CH493994A

CH493994A - Verfahren zur kontinuierlichen Sterilisierung einer Flüssigkeit sowie Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens

Info

Publication number: CH493994A
Application number: CH1327467A
Authority: CH
Inventors: Reginald Thomas Clark
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1964-01-20
Filing date: 1967-09-22
Publication date: 1970-07-31
Also published as: FR94365E; IT942009B; AT294547B; DE1617971A1; BE704354R; US3512998A; GB1199255A; SE340032B; NL6712971A

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Sterilisierung einer Flüssigkeit sowie Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Sterilisierung einer Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit durch indirekte Erwärmung vorgewärmt wird, darauf unter Druck durch indirekte Erwärmung rasch auf die Sterilisationstemperatur erhitzt wird und nach mindestens einer teilweisen Vorwärmung in ein Gefäss geführt wird, in welchem ein niedrigerer Druck herrscht, so dass sie sich durch teilweise Selbstverdampfung rasch abkühlt und mindestens teilweise entgast wird, worauf der entwickelte Dampf kondensiert und das Kondensat in die Flüssigkeit zurückgeführt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung und Entgasung durch teilweise Selbstverdampfung in einem Gefäss erfolgt, in welchem ein Druck aufrechterhalten wird, welcher gleich oder höher ist als der atmosphärische Druck, jedoch niedriger als der Druck, mit welchem die Flüssigkeit dem Gefäss zugeführt wird.

Die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens mit einem Vorwärmer zur indirekten Erwärmung der Flüssigkeit, einer Pumpe und einer Heizvorrichtung zur indirekten Erwärmung der Flüssigkeit auf die Sterilisationstemperatur, die miteinander in Serie geschaltet sind sowie mit einem nach der Pumpe über ein Druckminderungsorgan geschalteten Gefäss ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss mit einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Druckes im Gefäss versehen ist, welcher gleich oder höher ist als der atmosphärische Druck, jedoch niedriger als der Druck der Flüssigkeit vor dem Gefäss.

Verfahren und Einrichtungen der Art, auf welche sich die Erfindung bezieht, sind z. B. aus dem Schweizer Patent Nr. 458 041 bekannt. Bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen besteht im Gefäss, in welchem die Dampfentwicklung und Entgasung erfolgt, ein Druck, welcher niedriger ist als der atmosphärische Druck. Die Einführung der Flüssigkeit nach der Erhitzung in ein Gefäss mit einem Druck, welcher niedriger als der atmosphäricche Druck ist, ist nicht nur zur raschen Verminderung der Temperatur der Flüssigkeit wichtig, sondern auch zur Erzielung einer teilweisen Entgasung. Diese ist insbesondere z. B. bei Milch wichtig, da ein übermässiger Gasgehalt in der Milch ein Anbrennen an den heissen Oberflächen der Wärmeaustauscher verursachen kann. Es hat sich auch gezeigt, dass z.

B. bei Milch ein übermässiger Gehalt an Sauerstoff im sterilisierten Produkt eine Beschleunigung der Geschmackveränderung zur Folge hat.

Die vorliegende Erfindung hat die Erzielung des gleichen Effektes einer mindestens teilweisen Entgasung bei gleichzeitiger Abkühlung durch Verdampfung zum Ziel. Das Verfahren und die Einrichtung sind jedoch insofern abgeändert, als dass die Abkühlung und die Entgasung in einem Gefäss erfolgen, in welchem ein Druck aufrechterhalten wird, welcher gleich oder höher ist als der atmosphärische Druck, jedoch niedriger als der Druck, mit welchem die Flüssigkeit dem Gefäss zugeführt wird.

Die beiliegende Zeichnung stellt ein Strömungsdiagramm der Einrichtung zur Sterilisierung von Milch dar.

Die zu sterilisierende Milch wird durch eine Leitung 1 hindurch laufend einem Eingangsbehälter 2 zugeführt, aus dem sie mittels einer Pumpe 3 zu Teilen 4 und 5 eines Wärmeaustauschers befördert wird. In diesem Wärmeaustauscher, der vom Plattentyp sein kann, wird die Milch indirekt auf eine Temperatur von annähernd 80-85 C erwärmt. Daraufhin wird die erwärmte Milch einem Speicherbehälter 6 zugeführt, in welchem ihr Proteingehalt stabilisiert wird. Unter Druck wird die Milch sodann durch eine Pumpe 7 in einen Teil 8 eines zweiten Wärmeaustauschers geleitet, der wiederum vom Plattentyp sein kann. In diesem Wärmeaustauscher wird die Milch indirekt auf eine Sterilisationstemperatur von annähernd 145-150 C erhitzt, und zwar unter einem solchen Druck, dass sie nicht kocht.

Es ist wünschenswert, die Milch nur gerade so lange auf der Sterilisationstemperatur zu halten, als dies zur Erzielung des erforderlichen Sterilisationsgrades notwendig ist, da die Milch bei hoher Temperatur einen Geschmackverlust erleidet, und je länger die Milch auf einer solchen Temperatur gehalten wird, desto grö sser ist der Geschmackverlust. Um die Qualität der Milch aufrechtzuerahlten, sollte daher ihre Temperatur so schnell wie möglich herabgesetzt werden, sobald die Sterilisation vorgenommen wurde.

Eine so rasche Kühlung erhält man dadurch, dass man die Milch über ein Dreiwegventil 9 in ein Gefäss 10 oder 15 leitet, das mittels einer (nicht dargestellten) an die Leitung 22 angeschlossenen Absaugvorrichtung unter einem solchen Druck gehalten wird, dass die Milch sofort kocht und sich dadurch abkühlt, da ein Teil ihrer latenten Wärme zur Bildung von Dampf herangezogen wird.

Der aus den Gefässen 10, 15 abgesaugte Dampf wird mit dem Gas in einen Kondensator 12 geleitet, aus welchem das Kondensat durch eine Pumpe 11 und eine Leitung 13 in den Behälter 2 gefördert wird.

Die nicht kondensierbaren Gase, wie z. B. Sauerstoff, entweichen durch eine Leitung 22 nach aussen.

Die Milch kann auch in der dargestellten Weise von der Ausgangsseite des Wärmeaustauscherteils 4 zu einem Gefäss 21 geleitet werden, das über die Leitung 22 an die nicht dargestellte Absaugvorrichtung angeschlossen ist. Aus dem Gefäss 21 wird die Milch durch eine Pumpe 23 in den Wärmeaustauscherteil 5 gefördert.

Im Gefäss 10 herrscht erfindungsgemäss ein Druck, welcher höher als der atmosphärische Druck ist, jedoch niedriger als der Druck, mit dem die Flüssigkeit in dem Wärmeaustauscher 8 gefödert wird. So kann in einem besonderen Falle die Milch im Wärmeaustauscher 8 unter einem Druck von z.B. 4,2 atü auf eine Temperatur von 1380 C erhitzt werden. Die Abkühlung im Gefäss 10 kann dann durch Verdampfung bei einem Druck von z.B. 0,7 atü auf eine Temperatur von 1160 C erfolgen. Diese Abkühlung ist durch ein Sieden der Milch mit teilweiser Verdampfung verbunden.

Nachdem die Milch rasch abgekühlt und teilweise entgast wurde, kann eine weitere Abkühlung durch indirekte Kühlung erfolgen.

Der während der Verdampfung entstandene Wasserdampf kann der Flüssigkeit entweder im Gefäss 10 oder an einer anderen Stelle des Systems beigefügt werden, damit die ursprüngliche Zusammensetzung der Flüssigkeit eingehalten wird.

Eine mögliche Abänderung besteht in einer teilweisen Abkühlung durch indirekte Mittel vor der Abkühlung durch Verdampfung im Gefäss 10. Die beschriebene Ausführung wird jedoch derzeit bevorzugt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur kontinuierlichen Sterilisierung einer Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit durch indirekte Erwärmung vorgewärmt wird, darauf unter Druck durch indirekte Erwärmung rasch auf die Sterilisationstemperatur erhitzt wird und danach in ein Gefäss geführt wird, in welchem ein niedrigerer Druck herrscht, so dass sie sich durch teilweise Selbstverdampfung rasch abkühlt und mindestens teilweise entgast wird, worauf der dabei entwickelte Dampf kondensiert und das Kondensatin die Flüssigkeit zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung und Entgasung durch teilweise Selbstverdampfung in einem Gefäss (10, 15, 21) erfolgt, in welchem ein Druck aufrechterhalten wird, welcher gleich oder höher ist als der atmosphärische Druck, jedoch niedriger als der Druck, mit welchem die Flüssigkeit dem Gefäss zugeführt wird.

II. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einem Vorwärmer zur indirekten Erwärmung der Flüssigkeit, einer Pumpe und einer Heizvorrichtung zur indirekten Erwärmung der Flüssigkeit auf die Sterilisationstemperatur, die miteinander in Serie geschaltet sind, sowie mit einem nach der Pumpe über ein Druckminderungsorgan geschalteten Gefäss, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss (10, 15, 21) mit einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Drukkes im Gefäss versehen ist, welcher gleich oder höher ist als der atmosphärische Druck, jedoch niedriger als der Druck der Flüssigkeit vor dem Gefäss (10, 15, 21).

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der im Gefäss (10, 15, 21) entwickelte Dampf kondensiert wird, und das Kondensat von der Stelle, wo die Flüssigkeit auf die Sterilisationstemperatur erhitzt wird, in die Flüssigkeit zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der im Gefäss (10, 15, 21) entwickelte Dampf im Gefäss selbst kondensiert wird und das Kondensat in die Flüssigkeit in diesem Gefäss zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor der Einführung in das Gefäss (10, 15, 21) durch indirekte Kühlung vorgekühlt wird.

4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung des dem Gefäss (21) entnommenen Dampfes ein Kühler (12) mit einem Abscheider vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Gefäss (10,-15, 21) Kühlorgane vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gefäss eine Kühlvorrichtung vorgeschaltet ist.