ES2312174T3 - Dispositivo para eliminar contaminantes presentes en un liquido. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION PROPONE UN METODO PARA ELIMINAR CONTAMINANTES PRESENTES EN UN LIQUIDO, EN PARTICULAR MICROORGANISMOS, SEGUN CUYO METODO SE CALIENTA PRIMERAMENTE UN FLUJO DE LIQUIDO A TRATAR POR ENCIMA DE SU TEMPERATURA DE EVAPORACION A FASE GAS, EL FLUJO DE GAS ASI OBTENIDO SE SOMETE ENTONCES A TRATAMIENTO, CUYO TRATAMIENTO INCLUYE FILTRACION Y/O ESTERILIZACION, Y EL FLUJO DE GAS TRATADO SE ENFRIA A CONTINUACION POR DEBAJO DE SU TEMPERATURA DE EVAPORACION PARA DEVOLVERLO A SU FASE LIQUIDA.

Description

Dispositivo para eliminar contaminantes presentes en un líquido.

Un envase para bebidas carbonatadas puede derivar una parte de su rigidez mecánica, en la situación cerrada, de la presión de gas interna. De manera análoga los rellenos de gas se utilizan para aplicación general, por ejemplo, en envases para productos alimentarios en los que la presión interna en un envase es mayor que la presión atmosférica.

Para uso con productos alimentarios tales gases deben exhibir un comportamiento inerte. Son adecuados por ejemplo los gases más comunes nitrógeno, monóxido de dinitrógeno, argón, neón u otros gases inertes, dióxido de carbono, etc. También se utilizan gases para desplazar el oxígeno. Los envases no están necesariamente bajo presión aunque los gases se pueden aplicar también como propulsores.

Son conocidos los dispositivos por ejemplo para admitir nitrógeno líquido a una temperatura de casi -200ºC en forma de gotitas dentro de un envase, para cerrar el envase y para garantizar que, como resultado del posterior ligero calentamiento natural, el nitrógeno líquido pase a la fase gaseosa y pueda desarrollar presión de gas.

Los envases adecuados son latas de metal, vasos o tarros de plástico con (cubierta de tornillo), sacos, bolsas, bandejas de plástico con cubierta metalizada, etc.

El documento US-A-4 620 962 describe un dispositivo para eliminar microorganismos presentes en un líquido. El nitrógeno líquido de un depósito de almacenamiento es calentado en un intercambiador de calor y esterilizado mediante esterilización ultravioleta o ultra filtración. Este gas esterilizado es entonces enfriado y almacenado en un segundo depósito de almacenamiento. Este segundo depósito de almacenamiento está dispuesto en un depósito de aislamiento se ha rellenado con nitrógeno líquido del primer depósito de almacenamiento. El nitrógeno esterilizado se descarga a través de una salida de nitrógeno líquido. Para evitar descargar el nitrógeno gaseoso, la salida del líquido se dispone en el fondo del segundo depósito de almacenamiento. El nitrógeno líquido se mantiene a una temperatura de -195ºC. El nitrógeno esterilizado descargado que tiene una temperatura de -195ºC tiene la desventaja de que mediante un aumento ligero de temperatura se formará gas.

Es un objeto de la invención proporcionar un dispositivo con el cual el nitrógeno liquido puede ser eficazmente liberado de contaminantes tales como gérmenes, bacterias y similares. Un rellenado aséptico puede tener lugar por medio del mismo.

Con respecto a lo anterior, la invención proporciona un dispositivo según la reivindicación 1.

Una elevada eficacia se obtiene con una realización en la que el intercambiador de calor es del tipo de contraflujo.

La invención se explicará ahora haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos:

Las figs. 1 y 2 muestran esquemáticamente una realización de un dispositivo para filtrar según la invención en dos situaciones operativas;

La figs. 3 y 4 muestran esquemáticamente un ejemplo de un dispositivo para esterilizar no de acuerdo con la invención en dos situaciones operativas; y

La fig. 5 es una vista esquemática de incluso otro ejemplo no de acuerdo con la invención.

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Siempre que sea aplicable, componentes correspondientes en las figs. 1, 2, 3 y 4 son designados en lo posible con los mismos números de referencia.

Las figs. 1 y 2 muestran esquemáticamente una realización de un dispositivo para filtrar según la invención. Este comprende un depósito 5 de almacenamiento para ser rellenado con nitrógeno 4 líquido a una temperatura de aproximadamente -200ºC vía un embudo 1 y un conducto 2 de alimentación con válvula 3, a cuyo depósito se conecta un conducto 7 de alimentación provisto de una bomba 6. Este conducto 7 se ramifica en un conducto 10 de refrigeración que conduce al primer circuito 8 de un intercambiador 9 de calor y un conducto 13 de filtro que conduce vía un dispositivo 11 de calentamiento a un filtro 12, la salida 14 de cuyo filtro 12 conduce al segundo circuito 15 del intercambiador 9 de calor de modo que el dispositivo 11 de calentamiento caliente el nitrógeno 4 líquido hasta por encima de su temperatura de evaporación hacia la fase gaseosa y el nitrógeno gaseoso admitido a través del filtro 12 se condense en el intercambiador 9 de calor. Esta salida 16 del segundo circuito 15 conduce un flujo de nitrógeno líquido esterilizado hacia una estación de aplicación (no mostrada).

La salida 17 del primer circuito 8 está conectada vía un dispositivo 18 de refrigeración al depósito 5 de almacenamiento. De este modo tiene lugar la recirculación del nitrógeno líquido utilizado como medio refrigerante.

Según se muestra en la figura, el intercambiador 9 de calor actúa a contraflujo.

El dispositivo 11 de calentamiento y el dispositivo 18 de refrigeración forman parte de un sistema que funciona como bomba de calor que está esquemáticamente designada con 19 y comprende una bomba 20.

Las figs. 3 y 4 muestran esquemáticamente un dispositivo de esterilización. Este comprende un depósito 5 de almacenamiento para ser rellenado con nitrógeno 4 líquido a una temperatura de aproximadamente -200ºC vía un embudo 1 y un conducto 2 de alimentación con válvula 3, a cuyo depósito se conecta un conducto 7 de alimentación provisto de una bomba 6. Este conducto 7 se bifurca en un conducto 10 de refrigeración que conduce al primer circuito 8 de un intercambiador 9 de calor y un conducto 13 de filtro que conduce vía un dispositivo 11 de calentamiento a un dispositivo 12 (no mostrado), para esterilizar también, la salida 14 de cuyo dispositivo 12 conduce al segundo circuito 15 del intercambiador 9 de calor de modo que el dispositivo 11 de calentamiento caliente el nitrógeno 4 líquido a por ejemplo aproximadamente 150ºC para que pase a la fase gaseosa y el nitrógeno gaseoso admitido a través del dispositivo 12 se condense en el intercambiador 9 de calor. La salida 16 del segundo circuito 15 conduce un flujo de nitrógeno líquido esterilizado a una estación de aplicación (no mostrada). La temperatura del gas en el dispositivo 12 debe siempre ser suficientemente elevada para garantizar que la esterilización tiene lugar eficaz-
mente.

La salida 17 del primer circuito 8 está conectada vía un dispositivo 18 de refrigeración al depósito 5 de almacenamiento. De este modo tiene lugar la recirculación del nitrógeno líquido utilizado como medio de refrigeración.

Según muestra la figura, el intercambiador 9 de calor actúa a contraflujo.

El dispositivo 11 de calentamiento y el dispositivo 18 de refrigeración forman parte de un sistema operativo como bomba de calor que está designada esquemáticamente con 19 y comprende una bomba 20.

La válvula 21 de acuerdo con las figs. 1, 2, 3 y 4 está dispuesta en el conducto 10 de refrigeración y puede ser colocada en una posición abierta yen una posición cerrada. En la situación de las figs. 1 y 3 la válvula 21 está cerrada, con lo cual todo el líquido bombeado por la bomba 6 es suministrado al conducto 13. En la situación de las figs. 2 y 4 la válvula 21 está abierta y una parte del flujo de líquido es admitida a través del conducto 13 y otra parte a través del conducto 10.

La fig. 5 muestra un dispositivo no de acuerdo con la invención en otro ejemplo. Se pueden distinguir tres circuitos. El primer circuito está designado con flechas 30 y sirve para alimentar nitrógeno líquido vía el alimentador 32 a un depósito 31 de almacenamiento. Se añade un medidor 33 de nivel al depósito 31.

Un segundo circuito se designa con flechas 40. Este circuito es alimentado con nitrógeno gaseoso a temperatura ambiente y a una presión de varios kPa, por ejemplo de 200-600 kPa. Este nitrógeno que viene del alimentador 41 circula a través de la espiral 42 del intercambiador de calor, es enfriado por el nitrógeno 31 líquido y abandona el dispositivo en estado líquido vía la salida 60 para ser recogido mediante una estación 61 de recogida. Cerrando una válvula 43 de control aséptica se puede interrumpir dicho flujo de medio a través de la espiral 42 del intercambiador de calor, con lo cual el nitrógeno gaseoso es alimentado directamente vía una tubería 44 de derivación al conducto 60 para desangrarlo y secarlo cuando sea necesario.

Un tercer circuito está designado con flechas 50. Se suministra con fines de esterilización en la entrada 51 del mismo vapor calentado por ejemplo a 130ºC o nitrógeno calentado a una presión del orden de 500-1000 kPa. Cerrando la válvula 46 y abriendo la válvula 52 el circuito 50 es puesto eficazmente en funcionamiento al tiempo que se desconecta el circuito 40. Con la operación inversa se pone eficazmente el circuito 40 en funcionamiento.

De la misma manera que se describe para el circuito 40 el conducto 60 de descarga puede ser esterilizado también vía la tubería 62 de derivación haciendo que el vapor o nitrógeno calentado fluya según la flecha 54, no por la vía de la espiral 42 del intercambiador de calor (en la situación abierta de la válvula 43) sino vía la tubería 62 de deriva-
ción.

La referencia numérica 55 designa un drenaje, 56 es un regulador de presión, 57 un filtro de vapor con válvulas añadidas al mismo, 47 una válvula de control, 48 un filtro estéril con válvulas añadidas al mismo, 49 un detector de diferencia de presión, 34 una válvula de control, 35 una válvula de conexión/desconexión. La referencia numérica 37 designa un conducto de descarga para nitrógeno gaseoso en la parte alta del depósito 38 de almacenamiento. Este conducto 37 puede ser conectado a un dispositivo de refrigeración que baja la temperatura del nitrógeno gaseoso a la temperatura en la que el nitrógeno es líquido y apropiado para suministrar al alimentador 32 del circuito 30. Según se describe haciendo referencia a las figs. 1-4, una bomba de calor puede ser aplicada para este fin.

El circuito 50 sirve para esterilizar previamente los circuitos cuando sea esto necesario. Con este fin todo el aparato debe estar completamente vacío y seco. La tubería 62 de derivación sirve para secar completamente el medio ambiente del conducto 60 de descarga para dosificación del nitrógeno líquido.

La esterilización debe tener lugar a una temperatura mínima de por ejemplo 130ºC durante un número de minutos que se especificará más adelante. Será evidente que el tiempo de esterilización dependiente al mismo tiempo del diseño y dimensiones del dispositivo.

Antes de que un dispositivo se ponga en uso por primera vez tiene lugar una esterilización preliminar. Esta puede tener lugar durante un tiempo relativamente largo, por ejemplo 30 minutos o más a la temperatura antes mencionada de vapor o nitrógeno de más de 130ºC.

Después de utilizar el dispositivo puede tener lugar una nueva esterilización a una temperatura de por ejemplo 180-200ºC durante un período relativamente corto, por ejemplo 10 segundos.

La válvula 43 de control aséptica es del tipo conocido y puede comprender una válvula de diafragma. Una válvula de diafragma es un elemento que está totalmente libre de espacio en la que se puedan acumular los contaminantes, particularmente los microorganismos.

Todo el dispositivo de acuerdo con las fig. 5 y también el de las figs. 1-4 se pueden controlar mediante un PLC o similar.

Claims (2)

1. Dispositivo para realizar un procedimiento para eliminar microorganismos presentes en un nitrógeno licuado, de acuerdo con cuyo procedimiento un primer flujo (13) del nitrógeno licuado para tratamiento es primero calentado (11) por encima de su temperatura de evaporación a fin de que pase a la fase gaseosa, el flujo de gas obtenido de este modo es entonces sometido a un tratamiento, cuyo tratamiento comprende filtración y/o esterilización (12), y el flujo tratado de nitrógeno (14) es con posterioridad enfriado mediante un segundo flujo de nitrógeno (10) líquido hasta por debajo de su temperatura de evaporación a fin de que pase a la fase líquida, caracterizado porque el dispositivo comprende un conducto (10) de alimentación para líquido que se ramifica en un conducto de refrigeración que conduce al primer circuito (8) de un intercambiador (9) de calor y un conducto (13) de filtro que conduce vía un dispositivo (11) de calentamiento a un filtro (12), la salida de cuyo filtro (12) conduce al segundo circuito (15) del intercambiador de calor de modo que el dispositivo (11) de calentamiento caliente el líquido hasta por encima de su temperatura de evaporación para que pase a la fase gaseosa y el gas admitido a través del filtro (12) se condense en el intercambiador (9) de calor, estando la salida del primer circuito (10) conectada vía un dispositivo (18) de refrigeración al conducto (10) de alimentación, y formando conjuntamente el dispositivo (18) de refrigeración y el dispositivo (11) de calentamiento parte de una bomba (19) de calor.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor es del tipo de contraflujo.