CH418103A - Mit einem Ausgleichstank versehene Anlage zum aseptischen Abfüllen einer keimfreien Flüssigkeit - Google Patents

Description

  



  Mit einem Ausgleichstank versehene Anlage zum aseptischen   Abfillen    einer keimfreien Flüssigkeit
Es stehen   Entkeimungsanlagen    zur Verfügung, die mit Hilfe einer sehr schonenden   Kurzzeiterhit-      zun, g es gestatten, flüssige    Nahrungsmittel wie Milch, Fruchtsäfte, aber auch pharmazeutische Hilfsstoffe oder dergleichen keimfrei zu machen. Milch wird beispielsweise unter Druck mit erhitztem Wasserdampf zusammengeführt und iso schlagartig auf eine Temperatur von etwa 150  C erhitzt ; unmittelbar an   schliessend folgt eine Druckabsenkung mit entspre-    chender Verdampfungskühlung, wobei die Dauer der eigentlichen Erhitzung auf wenige Sekunden oder sogar Bruchteile von Sekunden beschränkt ist.



   Auf   geschilderte Weise keimfrei gemachte Flüs-      sigkeiten sind längere Zeit haltbar,    sofern eine Nachinfektion verhindert wird. Das bedingt einen vollständig sterilen Flüssikeitsweg zwischen Entkei  mungsanlage    und einer von ihr versorgten   asepti-    schen Abfüllanlage. Das Abfüllen hat   selbstverständ-    lich auch unter vollständig aseptischen Verhältnisse, n zu erfolgen. Es stehen heute bereits Einrichtungen zur Verfügung, die es. gestatten, beispielsweise Milch und andere flüssige Nahrungsmittel aseptisch in vor  sterilisierte Wegwsrfpackungen abzufüllen.   



   Abfüllmaschinen für solche Zwecke arbeiten im wesentlichen mit konstanter Leistung. Meist können von einer Entkeimungsanlage mehrere Abfüllanalagen mit   entkeimber    Flüssigkeit versorgt werden,   wobei-    sofern die Entkeimungsanlage mit variabler Leistung betrieben werden kann-unter Umständen jeweils nur ein Teil dieser   Abfüllmaschinen tatsächlich    in Betrieb steht. Lässt sich jedoch die Leistung der Ent  keimungsanlage    nicht in gewünschtem Masse variieren oder   anpass, en,    so besteht ein ausgesprochenes Bedürfnis nach ! einer Zwischenlagerung der keimfrei gemachten Abfüllanlage entsprechenden Menge in letztere weitergegeben wird.

   Ein weiteres Bedürfnis für eine solche Zwischenlagerung besteht aber auch, wenn mit ein und derselben   Entkeimungsanlage    verschiedene Flüssigkeiten behandelt werden ; es ergibt sich   danla    ein intermittierender Betrieb der   Entkei-    mungsanlage, womit bei direkter Kopplung von Entkeimmungsanlage und Abfüllanlage unter Umständen   die Abfüll, maschinen    nur ungenügend ausgelastet sind. Eine Zwischenlagerung. ermöglicht in einem solchen Falle auch bei einer vorübergehende ausser Betrieb stehenden Entkeinmungsanlag,e die Abfüllsta  tion, en mit entkeimter Flüssigkeit    zu versorgen.



   Eine Zwischenlagerung der aus   der Entkeimungs-    anlage abströmenden Flüssigkeit stellt erhebliche   Anforderungen. So muss    eine einwandfreie Vorsteri  lisierung    des gesamten   Flüssigkeitswe, ges,    und ein vollständig aseptischer Übergang in den eigentlichen Betriebszustand möglich sein. Ferner darf. der   Flüs-    signkeitsdruck in der Auslassleitung eines Zwischenbehälters nicht variieren, weil sonst ein einwandfreies Funktionieren der   Abfüllmaschine in Frage    gestellt wird.

   Weiter muss dem Raum oberhalb des   Flüssig-      keitsspiegels eines    zur Zwischenlagerung dienenden Behälters je nach steigendem oder   sinkendem      Flüs-      sigkeitsspiegel    ein steriles Gas entnommen bzw. in denselben eingeführt werden können. Und schliesslich arbeitet die Füllvorrichtung der   Abfüllmaschine    meist druckabhängig ; zur Sicherung einer konstanten Zulaufmenge muss deshalb für einen konstanten Druck in der Fülleitung gesorgt werden.



   Die Erfindung erfüllt die geschilderten   Anforde-    rungen und bietet praktisch vollständige Gewähr für aseptische Verhältnisse und gleichbleibenden   Flüs-    sigkeitsdruck in der Zufuhrleitung zu den Abfüllma   schinen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch    einen mit dem   Flüssigkeitsweg    zwischen   Entkei-    mungsanlage und Abfüllanlage verbundenen allseitig   geschlosse, nen Ausgleichstank    mit   sterilem Flüssig-    keitsraum, weiter durch eine mit dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im   Ausgleichstank kommuni-      zierend    verbundene Quelle für ein steriles, unter er  höhtem Druck stehendes    Gas,

   weiter durch einen Fühler für den Druck im   Flüssigkeitsweg    zwischen Entkeimungs- und Abfüllanlage, welcher Fühler auf Mittel zur Beeinflussung des oberhalb des   Flüssig-      keitsspiegels im    Tank herrschenden Gasdruck derart einwirkt, dass der Flüssigkeitsdruck bei   veränderli-    chem Flüssigkeitsspiegel im   Tank wenigstens annä-    hernd konstant bleibt.



   Die Erfindung wird nachstehend anhand des. in der Zeichnung   veranschaulichten Ausführungsbei-    spieles näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausgleichstank im   Flüssigkeitsweg    zwischen einer   Entkeimungsanlage    und einer Abfüllstation zusammen mit den für das Sterilisieren und den   eigentli-    chen Betrieb notwendigen Leitungen und Organen und Fig. 2 im Detail eine zur   Vorsterilisierung    und zum aseptischen Abdichten dienende   Sperrkammer    für die Welle eines im Tank nach Fig. 1 angeondneten Rührwerkes.



   Die   entkeimte    Flüssigkeit strömt durch die Leitung 11 aus einer nicht gezeichneten Entkeimungsanlage dem Ventil 12 zu, von dem sie weiter durch die Leitung 13 in die schematisch angedeutete, aseptische   Abfüll-und    Verpackungsmaschine 14 weitergeleitet wird. Der von den Leitungen 11 und 13 gebildete   Flüssigkeitsweg    ist über die Leitung 15 an die An  schlusskammer 16 des Ausgleichstankes.    17 angeschlossen. Der Tank ist allseitig hermetisch abge  schloss. en.    In seinem Unterteil besitzt er : ein aus Propeller   18    und Antriebsmotor 19 bestehendes   Rühr-    werk.



   Dem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 20 im Tank befindlichen Raum 21 kann ein. unter erhöhtem Druck stehendes steriles Gas zugeführt werden. Zu diesem Zweck saugt eine vorzugsweise als ölfreier Kolbenkompressor ausgebildete Luftpumpe 22 Luft über den Grobfilter 23 durch die Leitung   24    an und fördert sie unter erhöhtem Druck in die Leitung   25,    aus welcher die in den Sterilluftfilter 26 führende Leitung 27 abzweigt. Im Filterwird die Luft von den mitgeführten Keimen vollständig befreit. Die aus den Teilen 23 bis 27 bestehende Quelle für sterile, unter erhöhtem Druck stehende Luft ist über die Leitung 28 mit dem Raum   21    in Verbindung. In der Leitung 25 sind femer ein Sicherheitsventil 48 und ein   Rück-    schlagventil 49 angeordnet.



   Mit der   Anschlusskammer    16 ist der Druckfühler 29 kommunizierend   ve. rbunden,, der den gesamten,    sich aus Gasdruck im Raum 21 und dem statischen Druck der Flüssigkeitssäule im Tank 17   zusammen-    setzenden Druck ermittelt und auf bekannte Weise e ein diesem Druck, gleiches Drucksignal durch die Steuerluftleitung 30 in den als Ganzes mit 31   be-    zeichneten Druckregler aussendet. Auf bekannte Weise wird dem Geberteil des Fühlers 29 Druckluft durch die Leitung   50    zugeführt.

   Letzterer dient dazu, in der Leitung 25 und damit natürlich auch im Raum 21 einen solchen Gasdruck aufrechtzuerhalten, dass der vom Fühler 29 ermittelte Flüssigkeitsdruck am Fusse des Ausgleichstankes auch bei veränderlichem    Flüssigkeitsspiogel wenigstens annähernd konstant    bleibt. Zu diesem Zweck zweigt eine Abblasleitung 32 aus der Leitung 25 ab, deren Austrittsquerschnitt mit   Hilf,    des Ventiles 33 gesteuert wird. Das Ventil   33wird von    der Stange 34 betätigt, die an der Membrane 35 eines vom Druck in der Leitung 30   beein-    flussten Stellmotors befestigt ist.

   Die Membrane 35 trennt, die beiden Räume   36    und   37 ; die Steuerluftlei-    tung 30 mündet in den Raum   36,    der gegenüber der Stange 34 mit Hilfe eines Balges 3'8 abgedichtet ist.



  Zur Einstellung des Solldruckes in der Leitung 22 und, damit im Raum 21 dient die auf die Membrane wirkende Schrauben. feder 39,. deren Kompression mit Hilfe des Handrades   40    verändert werden kann.



   In der Leitung 30 befindet sich ein Dreiweg-Ma  gnetventil    41 ; ferner zweigt aus der Leitung   30    eine Leitung 42 ab, die in den Gasraum 43 einer Niveauanzeigeeinrichtung   44    mündet. Das, obere Ende des Niveaurohres ist kommunizierend über die Leitung   45    und das Dreiweg-Magnetventil 46 mit der Leitung 25 verbunden, derart, das der im Tank 17 sich einstellende Flüssigkeitsspiegel durch den Flüssigkeitsstand im Niveaurohr abgebildet wird.



   Die Leitung 15 ist über die Leitung 51 mit einer   Kondensatafbleitvorrichtung    52 verbunden ; in der Leitung   51 b. efinden    sich zudem die beiden Absperrventile 53 und 54, zwischen denen eine   Entleerungs-    leitung 55 mit Absperrventil 56 angeschlossen ist.



   Vor Inbetriebnahme der geschilderten Anlage   muss    für   sine    einwandfreie Vorsterilisierung gesorgt werden. Hierzu dient Sattdampf, der aus einer geeig  neten    Quelle durch die Leitung 57 zugeführt wird, in welcher sich das Absperrventil 58, dass   Druckregel-    ventil 59 und das Absperrventil 60 befinden. Die Leitung 57   mün, det in die Leitung    28, womit bei vorerst leerem Tank 17 das Tankinnere und   die Leitun-    gen 15 und 13 durch den zugeführten Dampf sterilisiert werden können. Gleichzeitig wird dann auch der Weg der aus dem Filter 26 kommenden sterilen Luft vorsterilisiert.



   Aus der Leitung 57 zweigt nach dem Druckre  gelventil    59 die Leitung 61 ab, die in die Leitung 51 mündet, und zwar zwischen Ventil 54 und Kondensatableitvorrichtung 52. In der Leitung 61 befindet sich das Dreiweg-Magnetventil 62, das eine Verbindung zwischen der Leitung 61 und der   Leitung 63 ermög-      licht,'die    ihrerseits in die Leitung 64 mündet.   Letz-    tere ist einerseits   üb, er,    das Druckregelventil 65 ebenfalls an die Leitung 61 und anderseits mit einer aus Fig. 2 ersichtlichen laternenartigen Kammer 67 zwischen den Dichtungen 68 und 69 für die Welle des Rührwerkes 18/19 verbunden.

   Aus dieser Kammer 67 führt eine Leitung   66, die über    ein vertikales   Teil-      stück 66a    und   ein    horizontales Teilstück 66b in die Leitung 61 zurückführt.



   Das Druckregelventil 59 ist beispielsweise so ein gestellt, dass der aus der Leitung 57 zuströmende Dampf auf einen   konstanben    Druck von etwa   3 kg/cm2    entspannt wird. Das Druckregelventil 65 seinerseits ist so eingestellt, dass es den in der Leitung 61 herrschenden Dampfdruck auf beispielsweise 1, 2   kg/cm2    reduziert.



   Vorgängig des eigentlichen Betriebes erfolgt die Vorsterilisierung der Anlage mit. geöffneten Ventile 58, 60, 54 und 53, jedoch mit geschlossenen Ventile 12,   56    un,   d 33 sole    auf   Durchfluss    ac eingestelltem Dreiwegventil 62, auf Durchfluss ab eingestelltem Dreiwegventil 41 und auf   Durchfluss.    ac eingestelltem Dreiwegventil 46 ; weiter natürlich auch mit eingeschaltetem Kompressor 22. In diesem   Betriebszu-    stand wird insbesondere das Druckregelventil 65 durch die Leitung 63 überbrückt, so dass Dampf direkt aus der Leitung 61 in die Leitung 64 zur Steri   lisierung der Sperrkammer für die Welle des Rühr-    werkes 18/19 zur Verfügung steht.



   Die   Vorsterilisierung    ist so lange durchzuführen, bis Gewähr besteht, dass alle zu sterilisierenden Teile durch den zugeführten erhitzten Dampf auf Sterilisa  tionstemperatur    erhitzt worden sind.



   Nach abgeschlossener   Vorsterilisierung    werden bei ununterbrochenem Betrieb des Kompressors 22 die Ventile 60, 12, 54, 56 und   53    geschlossen und das Ventil 33 geöffnet. Das Ventil 58 bleibt in   geöff-      neter    Stellung. Das Dreiwegventil 62 wird auf Durcbflussrichtung ab, das Dreiwegventil 41 auf Durchflussrichtung ac und das Dreiwegventil 46 auf Durch  flussricht'ung    ab eingestellt. Mithin ist die Dampfzufuhr in die Leitung 28   unterhunden    ; hingegen kann weiterhin Dampf in die Leitung 61 strömen.

   Weil die Durchflussrichtung ac gesperrt ist, strömt anschliessend Dampf reduzierten Druckes in die Leitung 64, der zum Aufrechterhalten steriler Bedingungen in der   Sperrkammer    für. die Rührwerkswelle ausreicht ; insbesondere füllt sich die Kammer 67 mit sterilem Kondensat, das durch die   Überfalleitung      66b      abströ-    men kann.



   Nun kann n von, der   Entkeimungsanlage    her durch die Leitung 11   entkeimte Flüssigkeit zugeführt    werden, die zur Abfüllstation 14 weiterstömen kann.



  Übersteigt die zugeführte Flüssigkeitsmenge die Schluckfähigkeit der Abfüllstation 24, so strömt bei geöffnetem Absperrventil 12 eine entsprechende   Flüssigkeitsteilmenge durch    die Leitung 15 in den Ausgleichstank 17. Damit steigt der   Flüssigkeibsspie-    gel im Ausgleichstank. Der Gasdruck im Raum 21 hat vorerst bei leerem Tank seinen Höchstwert eingenommen   ; der    Gasdruck wird gesteuert durch den Druckfühler 29, der das Abblasventi 33 bei leerem Tank 17 im Sinne, eines gleichbleibenden Wertes dieses Höchstwertes beeinflusst.



   Mit steigendem Flüssigkeitsspiegel wirkt auf den Druckfühler 29 nicht nur die vom Gasdruck im Raum 21 herrührende Druckkomponente, sondern zugleich die durch den zunchmenden statischen Flüs  sigkeitsdruck    gebildete Komponente. Der Fühler 29   verhin, dert    jedoch ein Ansteigen des von ihm ermittelten   Gesamtdcuckes,    und zwar durch verstärktes   Öffnen de. s Ventiles    33, womit der gasdruck im Raum 21 um den Anteil des nun vorhandenen statischen Flüssigkeitsdruckes vermindert wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der   Flüssigkeits. druck    am Fusse des Tankes 17 und damit in der Leitun, g 13 auch bei veränderlichem Flüssigkeitsspiegel im Tank konstant bleibt.



     D, ie Erfindung ist    nicht auf das geschilderte Aus  führungsbeispiel    beschränkt. So könnte auch ein anderes steriles Gas in den Raum oberhalb des   Flüssig-    keitsspiegels im Ausgleichstank eingeleitet werden, z. B. ein inertes Gas wie Stickstoff. Weiter könnten auch anders ausgebildete Druckfühler oder Regelorgane zur Veränderung des Gasdruckes im Ausgleichstank benützt werden.  



      P, ATENTANSPRUCH   
Anlage zum aseptischen Abfüllen einer keimfreien Flüssigkeit in Einzelbehälter, welche Flüssigkeit im Durchlaufverfahren in, einer   Entkeimungsan-    lage entkeimt wird, gekennzeichnet durch einen mit dem   Flüssigkeitsweg      zwischen Entkeimungsanlage    und Abfüllanlage verbundenen.

   allseitig geschlossenen Ausgleichstank mit sterilem Flüssigkeitsraum, weiter durch eine mit dem Raum   oberhalb des Flüs-      sigkeitsspiegels    im Ausgleichstank kommunizierend verbundene Quelle für ein steriles, unter erhöhtem Druck stehendes Gas, weiter durch einen Fühler für den Druck im Flüssigkeitswe zwischen   Entkei-      mungs-und Abfüllanlage, welcher Fühler    auf Mittel zur Beeinflussung des oberhalb des   Flüssigkeitsspie-    gels im Tank herrschenden Gasdruckes derart einwirkt, dass der Flüssigkeitsdruck bei veränderlichem Flüssigkeitsspiegel im Tank wenigstens annähernd konstant bleibt. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. gestellt, dass der aus der Leitung 57 zuströmende Dampf auf einen konstanben Druck von etwa 3 kg/cm2 entspannt wird. Das Druckregelventil 65 seinerseits ist so eingestellt, dass es den in der Leitung 61 herrschenden Dampfdruck auf beispielsweise 1, 2 kg/cm2 reduziert.

   Vorgängig des eigentlichen Betriebes erfolgt die Vorsterilisierung der Anlage mit. geöffneten Ventile 58, 60, 54 und 53, jedoch mit geschlossenen Ventile 12, 56 un, d 33 sole auf Durchfluss ac eingestelltem Dreiwegventil 62, auf Durchfluss ab eingestelltem Dreiwegventil 41 und auf Durchfluss. ac eingestelltem Dreiwegventil 46 ; weiter natürlich auch mit eingeschaltetem Kompressor 22. In diesem Betriebszu- stand wird insbesondere das Druckregelventil 65 durch die Leitung 63 überbrückt, so dass Dampf direkt aus der Leitung 61 in die Leitung 64 zur Steri lisierung der Sperrkammer für die Welle des Rühr- werkes 18/19 zur Verfügung steht.

   Die Vorsterilisierung ist so lange durchzuführen, bis Gewähr besteht, dass alle zu sterilisierenden Teile durch den zugeführten erhitzten Dampf auf Sterilisa tionstemperatur erhitzt worden sind.

   Nach abgeschlossener Vorsterilisierung werden bei ununterbrochenem Betrieb des Kompressors 22 die Ventile 60, 12, 54, 56 und 53 geschlossen und das Ventil 33 geöffnet. Das Ventil 58 bleibt in geöff- neter Stellung. Das Dreiwegventil 62 wird auf Durcbflussrichtung ab, das Dreiwegventil 41 auf Durchflussrichtung ac und das Dreiwegventil 46 auf Durch flussricht'ung ab eingestellt. Mithin ist die Dampfzufuhr in die Leitung 28 unterhunden ; hingegen kann weiterhin Dampf in die Leitung 61 strömen.

   Weil die Durchflussrichtung ac gesperrt ist, strömt anschliessend Dampf reduzierten Druckes in die Leitung 64, der zum Aufrechterhalten steriler Bedingungen in der Sperrkammer für. die Rührwerkswelle ausreicht ; insbesondere füllt sich die Kammer 67 mit sterilem Kondensat, das durch die Überfalleitung 66b abströ- men kann.

   Nun kann n von, der Entkeimungsanlage her durch die Leitung 11 entkeimte Flüssigkeit zugeführt werden, die zur Abfüllstation 14 weiterstömen kann.

   Übersteigt die zugeführte Flüssigkeitsmenge die Schluckfähigkeit der Abfüllstation 24, so strömt bei geöffnetem Absperrventil 12 eine entsprechende Flüssigkeitsteilmenge durch die Leitung 15 in den Ausgleichstank 17. Damit steigt der Flüssigkeibsspie- gel im Ausgleichstank. Der Gasdruck im Raum 21 hat vorerst bei leerem Tank seinen Höchstwert eingenommen ; der Gasdruck wird gesteuert durch den Druckfühler 29, der das Abblasventi 33 bei leerem Tank 17 im Sinne, eines gleichbleibenden Wertes dieses Höchstwertes beeinflusst.

   Mit steigendem Flüssigkeitsspiegel wirkt auf den Druckfühler 29 nicht nur die vom Gasdruck im Raum 21 herrührende Druckkomponente, sondern zugleich die durch den zunchmenden statischen Flüs sigkeitsdruck gebildete Komponente. Der Fühler 29 verhin, dert jedoch ein Ansteigen des von ihm ermittelten Gesamtdcuckes, und zwar durch verstärktes Öffnen de. s Ventiles 33, womit der gasdruck im Raum 21 um den Anteil des nun vorhandenen statischen Flüssigkeitsdruckes vermindert wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Flüssigkeits. druck am Fusse des Tankes 17 und damit in der Leitun, g 13 auch bei veränderlichem Flüssigkeitsspiegel im Tank konstant bleibt.

   D, ie Erfindung ist nicht auf das geschilderte Aus führungsbeispiel beschränkt. So könnte auch ein anderes steriles Gas in den Raum oberhalb des Flüssig- keitsspiegels im Ausgleichstank eingeleitet werden, z. B. ein inertes Gas wie Stickstoff. Weiter könnten auch anders ausgebildete Druckfühler oder Regelorgane zur Veränderung des Gasdruckes im Ausgleichstank benützt werden.

   P, ATENTANSPRUCH Anlage zum aseptischen Abfüllen einer keimfreien Flüssigkeit in Einzelbehälter, welche Flüssigkeit im Durchlaufverfahren in, einer Entkeimungsan- lage entkeimt wird, gekennzeichnet durch einen mit dem Flüssigkeitsweg zwischen Entkeimungsanlage und Abfüllanlage verbundenen.

   allseitig geschlossenen Ausgleichstank mit sterilem Flüssigkeitsraum, weiter durch eine mit dem Raum oberhalb des Flüs- sigkeitsspiegels im Ausgleichstank kommunizierend verbundene Quelle für ein steriles, unter erhöhtem Druck stehendes Gas, weiter durch einen Fühler für den Druck im Flüssigkeitswe zwischen Entkei- mungs-und Abfüllanlage, welcher Fühler auf Mittel zur Beeinflussung des oberhalb des Flüssigkeitsspie- gels im Tank herrschenden Gasdruckes derart einwirkt, dass der Flüssigkeitsdruck bei veränderlichem Flüssigkeitsspiegel im Tank wenigstens annähernd konstant bleibt.