NO971716L - Fremgangsmåte og apparat til sterilisering og/eller varmebehandling av produkter i partikkelform, f.eks. kjöttbenmel, samt prosessanlegg til dette - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG APPARAT TIL STERILISERING OG/ELLER VARMEBEHANDLING AV PRODUKTER I PARTIKKELFORM, F.EKS.

KJØTTBENMEL, SAMT PROSESSANLEGG TIL DETTE

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte, et apparat og prosessanlegg til sterilisering og/eller varmebehandling av produkter i partikkelform, f.eks. kjøttbenmel, fiskemel og andre forstoffer, eventuelt også næringsmidler.

Det er kjent å sterilisere kjøttbenmel og lignende or-ganiske produkter gjennom batchvis oppvarming av melet under omrøring i en trykkbeholder.

De kjente trykkbeholdere til dette er store, horison-taltliggende beholdere med en gjennomgående, horisontal aksel som omfatter mekaniske omrøringsorganer m.v. Akselen er ført ut gjennom beholderens ender via spesi-elt oppbygde pakkbokser og lagerarrangementer. Opp-varmingen skjer ved damptilførsel og eventuelt ved oppvarming av mantelen via en dampkappe. Slike steriliseringsanlegg erkarakterisert vedstort kraftforbruk, stor slitasje, korrosjon dersom delene ikke er frem-stilt av korrosjonsbestandig materiale, nesten konstant utette pakkbokser, hyppige lagerhavarier på grunn av de utette pakkpokser, og at det er vanskelig å tette de nødvendige luker i trykkbeholderen. Det store energi-forbruk skyldes bl.a. at beholdere av denne art som regel ikke kan fylles mer enn 2 0 % med mel som skal steriliseres, bl.a. fordi omrøringen ikke er tilstrek-kelig god hvis beholderen fylles mer.

Ved å sterilisere og/eller varmebehandle på den måte som er omtalt i patentkravene, og ved å anvende apparat og prosessanlegg, også som angitt i patentkravene, oppnås en rekke fordeler.

Apparatet kan bygges opp med en vertikaltstående trykkbeholder og krever derfor ikke så stort fabrikkareal (gulvareal) som de kjente apparater og prosesser, noe som er en meget stor fordel, f.eks. hvis et eksister-ende anlegg til fremstilling av kjøttbenmel skal ut-vides med et varmebehandlingsanlegg eller et steriliseringsanlegg.

Energiforbruket er vesentlig mindre enn ved de kjente apparater og prosesser.

Energiforbruket kan ytterligere reduseres hvis beholderen tømmes for luft før oppvarmingsdampen tilføres.

Sterilisering og/eller varmebehandling og avkjøling skjer i ett og samme apparat.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan utformes i rustfritt stål, slik at tæring fra det i visse tilfeller aggres-sive mel unngås fullstendig.

Siden apparatet kan utformes som en vertikaltstående beholder, kan det være innløp i toppen eller i siden og utløp i bunnen, og således kan på enkel måte virksom-hetens prosessanlegg skilles i et urent og et sterilt område, uten at det må foretas meget store ombygninger.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen mulig-gjør en hurtig oppvarming, slik at melet under varmebehandlingen eller steriliseringen tar opp minst mulig fuktighet, samt en meget hurtig fylling og tømming. Dermed får apparatet en forholdsvis stor kapasitet i forhold til de kjente apparater og i forhold til energiforbruket.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen er enkelt å prosessregulere, slik at det oppnås en sikker varmebehandling og/eller sterilisering.

Oppfinnelsen blir nedenfor forklart nærmere under hen-visning til tegningene som viser eksempler på anvendelse av oppfinnelsen ved kjøttbenmelproduksjon, idet

Fig. 1 viser et steriliseringsapparat ifølge oppfinnelsen; Fig.2viser et eksempel på et prosessanlegg for kjøtt-benmelproduks jon med ett steriliseringsapparat ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 viser et prosessanlegg for kjøttbenmelproduksjon med tre apparater ifølge oppfinnelsen for kontinuerlig sterilisering; og Fig. 4 viser et prosessanlegg for kjøttbenmelproduksjon med tre apparater ifølge oppfinnelsen for kontinuerlig produksjon direkte fra det anlegg som produserer melet.

Oppfinnelsen blir nedenfor forklart nærmere i forbindelse med fremstilling av kjøttbenmel. Det vil for en fagmann på området være klart at fremgangsmåten og anlegget vil kunne anvendes i forbindelse med enhver form for varmebehandling og/eller sterilisering av produkter i partikkelform, f.eks. forstoffer, slik som kjøttbenmel og fiskemel og andre former for forstoffer eller næringsmidler, så fremt det er snakk om produkter i partikkelform, dvs. risledyktige materialer.

Fig. 1 viser et vertikaltstående prosessapparat1ifølge oppfinnelsen, omfattende en trykktett beholder 2 med en dampoppvarmet kappe 3 som kan tilføres damp via en ledning 14, og fra hvilken kondensat kan tappes av via en ledning 15, samt en ledning 19 for bortføring av oppvarmingsdamp. Beholderen1har et toppområde 4 og et bunnområde 5. Fra bunnområdet 5 forløper en spiralformet vibrasjonselevator 6 som fører det mel som skal steriliseres, fra bunnområdet til toppområdet, hvor det i fritt fall gjennom et sentralt fritt område 9 faller tilbake til bunnområdet. Det sentrale, frie område9er således gjennomgående. Beholderen har for øvrig i dette eksempel en produkttilførsel 11 i toppen av beholderen for urent mel gjennom en stengeventil 7. Ferdig-behandlet, sterilt mel kan tas ut i bunnområdet gjennom en utløpsventil 10 til en utløpsåpning 12. Utløps-ventilen 10, som f.eks. er en kjegleventil med kjeglen pekende vertikalt mot beholderens indre, fungerer slik at når ventilen er åpen, ledes sterilt produkt ut, og når ventilen er stengt, sirkulerer produktet i appara-tets elevator. Sirkulasjonsretningen i beholderen 2 er vist med piler inne i beholderen. Hvis elevatorsystemet er en vibrasjonselevator som er spiralformet, som vist på tegningen, kan vibrasjonsmotorer 8 være anbrakt utenfor beholderen, f.eks. ved beholderens innløp 11. Beholderen er opphengt i bevegelige oppheng 13, slik at det nødvendige svingningsmønster kan oppnås, slik at partiklene føres opp via spiralbanen 6.

Til beholderen fører ytterligere en rørledning 16 for innføring av damp til direkte dampoppvarming, en ledning 17 innrettet til å lede damp fra beholderen til en eventuell overslagsbeholder til avblåsning av prosessbeholderen, samt en ledning 18 til senking av trykket i beholderen, f.eks. via en vakuumpumpe.

Alle rørledninger til og fra beholderen er, som vist, forsynt med ventiler.

Apparatet er innrettet til å gjennomføre følgende prosess :

1) Apparatet tilføres urent mel til sterilisering.

2) Inngangsventilen 7 stenges, og beholderen 2 tømmes eventuelt for luft via ledningen 18, hvoretter det føres inn damp under trykk gjennom ledningen 16 for oppvarming, eksempelvis damp ved 2 bar overtrykk (= 3 bar abs. trykk). Hvis en tømming foretas før inn-føring av damp, skjer dette eksempelvis med et trykk på ca. -0,9 bar. Kappen 3 oppvarmes likeledes etter behov. 3) Prosessen forløper til melet er sterilisert, hvilket vanligvis innebærer minimum 13 3°C i 2 0 min. 4) Dampen avblåses via ledningen 17 til atmosfæretrykk. 5) Et passende undertrykk opprettes via ledningen 18, eksempelvis ca. -0,9 bar, slik at det nå sterile mels temperatur senkes til en temperatur i størrel-sesorden 75°C.

6) Beholderen 2 bringes igjen til atmosfæretrykk.

7) Bunnventilen 10 åpnes, og apparatet tømmes for sterilt mel.

Under hele prosessen er elevatorsystemet 6 i gang. Elevatorsystemet medvirker således både ved fylling og tømming av beholderen samt ved omrøring under steriliseringen. Det konstante løft og fall gir omrøring og vil ifølge oppfinnelsen kunne oppnås med forskjellige elevatorsystemer, men fortrinnsvis anvendes en vibrasjonselevator.

Apparatet 1 utgjør en samlet enhet, dvs. en trykkbeholder 2, i hvilken det innvendig er anbrakt en vibrasjonselevator som består av en spiralformet bane 6 fra bunnområdet 5 til toppområdet 4. Spiralbanen er fast-gjort til beholderens innervegg og inneholder ingen bevegelige deler. Den gjennomgående sentrale åpning 9 er innrettet slik at produktet kan falle fritt fra ele-vatorens ende i toppområdet. Elevatoren 6 fungerer ved at hele beholderen 2 bringes til å vibrere ved hjelp av vibratormotorene 8. Alle rørtilkoplinger til beholderen er derfor på kjent måte utformet fleksible. Under vibrasjonselevatorens drift skjer det ikke bare en om-røring på grunn av transporten av produktet fra bunnområdet til toppområdet med påfølgende fritt-fall-retur til bunnområdet, det skjer også en kontinuerlig om-røring på grunn av vibreringen. Denne grundige omrøring medfører at varmebehandlingen skjer effektivt, og at det er mulig å arbeide med en høy fyllingsgrad, f.eks. i størrelsesorden 25 - 40 %. En høy fyllingsgrad og en hurtig fylling og tømming oppnås ved at elevatorarrangementet er i drift under både fylling, tømming og varmebehandling.

På fig. 2 sees steriliseringsapparatet 1 anbrakt i et prosessanlegg, hvor linjen 33 angir skillet mellom anleggets urene avdeling 3 0 og sterile avdeling 31. Fra et lager 3 6 av kaldt mel føres melet til en rørtørker 3 5 for oppvarming, hvoretter melet via en mellom-beholder 34 batchvis blir tilført prosessbeholderen 1 ifølge oppfinnelsen. Sterilt mel blir deretter ført til et sterilt lager 38 i anleggets sterile avdeling 31. Det er snakk om et anlegg til diskontinuerlig drift, idet det oppvarmede mel oppbevares i mellombeholderen 34 og med mellomrom tilføres apparatet 1 ifølge oppfinnelsen.

Produktinnløpet 11for urent mel som skal behandles, skal, hvis det anbringes på siden av beholderen, selv-følgelig alltid være i den urene avdeling 30, slik at grensen mellom den urene og den sterile avdeling alltid er veldefinert. Fig. 3 viser et eksempel på kontinuerlig sterilisering, idet det anvendes tre apparater 1 ifølge oppfinnelsen, nemlig slik at det hele tiden er én beholder under fylling, én beholder under tømming og én beholder under sterilisering. Fig. 4 viser et prosessanlegg hvor ikke formalt, varmt mel direkte fra melproduksjonen, f.eks. i en ATLAS Ring Channel Drier 37, blir ført til et steriliseringsanlegg med tre steriliseringsbeholdere 1 ifølge oppfinnelsen på tilsvarende måte som forklart i forbindelse med fig. 3. Dermed oppnås at hele melfremstillingen blir en kontinuerlig prosess.

I alle anleggsoppbygninger er det mulig å anvende steriliseringsapparatet ifølge oppfinnelsen som det apparat som danner grense mellom den urene avdeling og den sterile avdeling med en passende bygningsmessig innretning, f.eks. slik at avdeling 30 (den urene) og avdeling 31 (den sterile) utgjør hver sin etasje. Man kan således på enkel og rasjonell måte dele opp anlegget. Også ved ombygging av eldre anlegg kan med apparatet ifølge oppfinnelsen på enkel måte innrettes en steril avdeling uten store endringer i det eksiste-rende anlegg.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan f.eks. utformes i apparattyper med følgende kapasitet basert på tre ste-rilisatorer:

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til batchvis sterilisering og/eller varmebehandling av produkter i partikkelform, f.eks. kjøttbenmel, under omrøring, karakterisert ved at a) produktet tilføres batchvis en hovedsakelig vertikaltstående trykkbeholder, b) beholderen er innrettet med et innbygd elevator-system som kontinuerlig løfter produktet fra bunnområdet til toppområdet i beholderen, hvorfra det faller tilbake til bunnområdet, c) beholderen lukkes, og produktet oppvarmes, fortrinnsvis med direkte damptilførsel under trykk til prosessbetingelsene oppnås, og prosessbetingelsene opprettholdes i en ønsket tidsperiode, d) prosessbeholderen trykkavlastes, e) hvoretter prosessbeholderen tømmes for varmebehand-let/sterilisert produkt og batchprosessen starter forfra.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at beholderen tømmes for luft før produktet oppvarmes.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at prosessbetingelsene er en temperatur på minimum 133°C i 20 min.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkavlastningen ifølge punkt d) skjer ved at oppvarmingsdampen avblåses til atmosfæretrykk, hvoretter prosessbeholderens trykk senkes til produktet oppnår en temperatur på ca. 75°C, hvoretter trykket igjen bringes opp på atmosfæretrykk, før beholderen tømmes for behandlet, f.eks. sterilt, produkt.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at prosessbeholderen er en vertikaltstående beholder med innfø-ringsåpning i toppen eller i siden for urent produkt og med utløpsåpning i bunnen for sterilt produkt.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene1 til 5, karakterisert ved at elevatorsystemet er innrettet slik at produktet under transporten omrøres, og at det er i funksjon også under fylling og tømming av beholderen.

7. Apparat (1) til batchvis sterilisering og/eller varmebehandling av produkter i partikkelform under om-røring, f.eks. forstoffer, slik som kjøttbenmel og fiskemel, karakterisert ved at det omfatter en hovedsakelig vertikaltstående, trykktett beholder (2) med et elevatorarrangement (6) som kan løfte melet fra beholderens bunnområde (5) til et toppområde (4), og herfra tillate at det løftede mel faller tilbake til bunnområdet for gjenløfting, hvilken beholder er innrettet for tilføring av damp (16) for oppvarming av melet til steriliseringstemperatur.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at elevatorarrangementet (6) er en spiralformet elevator innvendig i beholderen, fortrinnsvis en spiralformet vibrasjonselevator med et fortrinnsvis sen tralt, gjennomgående fritt område (9) for melets tilba-kefall til bunnområdet.

9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at beholderen (2) har et produktinnløp (11) i toppområdet eller i siden og produktutløp (12) for sterilt mel i bunnområdet.

10. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 7 til 9, karakterisert ved at prosessbeholderen (2) omfatter ytterligere tilkoplingsforbindelser (14, 15, 16, 17, 18, 19) for rørledninger for eventuell dampoppvarming av beholderens kappe, for damp til oppvarming av melet til steriliseringstemperatur, for dam-pavblåsing og for en vakuumledning m.v.

11. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at produktutløpet (12) omfatter en utløpsventil (10) i form av en kjegleventil med kjeglens spiss i det vesentlige vertikalt og mot beholderens indre.

12. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at vibrasjonselevatoren er i drift både under fylling og tømming av beholderen (2).

13. Prosessanlegg for fremstilling av sterilt kjøtt-benmel under anvendelse av fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 6 og/eller et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 7 til 12, karakterisert ved at prosessapparatet/ -apparatene (1) danner grensen (33) mellom anleggets urene og sterile område (fig. 2 - 4).