PL189038B1 - Sposób sterylizacji w autoklawie pojemnika wykonanego z materiału na bazie włókna - Google Patents

Abstract

1. Sposób sterylizacji w autoklawie pojemnika wykonanego z materialu na bazie wlók- na, w którym pojemnik umieszcza sie w autoklawie, ogrzewa sie go do temperatury steryliza- cji za pomoca nosnika ciepla wybranego z grupy zawierajacej wode, pare wodna i powietrze, utrzymuje sie pojemnik we wspomnianej temperaturze przez czas dostatecznie dlugi do przeprowadzenia sterylizacji, a nastepnie chlodzi sie go do temperatury krytycznej dla wlasnosci wytrzymalosciowych pojemnika za pomoca pierwszego nosnika ciepla, który nie zawiera wody, znamienny tym, ze we wspomnianej temperaturze krytycznej zmienia sie pierwszy chlodzacy nosnik ciepla na drugi nosnik, którym jest woda. PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób sterylizacji w autoklawie pojemnika wykonanego z materiału na bazie włókna. Wynalazek dotyczy w szczególności sposobu sterylizacji pojemnika z materiału na bazie włókna, zgodnie z którym jednostkowy czas cyklu procesu sterylizacji jest zredukowany.

Obróbka cieplna mająca na celu zabijanie i/lub inaktywację drobnoustrojów może być przeprowadzana za pomocą ogrzewania wilgotnego, jak i suchego. W przemyśle spożywczym obróbka cieplna z ogrzewaniem wilgotnym jest uznana za bardziej korzystną, ponieważ biologiczne mechanizmy zabijania i inaktywacji są o wiele bardziej skuteczne przy dużej zawartości wody niż przy małej jej zawartości, to znaczy przy ogrzewaniu suchym. Poza tym, wymiana ciepła w sprzęcie zastosowanym do obróbki cieplnej jest znacznie bardziej skuteczna przy ogrzewaniu wilgotnym.

W materiale opakowania posiadającym warstwę podstawową z papieru lub kartonu, warstwa ta musi być stosunkowo gruba, w celu nadania pojemnikowi niezbędnej stabilności wymiarowej. Jednakże, pojemniki wykonane ze wspomnianych tworzyw warstwowych utworzonych na bazie papieru lub kartonu mają taką wadę, że gwałtownie tracą swe własności wytrzymałościowe, gdy zostaną poddane działaniu cieczy lub wilgoci, które powodują, że pojemnik wiotczeje i staje się ciężki. Takie więc, znane pojemniki wykonane z opakowaniowych materiałów warstwowych posiadających warstwę włóknistą absorbującą ciecz nie mogą być poddawane obróbce cieplnej z ogrzewaniem wilgotnym bez uszkodzenia lub utraty mechanicznej sztywności opakowaniowego materiału warstwowego, a stąd i stabilności wymiarowej pojemnika.

W celu uniknięcia wspomnianych problemów, opracowano opakowaniowe materiały warstwowe, które są przystosowane do tego, aby wytrzymywały ostre warunki w postaci wilgoci i/lub ciepła. Taki znany alternatywny materiał opakowaniowy posiada na przykład wzmacniającą warstwę podstawową z tworzywa sztucznego oraz wypełniacz zmieszany z tym tworzywem sztucznym. Taki materiał, jak udowodniono, jest mniej wrażliwy na wilgoć niż uprzednio stosowane materiały o budowie na bazie papieru i kartonu. Pojemniki wytwarzane z takich materiałów warstwowych są bardzo odpowiednie do konserwacji przez chłodzenie, podobnie jak ogrzewanie. Gdy stosowana jest konserwacja przez chłodzenie, pojemniki takie

189 038 ze stałym i/lub ciekłym materiałem wypełniającym mogą zostać schłodzone przez chłodzenie w wodzie.

W związku z tym, że papier i karton stanowią tanie materiały opakowaniowe, opracowano pojemniki, które zawierają materiał warstwowy z warstwą podstawową wykonaną z jednego ze wspomnianych materiałów. Pojemniki wytwarzane z takiego materiału typu warstwowego w postaci arkusza lub zwoju mogą być poddawane obróbce cieplnej w atmosferze wilgotnej przy wysokich temperaturach.

Z takich materiałów warstwowych można, poprzez składanie wykonać nieprzepuszczalne pojemniki opakowaniowe o stabilnych wymiarach, które są bardzo odpowiednie do stosowania w najbardziej krańcowych warunkach w środowisku wilgotnym towarzyszącym obróbce cieplnej z ogrzewaniem wilgotnym przy nadciśnieniu. Takie surowe środowisko występuje podczas sterylizacji w autoklawie, w temperaturach i okresach, stosowanych w przypadku dla żywności. Oznacza to, że wspomniany materiał warstwowy jest także bardzo odpowiedni do wytwarzania z niego pojemników przeznaczonych do wypełnienia produktem w warunkach jałowych. W takim przypadku produkt zostaje wyjałowiony i wprowadzony w prawie sterylnych warunkach do podobnie wyjałowionego pojemnika, który po napełnieniu jest uszczelniany w taki sposób, aby wprowadzony produkt podczas przechowywania nie został przed zużyciem ponownie skażony drobnoustrojami.

Opisaną obróbkę cieplną pojemników przeprowadza się stosując nośnik ciepła zawierający wodę. Ogólnie rzecz biorąc, obróbkę cieplną z ogrzewaniem wilgotnym prowadzi się przy podwyższonym ciśnieniu w autoklawach, które są wypełnione wodą lub parą wodną. W takim przypadku cykl sterylizacji w autoklawie można podzielić na okres narastania, okres utrzymywania, oraz okres chłodzenia. Okres narastania to czas od rozpoczęcia ogrzewania aż do momentu osiągnięcia pożądanej temperatury. Przy nadciśnieniu wynoszącym 0,05 MPa para wodna ma temperaturę około 110°C, a przy nadciśnieniu wynoszącym 0,11 MPa taka temperatura wyniesie około 121°C. Po okresie utrzymywania, który trwa w czasie wymaganym do osiągnięcia wyjałowienia przy pożądanej stałej temperaturze, ciśnienie w autoklawie jest obniżane do zwykłego ciśnienia atmosferycznego, a podczas okresu chłodzenia temperatura jest obniżana przez schładzanie autoklawu.

Ponieważ przy sterylizacji w autoklawie wykorzystuje się podwyższone ciśnienie, sposób ten jest przeprowadzany głównie jako proces okresowy, a nie ciągły. Korzystna byłaby więc możliwość zredukowania czasu jednostkowego cyklu podczas tego procesu.

Oczywiste jest jednak, że gdy wyżej wspomniane pojemniki są poddawane nazbyt intensywnej obróbce cieplnej, znajdują się w środowisku, które powoduje częściową utratę dobrego uszczelnienia pojemników wobec wilgoci i cieczy. Z powodu nasiąkania warstw papieru lub kartonu powstaje ryzyko, że materiał opakowaniowy utraci swe własności wytrzymałościowe, oraz że pojemnik, zwiotczeje i stanie się ciężki. Jest więc istotne, aby taki typ pojemników był narażony na wpływ wspomnianego środowiska w możliwie jak najmniejszym stopniu.

Sposób sterylizacji w autoklawie pojemnika wykonanego z materiału na bazie włókna, w którym pojemnik umieszcza się w autoklawie, ogrzewa się go do temperatury sterylizacji za pomocą nośnika ciepła wybranego z grupy zawierającej wodę, parę wodną i powietrze, utrzymuje się pojemnik we wspomnianej temperaturze przez czas dostatecznie długi do przeprowadzenia sterylizacji, a następnie chłodzi się go do temperatury krytycznej dla własności wytrzymałościowych pojemnika za pomocą pierwszego nośnika ciepła, który nie zawiera wody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że we wspomnianej temperaturze krytycznej zmienia sic pierwszy chłodzący nośnik ciepła na drugi nośnik, którym jest woda.

Zmianę nośnika ciepła korzystnie przeprowadza się w zakresie temperatur od około 70°C do około 95°C, lub jeszcze korzystniej, w zakresie temperatur od około 80°C do około 85°C.

Jako pierwszy nośnik ciepła, którym chłodzi się pojemnik korzystnie stosuje się powietrze.

W sposobach znanych ze stanu techniki, aby uniknąć wyżej wspomnianych problemów, schładzanie pojemników zawierających włókna podczas wyjaławiania przeprowadzano za pomocą powietrza. Jednakże, w przypadku sterylizacji w autoklawie, pojemniki wyposażone na przykład w nasiąkającą warstwę z papieru lub kartonu bardzo dobrze znoszą ogrzewanie

189 038 do temperatury krytycznej, podobnie jak schładzanie za pomocą nośnika ciepła, którym jest woda w fazie ciekłej.

Różne rodzaje materiału wymagają różnych czasów procesu i/lub różnych czasów ogrzewania/zabijania/chłodzenia. Przede wszystkim, temperatura krytyczna zależy od grubości warstwy podstawowej i zawartości włókna w jej składzie, przy czym inne składniki opakowaniowego materiału warstwowego także mają znaczenie.

Wyjaławianie napełnionych pojemników w procesie sterylizacji w autoklawie przeprowadza się w przebiegu cyklicznym. Taki cykl zawiera wyżej wspomniane następujące po sobie fazy: okres narastania, okres utrzymywania i okres chłodzenia. Nośnik ciepła może zgodnie z niniejszym wynalazkiem zostać wymieniony podczas okresu narastania i/lub podczas okresu utrzymywania. W związku z tym, że na przykład schładzanie za pomocą powietrza jest znacznie wolniejsze niż schładzanie za pomocą wody, zastosowanie złożonej procedury schładzania pojemników o budowie na bazie włókien, które mogą być sterylizowane w autoklawie, zgodnie z którą powietrze jest zastępowane schładzaniem wodą, powoduje uzyskanie krótszego czasu schładzania. Podobnie, ogrzewanie parą wodną jest szybsze niż spryskiwanie wodą, które stanowi zwykły sposób ogrzewania wstępnego w procesach obróbki cieplnej. Tak więc, wyżej opisane wymiany nośnika ciepła zwiększają skuteczność cyklu wyjaławiania, a więc powodują także zmniejszenie kosztów przetwarzania.

W takim znaczeniu nośnik ciepła oznacza czynnik, który przekazuje energię cieplną z lub do pojemnika. Odpowiednimi nośnikami ciepła jest na przykład woda (w fazie ciekłej), para wodna i powietrze. Podczas schładzania pojemnika po sterylizacji na przykład w autoklawie, nośnik ciepła według niniejszego wynalazku jest wymieniany przy temperaturze krytycznej, korzystnie z powietrza na wodę. Schładzanie poniżej temperatury krytycznej może także być przeprowadzane za pomocą spryskiwania zimną wodą, jeśli jest to konieczne z towarzyszącym schładzaniem za pomocą CO2 lub N2, w celu szybkiego uzyskania wystarczająco niskiej temperatury. Możliwe jest przy tym także zakończenie fazy schładzania przez wzbogacanie powietrzne. W ten sam sposób nośnik ciepła może zostać wymieniony przy temperaturze krytycznej podczas ogrzewania pojemnika przed sterylizacją.

Podsumowując, pojemniki mogą być poddawane warunkom, w których od materiału opakowaniowego wymaga się dobrej szczelności względem wilgoci i cieczy. Powyżej pewnej temperatury krytycznej materiały te nie są w stanie całkowicie wytrzymywać szkodliwego oddziaływania wody na własności mechaniczne materiału opakowania. W związku z tym, pojemniki te są poddawane wspomnianym niekorzystnym warunkom tak krótko jak to możliwe, jednocześnie zachowując uzyskanie wymaganego efektu wyjałowienia. Według wynalazku efekt ten uzyskuje się dzięki temu, że nośnik ciepła zastosowany przy sterylizacji poprzez obróbkę cieplną, korzystnie w autoklawie, do ogrzewania i/lub odpowiednio do schładzania pojemnika, wymienia się podczas ogrzewania i/lub schładzania pojemnika przy jego temperaturze krytycznej.

Przykład 1

Składany, napełniony pojemnik, wykonany z materiału typu warstwowego w postaci arkusza lub zwoju, zawierającego warstwę podstawową zawierającą włókna, zewnętrzne pokrycie i wewnętrzne pokrycie z papieru, umieszczono w celu przeprowadzenia sterylizacji w autoklawie. Sterylizację przeprowadzono w procesie cyklicznym. Cykl zawierał następujące po sobie etapy: etap ogrzewania parą wodną, etap utrzymywania i etap chłodzenia.

Jako pierwszy nośnik ciepła w etapie chłodzenia po sterylizacji, zastosowano powietrze. Przy temperaturze krytycznej wynoszącej 90°C, nośnik ciepła wymieniono z powietrza na wodę, stosując spryskiwanie zimną wodą.

Zastosowany w przykładzie pojemnik, wyposażony w nasiąkającą warstwę z papieru bardzo dobrze zniósł ogrzewanie do temperatury 90°C, jak również chłodzenie za pomocą wody w fazie ciekłej poniżej tej temperatury.

Przykład 2

Składany, napełniony pojemnik, wykonany z materiału typu warstwowego w postaci arkusza lub zwoju, zawierającego warstwę podstawową, zawierającą włókna, zewnętrzne pokrycie i wewnętrzne pokrycie z papieru, umieszczono w celu przeprowadzenia sterylizacji w au189 038 toklawie. Sterylizację przeprowadzono w procesie cyklicznym. Cykl zawierał następujące po sobie etapy: etap ogrzewania parą wodną, etap utrzymywania i etap chłodzenia.

Jako pierwszy nośnik ciepła w etapie chłodzenia po sterylizacji, zastosowano powietrze. Przy temperaturze krytycznej wynoszącej 80°C, nośnik ciepła wymieniono z powietrza na wodę, stosując spryskiwanie zimną wodą z towarzyszącym schładzaniem za pomocą CO₂ lub N2, w celu szybkiego uzyskania wystarczająco niskiej temperatury. Etap chłodzenia zakończono wprowadzając dodatkowo powietrze.

Zastosowany w przykładzie pojemnik, wyposażony w nasiąkającą warstwę z papieru bardzo dobrze zniósł ogrzewanie do temperatury 80°C, jak również chłodzenie za pomocą wody w fazie ciekłej poniżej tej temperatury.

Wykonane przykłady wykazały, że czas trwania procesu może zostać znacznie zredukowany przy zastosowaniu cyklu para wodna-powietrze-woda. W wykonanych przykładach czas trwania etapu chłodzenia został skrócony o około 10 minut w stosunku do odpowiednich czasów trwania w znanych procesach, wynoszących około 30-50 minut.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterylizacji w autoklawie pojemnika wykonanego z materiału na bazie włókna, w którym pojemnik umieszcza się w autoklawie, ogrzewa się go do temperatury sterylizacji za pomocą nośnika ciepła wybranego z grupy zawierającej wodę, parę wodną i powietrze, utrzymuje się pojemnik we wspomnianej temperaturze przez czas dostatecznie długi do przeprowadzenia sterylizacji, a następnie chłodzi się go do temperatury krytycznej dla własności wytrzymałościowych pojemnika za pomocą pierwszego nośnika ciepła, który nie zawiera wody, znamienny tym, że we wspomnianej temperaturze krytycznej zmienia się pierwszy chłodzący nośnik ciepła na drugi nośnik, którym jest woda.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zmianę nośnika ciepła przeprowadza się w zakresie temperatur od około 70°C do około 95°C.
3. 3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że zmianę nośnika ciepła przeprowadza się w zakresie temperatur od około 80°C do około 85°C.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pierwszy nośnik ciepła, którym chłodzi się pojemnik stosuje się powietrze.