstrom des laufend abgezweigten füllfertigen Gemisches.Method according to claim 5,
characterized,
that the volume flow in the loop-shaped path at a point in front of the branch point is set larger than the volume flow of the continuously diverted mixture. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusammengeführten Ströme der Grundmasse und der Zusatzmasse zunächst eine Zwangsförderstrecke von einer Eingangsstelle der vereinigten Ströme bis zu einer Ausgangsstelle der Zwangsförderstrecke durchlaufen und sodann von der Ausgangsstelle der Zwangsförderstrecke auf einem Rückführweg zur Zwangsförderstrecke zurückgeleitet werden, wobei ein Teil des Volumendurchsatzes durch die Rückführstrecke vor der Wiedereinmündung des Rückführwegs in die Zwangsförderstrecke aus diesem Rückführweg als füllfertiges Gemisch abgezweigt wird.Method according to one of claims 3 to 6,
characterized,
that the merged flows of the basic mass and the additional mass first pass through a forced conveying section from an entry point of the combined streams to an exit point of the forced conveying section and then are returned from the exit point of the forced conveying section on a return path to the forced conveying section, part of the volume throughput through the return section before Re-confluence of the return path in the forced conveyor line is branched off from this return path as a ready-to-fill mixture. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rückführweg längs einer torischen Fläche verläuft, in deren Achse die Zwangsförderstrecke liegt und daß die Abzweigung des füllfertigen Gemisches über einen Toruskernraum erfolgt, welcher radial zwischen der Zwangsförderstrecke und der Rückführstrecke liegt.Method according to claim 7,
characterized,
that the return path runs along a toric surface, in the axis of which the forced conveying section lies and that the ready-to-fill mixture is branched off via a toroidal core space which lies radially between the forced conveying section and the return section.
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