NL1015898C2 - 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 behuizing voorzien van een 5 inlaatstuk en een uitlaatstuk, een tussen het inlaatstuk en het uitlaatstuk geplaatste binnenelektrode en een om de binnenelektrode geplaatste buitenelektrode, waarbij de ruimte tussen de binnenelektrode en de buitenelektrode een behandelingsruimte voor het vloeibaar product vormt. 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 10 een vloeistof en andere stoffen zoals mest.

Een dergelijke pulssterilisatie-inrichting is bekend uit Amerikaans octrooischrift 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 15 elektrisch veld. Dit hoge elektrische veld zorgt ervoor dat celwanden van in de voedselproducten aanwezige micro-organismen beschadigd worden, waardoor de voedselproducten gesteriliseerd worden. De inrichting is voorzien van twee coaxiaal uitgelijnde elektrodes, waardoor een cilindervormig behandelingskanaal ontstaat. De buitenelektrode is geaard en vormt tevens de behuizing van de inrichting. Verder omvat 20 de behandelingskamer een binnenelektrode waarop een hoogspanningsgenerator aangesloten kan worden. Een middengedeelte van de binnenelektrode vormt samen met de buitenelektrode de behandelingskamer, waarbij de afstand tussen de buitenelektrode en het middengedeelte van de binnenelektrode in hoofdzaak gelijk is. De behandelingskamer kan coaxiaal gevormd zijn of taps toelopend zijn in de richting van 25 de uitstroomopening. De inrichting wordt 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 inrichting gepompt, dat alle delen van de voedselproducten aan ten minste één hoogspanningspuls worden blootgesteld. Volgens 30 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 0,5 en 3 cm. De pulsbreedte van de hoogspanningspuls ligt tussen 0,1 en 25 psec.

,,β 2

Nadeel van deze bekende inrichting is dat door de gekozen configuratie de afstand tussen de elektrodes vastligt. De inrichting is derhalve niet aan te passen aan het te behandelen product.

Doelstelling van de onderhavige aanvrage is derhalve het verschaffen van een 5 pulssterilisatie-inrichting waarbij de genoemde problemen niet optreden.

Deze doelstelling wordt bereikt door een pulssterilisatie-inrichting van de bij aanhef gedefinieerde soort, waarbij dat de buitenelektrode een centrale boring omvat waarvan de as evenwijdig aan een lengterichting van de pulssterilisatie-inrichting ligt en waarin de binnenelektrode plaatsbaar is, waarbij de centrale boring een conische 10 vorm heeft en de binnenelektrode een middengedeelte omvat dat ten minste ter hoogte van de buitenelektrode een conische vorm heeft, en de binnenelektrode in de lengterichting verstelbaar is ten opzichte van de buitenelektrode.

Voordeel van de pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is dat de afstand tussen de binnenelektrode en de buitenelektrode in te stellen is 15 afhankelijk van het te steriliseren product door de binnen- en buitenelektrode in de lengterichting ten opzichte van elkaar te verschuiven. Bij voorkeur is de conische vorm van de centrale boring van de buitenelektrode gelijk aan de conische vorm van het middengedeelte van de binnenelektrode, waardoor de afstand tussen de binnenelektrode en de buitenelektrode in de gehele behandelingsruimte in hoofdzaak constant is, 20 waardoor een uniform elektrisch veld ontstaat in het te steriliseren product.

In een voorkeursuitvoeringsvorm lopen de conische vorm van de centrale boring van de buitenelektrode en de conische vorm van het middengedeelte van de binnenelektrode taps toe van de zijde van het uitlaatstuk naar de zijde van het inlaatstuk. Hierdoor ontstaat in de stroomrichting een geleidelijk breder wordend 25 stroompad voor het te behandelen product, waardoor een goede doorstroming zonder ontstaan van wervelstromen wordt bereikt. Hierdoor is een meer gelijkmatige behandeling van het te steriliseren product mogelijk.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt de buitenelektrode gevormd door een samenstel van ten minste één elektrodeplaat die aan weerszijden omgeven wordt door 30 isolatielichamen voor het elektrisch isoleren van de buitenelektrode van de behuizing. Door meerdere elektrodeplaten toe te passen wordt een betere behandeling van het te steriliseren product mogelijk, omdat het mogelijk is het product op meerdere plaatsen in de pulssterilisatie-inrichting te onderwerpen aan hoogspanningspulsen.

liiUQftü 3

Bij voorkeur zijn de behuizing en de binnenelektrode elektrisch verbonden met ten minste een aansluiting voor het aarden van de behuizing en de binnenelektrode. Hierdoor ontstaat een pulssterilisatie-inrichting die veilig is tijdens bedrijf.

In een verdere uitvoeringsvorm van de pulssterilisatie-inrichting volgens de 5 onderhavige uitvinding zijn de centrale boring van de buitenelektrode en de binnenelektrode voorzien van een laag diëlektrisch materiaal, zoals keramisch materiaal of een plastic materiaal, zoals polyethyleen of polypropyleen. Hierdoor worden mogelijk optredende redoxreacties in het te steriliseren product voorkomen, en zal de warmtedissipatie in het te behandelen product beperkt worden.

10 De pulssterilisatie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvat verder ten minste één hoogspanningsvoeding voor het leveren van hoogspanningspulsen aan de ten minste ene elektrodeplaat van buitenelektrode. Indien de buitenelektrode bestaat uit een samenstel van meerdere elektrodeplaten en isolatielichamen wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een hoogspanningsvoeding voor elke elektrodeplaat. Door diverse 15 elektrodeplaten en afzonderlijke hoogspanningsvoedingen te gebruiken, kunnen aan elke elektrodeplaat een verschillende spanning en een verschillende pulsfrequentie toegevoerd worden. Dit maakt het mogelijk om met behulp van de onderhavige inrichting verschillende micro-organismen (schimmels, gisten, bacteriën en eencelligen zoals amoeben en Naegleria fowled) af te doden in een enkele bewerking van het 20 vloeibare product. De ten minste ene hoogspanningsvoeding wordt bij voorkeur aangestuurd door een pulsgever, bijvoorbeeld in de vorm van een computer of een industriële PLC-besturing.

Voor de hoogspanningsvoeding kunnen verschillende oplossingen gebruikt worden, zoals een combinatie van een schakelversterker en een met de 25 schakelversterker verbonden hoogspanningstrafo (bijvoorbeeld een bobine). Als alternatief kan voor de hoogspanningsvoeding gebruik worden gemaakt van een thyristorschakeling. Beide alternatieven leveren een betrouwbare en economisch te vervaardigen pulssterilisatie-inrichting.

Bij voorkeur levert de hoogspanningsvoeding hoogspanningpulsen met een 30 pulsfrequentie van 50-1500 pulsen/sec. De pulssnelheid wordt afgestemd op het te behandelen product. Bij voorkeur levert de hoogspanningsvoeding een zodanige spanning dat in het vloeibaar product in de behandelingsruimte een elektrisch veld ontstaat tussen 10 en 50 kV/cm.

;«· ’ Γ) 4

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 5 onderhavige uitvinding toont;

Fig. 2 een schematische weergave toont van een opstelling met de pulssterilisatie-inrichting volgens de uitvinding 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 10 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 bestaat uit ketens van N-Acetylglucosamine (GlcNAc) en een melkzuurether van N-15 Acetylglucosamine, het N-Acetylmuraminezuur (MurNAc). Deze beiden zijn β-1,4-glycosidisch met elkaar gekoppeld. Deze heteropolymeerketens vormen het skelet van het mureïnecomplex. De muraminezuurverbindingen zijn met de lactylgroep peptidisch verbonden met aminozuur.

Tot deze aminozuren behoren L-alanine, D-glutaminezuur, meso-20 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.

Hoewel de uitvinding niet tot een specifieke verklaring is beperkt, wordt 25 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 ontwijken. Het toedienen van de elektrische puls kan (daarnaast) ook andere inter- of 30 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.

^ 0 15 8 9 5

Behalve de hoogte van de spanning is tevens de lengte van de elektrische pulsen en het 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 5 organoleptische eigenschappen van het behandelde product optreden. Deze parameters worden derhalve bij voorkeur zodanig gekozen, dat in wezen geen of niet te zeer 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.

10 De inrichting volgens de uitvinding kan 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 mengsels. Enige niet-beperkende voorbeelden zijn drinkwater en afvalwater; vloeibare voedselproducten 15 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.

Hierbij kan de inrichting volgens uitvinding worden gebruikt voor het 20 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 micro-organismen uit voedselproducten, zoals voedsel-bedervende bacteriën of 25 bacteriën die anderszins de kwaliteit en/of de houdbaarheid van voedselproducten, proceswater en/of koelwater kunnen aantasten of beperken. Enige niet-beperkende voorbeelden van dergelijke micro-organismen zijn Salmonella, Lysteria, Pseudomonas, Clostridium, S. Aureus, E.Coli.

Bij al deze toepassingen kan en inrichting volgens de uitvinding worden gebruikt 30 analoog aan, in plaats van of in aanvulling gebruikelijke steriliseerinrichtingen of -behandelingen zoals warmtebehandeling of steriele filtratie. De inrichting volgens de uitvinding kan in het bijzonder worden gebruikt voor toepassingen waarvoor gebruikelijke technieken minder geschikt zijn, bijvoorbeeld omdat het te steriliseren i o 1 *5 8 9 £' 6 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 5 volgens de onderhavige uitvinding gebruikt kan worden zullen aan de deskundige duidelijk zijn en omvatten onder meer de voedingsmiddelenindustrie, zuivelindustrie, drankindustrie, drinkwaterproductie en -beheer, meststerilisatie, zuivering van afValwater, proceswater en koelwater en medische toepassingen.

Bij afvalwaterbehandeling kan de inrichting toegepast worden bij 10 efïluentbehandeling om een eventuele aanwezige besmettingskringloop te onderbreken. Hierbij valt te denken aan het voorkomen van o.a. besmetting van oppervlaktewater door Salmonella, amoeben en Naegleria fowleri. Bij drinkwaterbereiding, bijvoorbeeld als nabehandeling, toepassingen in de derde wereld of in scheepsinstallaties, kan de inrichting gebruikt worden voor het bereiden van veilig drinkwater zonder E.coli, 15 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, soepen, moesen en koelwater geconserveerd worden en kan nabesmetting en/of kruisbesmetting voorkomen worden. Dit betreft dan met name bescherming tegen 20 Mucor, Rhizopus nigrificans, Candida, Saccharomyces, Pseudomonas, e.d. In de zuivelindustrie kan de inrichting toegepast worden voor het reduceren van het aantal thermische behandelingen door het afdoden van schadelijke micro-organismen zoals Pseudomonas, E.coli, Lactobacillaceae en Streptococcaceae. In de drankenindustrie kan de inrichting toegepast worden voor het conserveren van dranken en vruchtensappen, 25 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 spoelwater en/of flotatieslib voorkomen worden. Bij de mestverwerking kan de inrichting toegepast worden voor stankreductie en voor het ontsmetten en/of steriliseren 30 van mest, door Lactobacillaceae, Streptococcaceae en Clostridium te bestrijden.

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.

Ü · .

‘ -7 7

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 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 5 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. 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 10 toegepast.

Fig. 1 toont een doorsnee-aanzicht van een pulssterilisatie-inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding. De pulssterilisatie-inrichting 1 omvat een inlaatstuk 19 voor de toevoer van de te steriliseren vloeistof of suspensie. Verder omvat de pulssterilisatie-inrichting 1 een uitlaatstuk 9 voor het afvoeren van de vloeistof of suspensie na 15 behandeling. Bij voorkeur is het uitlaatstuk 9 uitgevoerd als deel van een als T-stuk gevormde pijp 7 en staat het uitlaatstuk 9 loodrecht op de lengterichting van de sterilisatie-inrichting 1.

In de lengterichting van de pulssterilisatie-inrichting 9 is een doom 2 geplaatst, die bij voorkeur vervaardigd is uit een hoogwaardig roestvast materiaal, zoals SS 316L. 20 Aan de binnenzijde van het inlaatstuk 19 is een doorstroomgeleider 20 geplaatst, die de doom 2 centreert binnen het inlaatstuk 19. Hiertoe kan het inlaatstuk 19 aan de binnenzijde voorzien zijn van een schroefdraad en de doorstroomgeleider 20 van een met die schroefdraad samenwerkende schroefdraad.

Aan de andere zijde van de pulssterilisatie-inrichting 1 wordt de doom 2 in het 25 doorlopende deel van het T-stuk 7 gecentreerd door een schroefwartel 5 die voorzien is van een inwendige schroefdraad. De doom 2 is aan een eerste uiteinde 22 voorzien van een schroefdraad, waardoor in samenwerking met de inwendige schroefdraad van de schroefwartel 5 de doom 2 in de lengterichting van de pulssterilisatie-inrichting 1 verstelbaar is. De schroefwartel 5 is bevestigd aan het doorlopende gedeelte van T-stuk 30 7, waarbij een afdichting 6 zorgt voor een vloeistofdichte afsluiting tussen het T-stuk 7 en de schroefwartel 5. Een moer 3 zorgt in samenwerking met een sluitring 4 voor een vergrendeling van de stand van de doom 2.

1015898 8

Tussen het inlaatstuk 19 en het T-stuk 7 is een middengedeelte 8 geplaatst dat een topflens 10 omvat die verbonden is met het T-stuk 7 en een bodemflens 18 die verbonden is met het inlaatstuk 19. De verbinding kan bijvoorbeeld een lasverbinding zijn. Tussen de topflens 10 en bodemflens 18 bevindt zich een stapel elektrodes 16 en 5 isolatielichamen 12, waarbij zich aan weerszijden van elke elektrode 16 in de lengterichting van de pulssterilisatie-inrichting 1 een isolatielichaam 12 bevindt. De. stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 wordt tussen de topflens 10 en bodemflens 18 bevestigd door middel van een aantal bouten en moeren 13. In de getoonde uitvoeringsvorm omvat de stapel drie elektrodes 16 en vijf isolatielichamen 12. Voor de 10 deskundige zal het duidelijk zijn dat meer of minder elektrodes 16 toegepast kunnen worden. Ook kunnen de meerdere isolatielichamen 12 gevormd zijn uit een stuk, bijvoorbeeld door spuitgieten van isolatiemateriaal. Het ene isolatielichaam bevat dan openingen die plaats bieden aan de elektrodes 16 op een zodanige wijze dat de centrale boring ontstaat. Bij voorkeur worden zowel bij de topflens 10 als de bodemflens 18 15 pakkingen 11,17 gebruikt voor het afdichten van de stapel.

Bij voorkeur is de topflens 10 voorzien van een aansluiting 14 voor het aarden van zowel de topflens 10, het T-stuk 7, het uitlaatstuk 9 als, via de schroefwartel 5, de doom 2. De bodemflens 18 is bij voorkeur tevens voorzien van een aansluiting 15 die dient voor het aarden van de bodemflens 18 en het inlaatstuk 19. Indien de bouten en 20 moeren 13 van het juiste geleidende materiaal worden vervaardigd, kan eventueel de aansluiting 15 op de bodemflens 18 achterwege blijven.

De elektrodes 16 zijn voorzien van aansluitingen voor het aansluiten van een hoogspanningsvoeding 27, 29 (zie bespreking van Fig. 2 hierna). Door de gekozen opstelling van de elektrodes 16 tussen top- en bodemflens 10, 18 die geaard worden, is 25 een veilig bedrijf van de pulssterilisatie-inrichting 1 mogelijk. De doom 2 wordt, via de behuizing van de pulssterilisatie-inrichting 1 tevens geaard, en er hoeven dus geen speciale voorzieningen getroffen te worden om hoogspanning op de doom 2 te krijgen.

De stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 heeft een centrale boring, waarin de doom 2 zich bevindt. De centrale boring heeft bij voorkeur een conische vorm, 30 waarbij de opening in de stapel taps toeloopt van de topflens 10 naar de bodemflens 18. De doom 2 heeft een middengedeelte 24 met een in de richting van het inlaatstuk 19 taps toelopende diameter. De hoek die het oppervlak het middengedeelte 24 van de doom 2 vormt met de as van de pulssterilisatie-inrichting 1 is bij voorkeur gelijk aan de Q 1 ^ p Π· '·' 9 hoek die de centrale boring van de stapel vormt met de as, waardoor de afstand tussen de binnenzijde van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 en het oppervlak van het middengedeelte 24 van de doom 2 in hoofdzaak constant is en een uniforme behandelruimte 21 gevormd wordt. Door de doom 2 met behulp van de schroefwartel 5 5 in de lengterichting te verschuiven, is het mogelijk de afstand tussen het oppervlak van het middengedeelte 24 van de doom 2 en de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 te wijzigen. Bij voorkeur wordt de spoed van de inwendige schroefdraad van de schroefwartel 5 (en dus de spoed van de schroefdraad van het uiteinde 22 van de doom 2) en het conische verloop van het middengedeelte 24 van de doom 2 zodanig gekozen, 10 dat tien gangen van de schroefdraad overeenkomen met een verandering van de afstand tussen het oppervlak van het middengedeelte 24 en het binnenoppervlak van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 van 1 mm.

Voor bepaalde toepassingen kan het oppervlak van de doom 2 en/of de centrale boring van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 bedekt worden met een 15 diëlektrische laag van bijvoorbeeld glas of teflon, om mogelijk optredende reacties met de te behandelen vloeistof te voorkomen en warmtedissipatie te beperken.

Op elke elektrode 16 is een aansluiting aanwezig voor het aansluiten van een hoogspanningsvoeding. De doom 2 en de behuizing van de pulssterilisatie-inrichting 1 (bestaande uit inlaatstuk 19, bodemflens 18, topflens 10, T-stuk 7 en uitlaatstuk 9) zijn 20 geaard middels de aansluitingen 14,15 op de topflens 10 en bodemflens 18.

De afstand tussen het middengedeelte 24 van de doom 2 en de stapel elektroden 16 en isolatielichamen 12 in de behandelruimte 21 is continu instelbaar afhankelijk van de geleidbaarheid van het te behandelen product. Dit heeft als extra voordeel dat tijdens bedrijf de pulssterilisatie-inrichting 1 aangepast kan worden bij een wisselende 25 geleidbaarheid van het te behandelen product. Bij voorkeur is de pulssterilisatie-inrichting 13 zodanig ingericht dat deze afstand instelbaar is tussen 1,5 en 3,5 mm.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de pulssterilisatie-inrichting 1, zijn 3 elektrodes 16 en vijf isolatielichamen 12 aanwezig, die ieder 6 mm dik zijn. De centrale boring van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 verloopt van een diameter 30 van 10 mm aan de zijde van de bodemflens 18 tot een diameter van 18,4 mm aan de zijde van de topflens 10. Bij voorkeur is de boring in de topflens ook conisch en verloopt van een diameter van 18,4 mm tot een diameter van 20,94 mm. De doom 2 heeft bij voorkeur een inlaatgedeelte 23 met een diameter van 5 mm, dat precies past in

01589R

10 de doorstroomgeleider 20. Verder omvat de doom 2 een conisch verlopend middengedeelte 24, dat verloopt van 5 mm diameter tot 19,3 mm diameter. Door de plaatsing van de doom 2 in de pulssterilisatie-inrichting 1 ontstaat dan ter hoogte van het middengedeelte 24 van de doom 2 een cilindervormige behandelingsruimte 21, 5 waarbij de afstand tussen het oppervlak van het middengedeelte 24 van de (geaarde) doom 2 en het binnenoppervlak van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 instelbaar is, bijvoorbeeld van 1,5 tot 3,5 mm.

De doorstroomopening van de pulsterilisatie-inrichting 1 wordt in de getoonde uitvoeringsvomi in eerste instantie beperkt door het verschil tussen de diameter van het 10 inlaatgedeelte van de doom 2 en de diameter van de bodemflens 18. In de getoonde uitvoeringsvorm is de diameter van het inlaatgedeelte van de doom 2 5 mm en de diameter van de opening in de bodemflens 18 10 mm, wat resulteert in een doorstroomopening voor het product van π(10/2)2-π(5/2)2 = 58,9 mm2. In tweede instantie kan de doorstroom door de pulssterilisatie-inrichting 1 verder beperkt worden 15 door de doom 2 zodanig ver in te draaien dat de afstand tussen het middengedeelte 24 van de doom 2 en het binnenoppervlak van de stapel elektrodes 16 en isolatielichamen 12 kleiner wordt dan 2,5 mm.

Fig. 2 toont een schematische weergave van een opstelling met de pulssterilisatie-inrichting 1 in bedrijf. Een voedingsbron 28 zet de netspanning van een 220 V 20 wisselspanningsbron 30 in een lage gelijkspanning tussen 0 en 30 V, bijvoorbeeld 12 V. Uiteraard kunnen ook andere voedingsbronnen gebruikt worden, zoals een accu. Bij voorkeur is de toegepaste voedingsbron 28 een voedingsbron met een hoge betrouwbaarheid.

Verder is een pulsgenerator 26 aanwezig die gelijkspanningspulsen levert met een 25 frequentie tussen 50 en 1500 of meer pulsen per seconde. De pulsgenerator 26 kan gevormd worden door een computer met een uitgang die de benodigde pulsen geeft of een industriële besturing, zoals een PLC-besturing. De pulsgenerator 26 dient alle gewenste pulstijden en intervallen tussen de pulsen (of pulsfrequentie en pulsbreedte) te kunnen genereren. In de getoonde uitvoeringsvorm is de pulsgenerator 26 verbonden 30 met een doorstroommeter 25 die de vloeistofstroom meet die de pulssterilisatie-inrichting 1 ingaat. Hierdoor wordt het mogelijk de karakteristieken van de pulsen die geleverd worden door de pulsgenerator 26 aan te passen aan de instroom van de vloeistof. Uiteraard kunnen door het gebruik van verdere meetinstrumenten 25 op j .· ·· 11 verschillende plaatsen voor, in of achter de pulssterilisatie-inrichting 1 andere procesparameters gemeten worden die door de pulsgenerator 26 gebruikt worden om de karakteristieken van de opgewekte pulsen aan te passen. In een verdere, alternatieve uitvoeringsvorm kan de pulsgenerator 26 (bijvoorbeeld in de vorm van een PLC-5 besturing) uitgerust zijn om de doom 2 van de pulssterilisatie-inrichting 1 in de lengterichting te verstellen, waardoor de doorstroomopening van de pulssterilisatie-inrichting 1 automatisch geregeld kan worden.

Verder is, bij voorkeur voor elke elektrode 16, een schakelversterker 27 aanwezig, die verbonden is met de pulsgenerator 26 en met de voedingsbron 28, en een 10 hoogspanningstransformator 29 die verbonden is met de schakelversterker 27 en met de aansluitingen van de elektrode 16. De schakelversterker 27 vormt de koppeling tussen de pulsgenerator 26, voedingsbron 28 en de hoogspanningstransformator 29. De schakelversterker 27 kan bijvoorbeeld een algemeen verkrijgbare schakelversterker zijn die toegepast wordt in de automobielindustrie. Dergelijke schakelversterkers 27 zijn 15 zeer betrouwbaar en makkelijk verkrijgbaar. Door de hoogspanningstransformators 29 wordt de voor het bedrijf van de pulssterilisatie-inrichting 1 benodigde hoogspanning van 10..50 kV/cm opgewekt. De hoogspanningstransformators 29 kunnen algemeen verkrijgbare, in de automobielindustrie toegepaste bobines zijn, die relatief goedkoop zijn.

20 Als alternatief worden de door de pulsgenerator 26 geleverde pulsen omgezet in hoogspanningspulsen voor de elektrodes 16 met behulp van solid-state schakelingen, zoals thyristors. Deze schakelingen vervangen dan de schakelversterkers 27 en hoogspanningstransformatoren 29 in Fig. 2.

Voor het evalueren van de effectiviteit van de pulssterilisatie-inrichting volgens 25 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 volgende parameters voor de hoogspanningspulsen gebruikt: Elektrisch veld 42 kV/cm; pulsfrequentie 1500 Hz; en pulslengte 2x1ο·6 sec.

30 In de volgende tabel staat een opsomming van de verschillende uitgevoerde testen, met een opsomming van diverse micro-organismen en de bereikte reductie van dit aantal micro-organismen na één enkele behandeling met de pulssterilisatie-inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding.

10 1 i> 8 0 '? 12

Tabel I Overzicht testen en resultaten Micro-organisme Reductie

Streptococcaceae TÖ9

Salmonella 1010 'I— - .1 —l - ' — — P' 11 11 ”

Saccharomyces 10

Pseudomonas alcaligenes 109

Legionella pneumophila 101ΰ

Lactobacillaceae 10

Escherichia coli 101ΰ

Enterobacteriaceae ΙΟ10

Enterobacter aerogens TÖ8 I — _ . I .1 I I. —

Andere eencelligen 10

1 II·. I— 111.-.111 ' I 1 1 m —I

Cryptospondium parvum 10

I I MXÉM—ft - ... I .1 II

Bacillus cereus 10

Campylobacter 109

De testresultaten tonen aan dat de pulssterilisatie-inrichting volgens de 5 onderhavige uitvinding zeer effectief werkt.

Claims (13)

1. Pulssterilisatie-inrichting (1) voor het steriliseren van een vloeibaar product omvattende een behuizing voorzien van een inlaatstuk (19) en een uitlaatstuk (9), een 5 tussen het inlaatstuk (19) en uitlaatstuk (9) geplaatste binnenelektrode (2) en een om de binnenelektrode (2) geplaatste buitenelektrode (31), waarbij de ruimte tussen de. binnenelektrode (2) en de buitenelektrode (31) een behandelingsruimte (21) voor het vloeibaar product vormt, met het kenmerk, dat de buitenelektrode (31) een centrale boring omvat waarvan de as evenwijdig aan 10 een lengterichting van de pulssterilisatie-inrichting (1) ligt en waarin de binnenelektrode (2) plaatsbaar is, waarbij de centrale boring een conische vorm heeft en de binnenelektrode (2) een middengedeelte (24) omvat dat ten minste ter hoogte van de buitenelektrode (31) een conische vorm heeft, en 15 de binnenelektrode (2) in de lengterichting verstelbaar is ten opzichte van de buitenelektrode (31).

2. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de conische vorm van de centrale boring van de buitenelektrode (31) gelijk is aan 20 de conische vorm van het middengedeelte (24) van de binnenelektrode (2).

3. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de conische vorm van de centrale boring van de buitenelektrode (31) en de conische vorm van het middengedeelte (24) van de binnenelektrode (2) taps toelopen van de 25 zijde van het uitlaatstuk (9) naar de zijde van het inlaatstuk (19).

4. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de buitenelektrode (31) gevormd wordt door een samenstel van ten minste één elektrodeplaat (16) die aan weerszijden omgeven wordt door isolatielichamen (12) voor 30 het elektrisch isoleren van de buitenelektrode (31) van de behuizing.

5. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, 1 n 1 ς f? q 8 dat de behuizing en de binnenelektrode (2) elektrisch verbonden zijn met ten minste een aansluiting (14, 15) voor het aarden van de behuizing en de binnenelektrode (2).

6. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat de centrale boring van de buitenelektrode (31) en de binnenelektrode (2) voorzien zijn van een laag diëlektrisch materiaal, zoals keramisch materiaal of een plastic materiaal, zoals polyethyleen of polypropyleen.

7. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de conclusies 4 t/m 7, met het kenmerk, dat de pulssterilisatie-inrichting (1) verder ten minste één hoogspanningsvoeding (27, 29) omvat voor het leveren van hoogspanningspulsen aan de ten minste ene elektrodeplaat (16) de buitenelektrode (31). 15

8. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de ten minste ene hoogspanningsvoeding (27, 29) aangestuurd wordt door een pulsgever (26).

9. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de ten minste ene hoogspanningsvoeding (27, 29) een schakelversterker (27) en een met de schakelversterker verbonden hoogspanningstrafo (29) omvat.

10. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, 25 dat de hoogspanningstrafo (29) een bobine is.

11. Pulssterilisatie-inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de ten minste ene hoogspanningsvoeding (27,29) een thyristorschakeling omvat. 1

12. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de conclusies 7 t/m 11, met het kenmerk, dat de ten minste ene hoogspanningsvoeding (27, 29) hoogspanningpulsen levert met een pulsfrequentie van 50-1500 pulsen/sec.

13. Pulssterilisatie-inrichting volgens een van de conclusies 7 t/m 12, met het kenmerk, dat de ten minste ene hoogspanningsvoeding (27, 29) een zodanige spanning levert dat 5 in het vloeibaar product in de behandelingsruimte (21) een elektrisch veld ontstaat tussen 10 en 50 kV/cm. 1015898