NL1012257C2 - Pulssterilisatie-inrichting. - Google Patents

Description

Pulssterilisatie-inrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een pulssterilisatie-inrichting voor het steriliseren van een vloeibaar product omvattende een invoeropening, een 5 uitvoeropening, tussen de invoeropening en uitvoeropening geplaatste eerste elektrodemiddelen en tweede elektrodemiddelen, en hoogspanningsmiddelen die verbonden zijn met de eerste en tweede elektrodemiddelen voor het leveren van hoogspanningspulsen, waarbij het product met een zodanige snelheid tussen de eerste en tweede elektrodemiddelen gevoerd wordt, dat al het vloeibare product aan ten 10 minste één hoogspanningspuls wordt blootgesteld.

Het vloeibare product kan een vloeistof zijn zoals water of melk, maar ook een product met een hogere viscositeit zoals gelei of een suspensie van een vloeistof en andere stoffen zoals mest.

Een dergelijke pulssterilisatie-inrichting is bekend uit Amerikaans octrooischrift 15 US-A-5.235.905. Dit octrooischrift beschrijft een inrichting en werkwijze voor het verlengen van de houdbaarheid van pompbare voedselproducten. Dit wordt bereikt door het blootstellen van de pompbare voedselproducten aan een gepulst hoog elektrisch veld. Dit hoge elektrische veld zorgt ervoor dat celwanden van in de voedselproducten aanwezige micro-organismen beschadigd worden, waardoor de 20 voedselproducten gesteriliseerd worden. De inrichting is voorzien van twee coaxiaal uitgelijnde elektrodes, waardoor een cilindervormig behandelingskanaal ontstaat. De twee elektrodes worden aangestuurd door een hoogspanningspulsgenerator, waarvan de pulsduur en pulsfrequentie aangestuurd worden door een pulsgenerator, bijvoorbeeld een microcomputer. De voedselproducten worden op een zodanige wijze door de 25 inrichting gepompt, dat alle delen van de voedselproducten aan ten minste één hoogspanningspuls worden blootgesteld.

Volgens dit Amerikaans octrooischrift wordt een elektrisch veld opgewekt in de voedselproducten van meer dan 25 kV/cm en bij voorkeur tussen 35 en 120 kV/cm. De afstand tussen de twee elektrodes bedraagt ten minste 0,1 cm en ligt bij voorkeur tussen 30 0,5 en 3 cm. De pulsbreedte van de hoogspanningspuls ligt tussen 0,1 en 25 psec.

Nadelen van deze bekende inrichting en werkwijze is dat voor een voldoende doorstroming van het vloeibare product de afstand tussen de elektrodes minimaal een bepaalde waarde dient te hebben. Door deze minimale waarde is een relatief hoog 1012257 2 spanningsverschil nodig tussen de elektrodes om een voldoende hoog elektrisch veld in de voedselproducten te bewerkstelligen om de celwanden van micro-organismen te beschadigen. Hierdoor zal de inrichting vergaande maatregelen vereisen op het gebeid van beveiliging tegen de hoogspanning, het voorkomen van ontladingen aan de lucht 5 (corona) en zal tevens het energieverbruik van de inrichting hoog zijn. Hierdoor zullen de kosten van het bedrijf van deze inrichting hoog zijn.

Doelstelling van de onderhavige aanvrage is derhalve het verschaffen van een pulssterilisatie-inrichting waarbij de genoemde problemen niet optreden.

Deze doelstelling wordt bereikt door een pulssterilisatie-inrichting van de bij 10 aanhef gedefinieerde soort, waarbij de eerste elektrodemiddelen gevormd worden door ten minste twee eerste elektrodeplaten en de tweede elektrodemiddelen gevormd worden door ten minste twee tweede elektrodeplaten, waarbij de eerste en tweede elektrodeplaten afwisselend parallel aan elkaar geplaatst zijn, en de hoogspanningsmiddelen één hoogspanningsvoeding per eerste elektrode omvatten.

15 Voordeel van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is dat door het gebruiken van meerdere, parallel aan elkaar geplaatste elektrodeplaten, een lagere hoogspanning benodigd is voor het opwekken van een voldoende hoog elektrisch veld om de celwanden van micro-organismen en dergelijke te beschadigen of te vernietigen. Door de eerste elektrodeplaten aan te sturen met afzonderlijke 20 hoogspanningsvoedingen, zijn de prestatie-eisen per hoogspanningsvoeding lager dan in het geval van één hoogspanningsvoeding die alle elektrodeplaten aanstuurt. Hierdoor is het mogelijk om relatief goedkope hoogspanningsvoedingen te gebruiken. Ook zal het energieverbruik van de inrichting lager zijn.

Bijkomend voordeel van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige 25 uitvinding, is dat door de modulaire opbouw deze eenvoudig is uit te breiden of aan te passen aan de voor een bepaald product benodigde doorvoersnelheid.

Door het veelvoud van elektrodeplaten parallel aan elkaar te plaatsen en per elektrodepaar afzonderlijk met een hoogspanningsvoeding aan te sturen, ontstaat tussen de elektrodeplaten een in hoofdzaak uniform elektrisch veld in het te behandelen 30 product. Dit zal een effectievere werking veroorzaken.

De twee buitenste twee elektrodeplaten kunnen dienen als vloeistofdichte wand van de inrichting, waardoor kosten bespaard kunnen worden.

101 2257 3

De internationale octrooiaanvrage WO 97/04858 openbaart een inrichting voor het desinfecteren van vloeistoffen, omvattende een invoeropening, een uitvoeropening, tussen de invoeropening en uitvoeropening geplaatste eerste elektrodemiddelen en tweede elektrodemiddelen, en hoogspanningsmiddelen die verbonden zijn met de eerste 5 en tweede elektrodemiddelen voor het leveren van hoogspanningspulsen. De eerste elektrodemiddelen worden gevormd door een ringvormige elektrode, die tussen twee ringvormige elektrodes is geplaatst die de tweede elektrodemiddelen vormen.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zijn de eerste en tweede elektrodeplaten parallel aan de stroomrichting van het product van instroomopening 10 naar uitstroomopening geplaatst. Hierdoor wordt een optimaal doorstroomoppervlak bereikt, terwijl de afstand tussen de elektrodeplaten klein kan blijven.

In een verdere uitvoeringsvorm van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding bedraagt het aantal tweede elektrodeplaten één meer dan het aantal eerste elektrodeplaten. Indien de tweede elektrodeplaten in een verdere 15 uitvoeringsvorm geleidend met elkaar verbonden zijn, en bij voorkeur geaard zijn, vormen de buitenste tweede elektrodeplaten wanden die niet onder hoogspanning komen te staan, hetgeen voordelen biedt op het gebied van veiligheid.

Als alternatief kunnen zowel de eerste elektrodeplaten als de tweede elektrodeplaten door afzonderlijke hoogspanningsvoedingen aangestuurd worden.

20 Een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding betreft een pulssterilisatie-inrichting waarbij de hoogspanningsmiddelen verder één pulsgever omvatten, die verbonden is met alle hoogspanningsvoedingen. Verder kunnen de hoogspanningsmiddelen verder een schakelversterker per hoogspanningsvoeding omvatten, waarbij de ingang van de schakelversterker verbonden is met de pulsgever en 25 de uitgang van de schakelversterker verbonden is met de respectieve . hoogspanningsvoeding, waarbij de schakelversterker is ingericht voor het omzetten van de van de pulsgever afkomstige signalen naar de hoogspanningspulsen. De ene pulsgever zorgt voor een centrale aansturing van de hoogspanningsvoedingen, waarbij de schakelversterkers het pulssignaal gebruiken om de hoogspanningsvoedingen aan te 30 sturen. De schakelversterkers kunnen eenvoudige, makkelijk verkrijgbare schakelversterkers zijn, die bijvoorbeeld gebruikt worden in de automobielindustrie.

Als hoogspanningsvoedingen kunnen goedkope en eenvoudig verkrijgbare bobines 1012257 4 gebruikt worden. Hierdoor wordt de inrichting volgens de onderhavige uitvinding eenvoudig en economisch te vervaardigen.

Voor een goede en effectieve werking van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is het nodig dat de hoogspanningsvoeding 5 hoogspanningpulsen levert met een pulsfrequentie van 50-1500 pulsen/sec, afhankelijk van het te steriliseren vloeibare product. Tevens dient de hoogspanningsvoeding een zodanige spanning te leveren dat in het product tussen de elektrodeplaten een elektrisch veld ontstaat tussen 10 en 20 kV/cm. Bij voorkeur is de afstand tussen de elektrodeplaten ten minste 2,1 mm, waardoor de op te wekken hoogspanning slechts 10 2,1 tot 4,2 kV bedraagt.

Een tweede aspect van de onderhavige uitvinding betreft een stroomkamer voor toepassing in een pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding, omvattende een eerste afdekplaat, een tweede afdekplaat en loodrecht op de eerste en tweede afdekplaat en parallel aan elkaar geplaatste elektrodeplaten, waarbij de 15 buitenste elektrodeplaten vloeistofdicht in de eerste en tweede afdekplaat bevestigd zijn. Door deze constructie is het eenvoudig om naar behoefte de stroomkamer tussen de instroomopening en uitstroomopening te verwisselen voor een exemplaar met een aan het voor een bepaald vloeibaar product aangepast doorstroomoppervlak en ruimte tussen de elektrodeplaten.

20 De pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding zal nu in meer detail worden toegelicht aan de hand van een voorkeursuitvoeringsvorm, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin:

Fig. 1 een doorsnee-aanzicht van een pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding toont; 25 Fig. 2 het middendeel 4 van de pulssterilisatie-inrichting volgens Fig. 1 in meer detail toont;

Fig. 3 een blokschema toont van een besturingsschakeling voor de pulssterilisatie-inrichting volgens de uitvinding; en

Fig. 4 een eenvoudig schema toont van een opstelling van de pulssterilisatie-30 inrichting 1 in bedrijf.

De functie van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is het afdoden van micro-organismen welke ubiquitair in hoog- en/of laag viskeuze 1012257 5 vloeistoffen voorkomen. Een bijkomend voordeel is dat organoleptische eigenschappen en vitaminen niet of nauwelijks worden aangetast.

Bacteriële celwanden zijn opgebouwd uit polymeren, zoals van het peptidoglycan- of mureïnecomplex. Dit macromolecuul is een heteropolymeer en 5 bestaat uit ketens van N-Acetylglucosamine (GlcNAc) en een melkzuurether van N-Acetylglucosamine, het N-Acetylmuraminezuur (MurNAc). Deze beiden zijn β-1,4-glycosidisch met elkaar gekoppeld. Deze heteropolymeer ketens vormen het skelet van het mureïnecomplex. De muraminezuur-verbindingen zijn met de lactylgroep peptidisch verbonden met aminozuur.

10 Tot deze aminozuren behoren L-alanine, D-glutaminezuur, meso- diamineopimelinezuur (Dpm) of L-lysine en D-alanine. De diaminozuren m-, of LL-diaminopimelinezuren en LL-lysine spelen bij de intermoleculaire verbindingen een belangrijke rol omdat zij met hun aminogroepen peptido-verbindingen vormen en zo twee heteropolymere ketens met elkaar verbinden.

15 Hoewel de uitvinding niet tot een specifieke verklaring is beperkt, wordt aangenomen dat het toedienen van de elektrische puls onder meer zal leiden tot de hydrolyse van de zuurstofVerbinding tussen N-acetylglucosamine (GlcNAc) en het N-acetylmuraminezuur (MurNAc). Op deze wijze zullen gaten in het celwandskelet (mureïnecomplex) ontstaan, waardoor de celinhoud door de celwand zal kunnen 20 ontwijken. Het toedienen van de electrische puls kan (daarnaast) ook andere inter- of intramoleculaire bindingen van of tussen de verschillende bestanddelen van de bacteriële celwand openbreken of ten minste de structuur van de celwand zodanig verstoren, dat deze doorlatend wordt voor de celinhoud.

Behalve de hoogte van de spanning is tevens de lengte van de elektrische pulsen 25 en de interval tussen de pulsen van groot belang. Door een onjuiste instelling van de spanning, de pulslengte, de pulsinterval of een combinatie hiervan zal productschade in vorm van vitamineafbraak, eiwit-denaturatie en/of andere ernstige aantasting van de organoleptische eigenschappen van het behandelde product optreden. Deze parameters worden derhalve bij voorkeur zodanig gekozen, dat in wezen geen of niet te zeer 30 afbreuk wordt gedaan aan de gewenste eigenschappen van het te steriliseren product, zoals - in het geval van voedselproducten - de smaak, geur, consistentie, structuur, kwaliteit en dergelijke.

1012257 ~ * 6

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt voor het verwijderen van bacteriën en/of andere micro-organismen uit alle gewenste vloeistoffen en vloeibare media, waaronder organische en/of waterige vloeistoffen en media, als ook emulsies, suspensies, colloïden en andere tot stromen in staat zijnde 5 mengsels. Enige niet-beperkende voorbeelden zijn drinkwater en afvalwater; vloeibare voedselproducten zoals melk en andere zuivelproducten, dranken, soepen, sauzen, vloeibaar voedsel, baby- en zuigelingenvoeding en dergelijke; als ook medische en/of biologische vloeistoffen en -media, bijvoorbeeld medicinale preparaten, cosmetica, infuusvloeistoffen of kweekmedia.

10 Hierbij kunnen de inrichting en werkwijze volgens uitvinding worden gebruikt voor het verwijderen van alle te verwijderen micro-organismen en/of bacteriën, waaronder gram-positieve en gram-negatieve bacteriën, maar ook bijvoorbeeld schimmels en de sporen daarvan, en deze zullen aan de deskundige duidelijk zijn.

De uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het verwijderen van schadelijke 15 micro-organismen uit voedselproducten, zoals voedsel-bedervende bacteriën of bacteriën die anderszins de kwaliteit en/of de houdbaarheid van voedselproducten kunnen aantasten of beperken. Enige niet-beperkende voorbeelden van dergelijke micro-organismen zijn Salmonella, Lysteria, Pseudomonas, Clostridium, S. Aureus, E.Coli.

20 Bij al deze toepassingen kunnen de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding worden gebruikt analoog aan, in plaats van of in aanvulling gebruikelijke steriliseerinrichtingen of -behandelingen zoals warmtebehandeling of steriele filtratie. De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding kunnen in het bijzonder worden gebruikt voor toepassingen waarvoor gebruikelijke technieken minder geschikt zijn, 25 bijvoorbeeld omdat het te steriliseren medium niet goed bestand is tegen hoge temperaturen (zoals voedselproducten) en/of niet goed gefiltreerd kan worden (zoals emulsies, suspensies of hoog viskeuze preparaten).

Voorbeelden van toepassingsgebieden waarin de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding gebruikt kan worden zullen aan de deskundige 30 duidelijk zijn en omvatten onder meer de voedingsmiddelenindustrie, zuivelindustrie, drankindustrie, drinkwaterproductie en -beheer, meststerilisatie, zuivering van afvalwater en medische toepassingen.

1012257 9 7

Bij afvalwaterbehandeling kan de werkwijze toegepast worden bij effluentbehandeling om een eventuele aanwezige besmettingskringloop te onderbreken. Hierbij valt te denken aan het voorkomen van o.a. besmetting van oppervlaktewater door Salmonella. Bij drinkwaterbereiding, bijvoorbeeld als nabehandeling, 5 toepassingen in de derde wereld of in scheepsinstallaties, kan de werkwijze gebruikt worden voor het bereiden van veilig drinkwater zonder E.coli, Salmonella, Cryptosporidium parvum en Legionella pneumophila. Bij waterattracties, sauna's, vijvers, openbare douches kan het water beschermd worden tegen besmetting met bijvoorbeeld Legionella pneumophila. In de voedingsmiddelenindustrie kunnen sausen, 10 soepen, moesen en koelwater geconserveerd worden en kan nabesmetting en/of kruisbesmetting voorkomen worden. Dit betreft dan met name bescherming tegen Mucor, Rhizopus nigrificans, Candida, Saccharomyces, Pseudomonas, e.d. In de zuivelindustrie kan de werkwijze toegepast worden voor het reduceren van het aantal thermische behandelingen door het afdoden van schadelijke micro-organismen zoals 15 Pseudomonas, E.coli, Lactobacillaceae en Streptococcaceae. In de drankenindustrie kan de werkwijze toegepast worden voor het conserveren van dranken en vruchtensappen, waarbij bescherming wordt geboden tegen Lactobacillaceae, Candida en Saccharomyces. In de vleesverwerkende industrie kan nabesmetting en/of kruisbesmetting door Enterobacteriaceae, Lactobacillaceae en Streptococcaceae in het 20 spoelwater en/of flotatieslib voorkomen worden. Bij de mestverwerking kan de werkwijze toegepast worden voor stankreductie en voor het ontsmetten en/of steriliseren van mest, door Lactobacillaceae, Streptococcaceae en Clostridium te bestrijden. Voor verdere mogelijke toepassingen wordt bijvoorbeeld verwezen naar US-A-5.235.905 en WO 97/04858.

25 Toepassing van de uitvinding leidt in het algemeen tot een verlaging van de hoeveelheid levensvatbare micro-organismen in het medium met ten minste 50%, bij voorkeur ten minste 80%, en met meer voorkeur ten minste 95% tot zelfs 99% of meer. Een mogelijke maat hiervoor is het zogenaamde kiemgetal (d.w.z. voor de een of meer te verwijderen micro-organismen), dat volgens de uitvinding met ten minste een factor 30 10, bij voorkeur ten minste een factor 100, en met meer voorkeur ten minste een factor 1000 wordt verlaagd, afhankelijk van bijvoorbeeld de hoeveelheid levensvatbare micro-organismen die aanvankelijk in het te steriliseren medium aanwezig waren. In het algemeen zal na de behandeling met de inrichting volgens de uitvinding het 101 2257 8 kiemgetal voor het te verwijderen micro-organisme worden teruggebracht tot een waarde van minder dan 100, bij voorkeur minder dan 50, met meer voorkeur minder dan 10. Hiervoor zullen in de regel de hierin genoemde (voorkeurs)parameters worden toegepast.

5 Fig. 1 toont een doorsnee-aanzicht van een pulssterilisatie-inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding. De pulssterilisatie-inrichting omvat een inlaatstuk 2 voor de toevoer van de te steriliseren vloeistof of suspensie. Aan de tegenoverliggende zijde van de pulssterilisatie-inrichting 1 bevindt zich een uitlaatstuk 3 voor het afvoeren van de vloeistof na de behandeling in de pulssterilisatie-inrichting 1. Het inlaatstuk 2 en 10 uitlaatstuk 3 zijn bevestigd aan een middendeel 4, door middel van moeren 5, bouten 6 en een vloeistofdichte pakking 7. Dit middendeel 4 omvat een aantal elektrodeplaten 81.. . 8„; 9i... 9„-i die parallel aan elkaar zijn geplaatst evenwijdig aan de stroomrichting van de vloeistof van inlaatstuk 2 naar uitlaatstuk 3.

Het middendeel 4 is in meer detail getoond in Fig. 2 en omvat een eerste 15 afdekplaat 10 en een tweede afdekplaat 11, voorzien van parallel aan elkaar liggende gleuven 12 voor het opnemen van de randen van de elektrodeplaten 8i...8„; 9i...9n.i. De eerste en tweede afdekplaat 10,11 met de daartussen geplaatste elektrodeplaten 81.. .8.; 9i...9„_i kunnen door middel van gaten 13 in de eerste en tweede afdekplaat 10, 11 met behulp van bouten en moeren aan elkaar bevestigd worden, waardoor het 20 middendeel 4 als een module gevormd wordt.

De elektrodeplaten 8i... 8n; 9i...9„.i zijn voorzien van respectieve aansluitingen 14, bijvoorbeeld een aan de plaat gelaste schroefdraad, die door openingen in de eerste of tweede afdekplaat 10, 11 naar buiten steken. Bij voorkeur worden de aansluitingen 14 van de als anode dienende platen 9i.. .9n.j door de eerste afdekplaat 10 van het 25 middendeel 4 en de aansluitingen van de als kathode dienende platen 8i... 8„ door de tweede afdekplaat 11 van het middendeel 4 naar buiten gevoerd. Dit heeft onder meer het voordeel dat alle hoogspanning voerende aansluitingen (van de anodeplaten 91.. . 9„.i) aan één zijde van de pulssterilisatie-inrichting 1 naar buiten kunnen worden gevoerd, hetgeen van belang is uit het oogpunt van veiligheid.

30 Als alternatief voor de gelaste verbinding tussen elektrodeplaten 8i... 8„; 9i... 9„.i en de respectieve aansluitingen 14 is het mogelijk een klemverbinding toe te passen. Door bijvoorbeeld de aansluitingen 14 en de openingen in de afdekplaten 10, 11 te 101 22 5 7 9 voorzien van een schroefdraad, is het mogelijk de klemverbindingen bij het samenvoegen van de eerste en tweede afdekplaten 10,11 en de elektrodeplaten 81.. . 8„; 9i...9„-i tot stand te brengen. Deze constructie heeft als voordeel dat de verbinding sterker is, de afdichting van het middendeel 4 beter is, en het geheel 5 eenvoudiger te fabriceren is.

Bij voorkeur omvat de pulssterilisatie-inrichting 1 een aantal kathodeplaten 81.. . 8„ dat één meer bedraagt dan het aantal anodeplaten 9i.. .9„.i. Op deze wijze kunnen aan de buitenzijde van het middendeel 4 altijd twee kathodeplaten 8i, 8n geplaatst rijn, waardoor zich geen hoogspanning voerende elektrodeplaten 9i.. .9„.i aan 10 de zijkanten bevinden. Dit heeft met name voordeel op het gebied van veiligheid tijdens bedrijf van de pulssterilisatie-inrichting 1. Door de aan de buitenzijde geplaatste kathodeplaten 8j, 8„ in de eerste en tweede afdekplaat 10,11 te plaatsen met een afdichting 15, bijvoorbeeld een kunststof snaar, vormen deze kathodeplaten een vloeistofdichte wand van het middendeel 4.

15 De anode- en kathodeplaten 8i... 8„; 9i...9„.i hebben dezelfde afmetingen en zijn uit hetzelfde materiaal vervaardigd. Hierdoor is het zeer eenvoudig de platen onderling uit te wisselen

Fig. 3 toont een blokschema van een besturingsschakeling 20 voor de pulssterilisatie-inrichting 1. De besturingsschakeling 20 omvat een voedingsbron 22, 20 die bijvoorbeeld de netspanning van 220 V wisselspanning omzet in een lage gelijkspanning tussen 0 en 30 V, bijvoorbeeld 12 V. De besturingsschakeling 20 kan uiteraard ook uit andere bronnen gevoed worden, zoals een accu. De besturingsschakeling 20 omvat verder één pulsgenerator 21 die gelijkspanningspulsen levert met een frequentie tussen 50 en 1500 pulsen per seconde.

25 Verder omvat de besturingsschakeling 20 bij voorkeur voor elk paar van anode- en kathodeplaat 8i... 8„; 9i...9„-i een schakelversterker 24, die verbonden is met de pulsgenerator 21 en met de voedingsbron 22, en een hoogspanningstransformator 23 die verbonden is met de schakelversterker 24 en met de aansluitingen van de anodeplaat 9i... 9„-i en van de kathodeplaat 8i... 8n. Bij voorkeur worden alle 30 kathodeplaten 8i... 8„ elektrisch met elkaar verbonden en geaard. De schakelversterker 24 vormt de koppeling tussen de pulsgenerator 21, voedingsbron 22 en de hoogspanningstransformator 23. De schakelversterker 24 kan bijvoorbeeld een algemeen verkrijgbare schakelversterker rijn die toegepast wordt in de 401 2257 10 automobielindustrie. Dergelijke schakelversterkers 24 zijn zeer betrouwbaar en makkelijk verkrijgbaar. Door de hoogspanningstransformators 23 wordt de voor het bedrijf van de pulssterilisatie-inrichting 1 benodigde hoogspanning van 10..20 kV/cm opgewekt. De hoogspanningstransformators 23 kunnen algemeen verkrijgbare, in de 5 automobielindustrie toegepaste bobines zijn, die relatief goedkoop zijn.

In een verdere uitvoeringsvorm worden de kathodeplaten 8i.. ,8„ niet onderling verbonden en geaard, maar ook gevoed door afzonderlijke hoogspanningsbronnen.

Doordat de kathode-/anodeplaten 8i... 8„; 9i... 9„-i paarsgewijs gevoed worden, is het zeer eenvoudig de pulssterilisatie-inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding 10 modulair uit te breiden. Doordat de onderdelen van de besturingsschakeling 20 per anode-/kathodepaar 8i... 8„; 9\... 9„.i aanwezig zijn, kunnen de prestatievereisten van de onderdelen (met name van de hoogspanningstransformators 23) minder stringent zijn dan in het geval van een enkele schakelversterker en hoogspanningstransformator voor de gehele pulssterilisatie-inrichting 1.

15 Fig. 4 toont een eenvoudig schema van een opstelling van de pulssterilisatie- inrichting 1 in bedrijf. De pulsgenerator 1 kan bestuurd worden door een microcomputer of een andere industriële besturing 26. Deze microcomputer 26 is verbonden met de pulsgenerator 21, en is ingericht om de pulsfrequentie en pulsbreedte van de door de pulsgenerator 21 geleverde pulsen te besturen. De pulsgenerator 21 is 20 verbonden met de schakelversterkers 24, en hoogspanningstransformators 23, in Fig. 4 weergegeven als een hoogspanningsblok 25. De hoogspanningstransformators 23 zijn via een veelvoud leidingen met de elektrodeplaten 8i... 8n; 9i...9„-i in de pulssterilisatie-inrichting 1 verbonden. In een voorkeursuitvoeringsvorm verkrijgt de microcomputer 26 informatie over de productdoorvoer van een doorstroommeter of een 25 ander meetinstrument 27, en kan ingericht zijn om de pulsbreedte en pulsfrequentie afhankelijk van de productdoorvoer in te stellen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de pulssterilisatie-inrichting, zijn 10 anodeplaten 9i...9n.i en 11 kathodeplaten 81...8n aanwezig (zie Fig. 1), met afmetingen van 50 mm hoogte bij 60 mm lengte (in de doorstroomrichting). De platen 8i...8n; 30 9i... 9n-i, met bijvoorbeeld een dikte van 3 mm, zijn bij voorkeur op een onderlinge afstand van 2,1 mm van elkaar geplaatst. Hierdoor ontstaat een doorstroomopening voor het product van 10*0,21*5 = 10,5 cm2.

.1012257 11

Voor een elektrisch veld van 10..20 kV/cm in het product, hetgeen benodigd is voor een voldoende steriliserend effect, is in deze voorkeursopstelling (plaatafstand 2,1 mm) slechts een hoogspanning nodig van 2,1..4,2 kV. Dit is relatief makkelijk te bereiken met gebruik van bijvoorbeeld eenvoudig verkrijgbare bobines als 5 hoogspanningstransformators23.

Voor het evalueren van de effectiviteit van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding zijn een aantal proeven uitgevoerd. De proeven betreffen verschillende producten (water, rauwe melk, gelei (pectinen) en faeces) met verschillende hoeveelheden en soorten micro-organismen. Bij alle proeven werden de 10 volgende parameters voor de hoogspanningspulsen gebruikt: Elektrisch veld 20 kV/cm; pulsffequentie 233 Hz; en pulslengte 2xl0'12 sec.

In de volgende tabel staat een opsomming van de verschillende uitgevoerde testen. In de tabel staat vermeld het product dat gesteriliseerd werd, de daarin aanwezige micro-organismen, de toegepaste kweekmethode, het algemene kweekgetal 15 vóór behandeling, het algemene kiemgetal na behandeling en het percentage reductie van het algemene kweekgetal.

Tabel I Overzicht testen en resultaten

Materiaal Micro-organisme Kweek Alg. Alg. Reductie

Methode kiemgetal Kiemgetal voor na behandeling behandeling

Water Enterobacteriaceae VRBGA 10K <10 10s

Water Cryptosporidium Mier. 22 0 100% parvum

Rauwe melk Pseudomonas PCA+KV TÖ* <10 70*

Rauwe melk Lactobacillaceae MRSA 102 <10 1010

Gelei Divers PCA 83Ö <1Ö 100% (pectinen)

Gelei Salmonella VRBGA "ÏÖ2 <ÏÖ W

(pectinen)

Gelei Schimmels/gisten OGGA 120 <10 100% (pectinen)

Faeces Cl. Perfringens NA/TDA 9 <0,4 100% 1012257 12

De testresultaten tonen aan dat de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding zeer effectief werkt.

1012257

Claims (12)

1. Pulssterilisatie-inrichting voor het steriliseren van een vloeibaar product omvattende een invoeropening, een uitvoeropening, tussen de invoeropening en 5 uitvoeropening geplaatste eerste elektrodemiddelen en tweede elektrodemiddelen, en hoogspanningsmiddelen die verbonden zijn met de eerste en tweede elektrodemiddelen voor het leveren van hoogspanningspulsen, waarbij het product met een zodanige snelheid tussen de eerste en tweede elektrodemiddelen gevoerd wordt, dat al het vloeibare product aan ten minste één hoogspanningspuls wordt blootgesteld, 10 met het kenmerk, dat de eerste elektrodemiddelen (8i... 8„; 9i... 9„-i) gevormd worden door ten minste twee eerste elektrodeplaten (9i.. ,9n-i) en de tweede elektrodemiddelen gevormd worden door ten minste twee tweede elektrodeplaten (8i... 8„), waarbij de eerste en tweede elektrodeplaten afwisselend parallel aan elkaar geplaatst zijn, en dat de hoogspanningsmiddelen (20) één hoogspanningsvoeding (23) per eerste elektrode 15 (9i... 9n-i) omvatten.

2. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede elektrodeplaten (8i... 8n; 9i...9„-i) parallel aan de stroomrichting van het product van instroomopening (2) naar uitstroomopening (3) geplaatst zijn. 20

3. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het aantal tweede elektrodeplaten (8i... 8„) één meer bedraagt dan het aantal eerste elektrodeplaten (9i.. 9n.i).

4. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de tweede elektrodeplaten (8i... 8„) geleidend met elkaar verbonden zijn.

5. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de pulssterilisatie-inrichting verder een hoogspanningsvoeding (23) omvat voor elke 30 tweede elektrodeplaat (8i... 8„). 1012257 %

6. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoogspanningsmiddelen (20) verder één pulsgever (21) omvatten, die verbonden is met alle hoogspanningsvoedingen (23).

7. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoogspanningsmiddelen (20) verder een schakelversterker (24) omvatten per hoogspanningsvoeding (23), waarbij de ingang van iedere schakelversterker (24) verbonden is met de pulsgever (21) en de uitgang van iedere schakelversterker (24) verbonden is met de respectieve hoogspanningsvoeding (23), 10 waarbij de schakelversterker (24) is ingericht voor het omzetten van de van de pulsgever (21) afkomstige signalen naar de hoogspanningspulsen.

8. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoogspanningsvoeding (23) gevormd wordt door een bobine. 15

9. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoogspanningsvoeding (23) hoogspanningpulsen levert met een pulsfrequentie van 50-1500 pulsen/sec.

10. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoogspanningsvoeding (23) een zodanige spanning levert dat in het vloeibaar product tussen de respectieve eerste en tweede elektrodeplaten (8i...8„; 9i.. .9n_i) een elektrisch veld ontstaat tussen 10 en 20 kV/cm.

11. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste en tweede elektrodeplaten (81... 8n; 9χ... 9n-i) een onderlinge afstand hebben van ten minste 2,1 mm.

12. Stroomkamer voor toepassing in een pulssterilisatie-inrichting volgens een 30 van de conclusies 1 t/m 11, omvattende een eerste afdekplaat (10), een tweede afdekplaat (11) en loodrecht op de eerste en tweede afdekplaat (10, 11) en parallel aan elkaar geplaatste elektrodeplaten (8i... 8„; 9i... 9n.i), waarbij de buitenste elektrodeplaten vloeistofdicht in de eerste en tweede afdekplaat (10, 11) bevestigd zijn. 101 2257