NL2002579C2 - Hydrostatische sterilisatie-inrichting. - Google Patents

Description

Hydrostatische sterilisatie-inrichting

TECHNISCH GEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een hydrostatische sterilisatie-inrichting. De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor gebruik in een hydrostatische sterilisatie-inrichting en sterilisatieproces.

5

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Een hydrostatische sterilisatie-inrichting van de bovengenoemde soort is bekend uit NL6407288A. Hydrostatische kook- en sterilisatie-inrichtingen zijn in het algemeen van 15 tot 18 m hoog ter opname van een waterkolom, die ongeveer 12 m hoog 10 is. De inrichting bevat een toevoer- of voorverwarmingssectie, een sterilisatiesectie of stoomhamer en een afvoer- of koelsectie. Ieder sectie is voorzien van kanalen welke kanalen op elkaar aansluiten bij de overgang van de ene naar de volgende sectie. De kanalen die door de inrichting lopen zijn in het algemeen breed en groot genoeg om een transporteur zonder einde op de nemen. De transporteur zonder einde omvat houders 15 waarin producten geplaatst kunnen worden.

De genoemde sterilisatie-inrichting wordt gebruikt voor het in een continue proces steriliseren van producten welke verpakt zitten in een verpakking. De verpakking kan zijn een metaal, bijvoorbeeld een afgesloten conservenblik, glas, bijvoorbeeld een glazen pot voorzien van deksel, of een ander materiaal dat bestand is tegen de temperatuur 20 in de sterilisatie sectie.

NL6411423A openbaart een werkwijze en inrichting voor de continue thermische behandeling van producten die in gas- en waterdichte houders zijn verpakt. Beschreven wordt het continue steriliseren en afkoelen onder hydrostatische druk waarbij de sterilisatiekamer en koelkamer via een waterdoorgang van elkaar gescheiden zijn.

25 In geval van conservenblik en glazen pot voorzien van deksel is voorzien in een verpakking die goed bestand is tegen druk die ontstaat in de verpakking door uitzetting van het te steriliseren product in de verpakking door verwarming terwijl het volume in de verpakking niet in gelijke mate met de uitzetting van het product toeneemt.. Kenmerk van de verpakking is vaak dat deze bestaat uit een open container voor het product en een 2 deksel Ier afsluiting van de open container. Er komen echter nieuwe verpakkingsmethodes waarbij de open container en de deksel door middel van een lijm- of smeltlas- (seal) verbinding met elkaar verbonden zijn en het product in de container hermetisch afsluiten. Deze verbindingen worden vaak zwakker bij verhitting. Daarnaast wordt de dikte van de 5 metalen wand van de container cn deksel steeds dunner, waardoor ze makkclijkcr kunnen vervormen. Vervorming van de verpakking kan er toe leiden dat het product niet meer verkoopbaar is terwijl de verpakking omvattende het product kwalitatief aan de gestelde vereisten met betrekking tot houdbaarheid voldoet. Wanneer de druk in de verpakking ten opzichte van de druk aan de buitenkant te veel toeneemt, kan de verpakking vervormen 10 waardoor het product niet meer verkoopbaar is en in het ergste geval kan de lijmverbinding of smeltverbinding losgaan, waardoor het product in de verpakking niet meer hermetisch afgesloten is cn bacteriën het product aan kunnen tasten waardoor deze gaat bederven.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

15 De uitvinding stelt zich ten doel te voorzien in een verbeterde hydrostatische sterilisatie inrichting die het verschil in dmk binnen in de verpakking en de druk buiten de verpakking tijdens het sterilisatie proces reduceert, waardoor de uitval van gesteriliseerd eindproduct verminderd wordt.

Een hydrostatische sterilisatie-inrichting volgens de uitvinding heeft het 20 kemmerk dat het uitgangsbeen van de sterilisatiesectie ten minste aan de bovenzijde voorzien is van een vernevelingsinrichting voor het vernevelen van een vloeistof welke een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur in het ingangsbeen van de sterilisatiesectie om het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in het waterbeen van de afkoelsectie te verminderen voordat het product door de vloeistofkolom 25 van de afkoelsectie wordt gevoerd.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat snelle temperatuur variaties tijdens het sterilisatieproces ertoe kunnen leiden dat de druk in het product, bijvoorbeeld een aluminium bakje waarop een deksel is gelijmd of versmolten met hierin substantie die aan bederf onderhevig kan zijn, te snel toeneemt tot een dusdanige druk dat het bakje 30 vervormd of zelfs de lijmlaag of smeltverbinding (seal) loslaat en het product als het ware explodeert. Dit effect wordt nog versterkt doordat de lijmlaag of smeltverbinding bij hogere temperaturen minder krachtig is dan bij lagere temperaturen. De druk in het product kan ook ontstaan wanneer de uitzettingscoëffïciënt van de verpakking en verpakte 3 substantie wezenlijk van elkaar verschillen. Wanneer het product in de vloeistof van het waterbeen terecht komt, daalt in een conventionele sterilisatie-inrichting de omgevingstemperatuur van ongeveer 130°C naar 90°C. Hierdoor krimpt de verpakking, is buitenkant, veel sneller dan de inhoud waardoor er druk opgebouwd wordt in de 5 verpakking. Daarnaast neemt de hydrostatische druk op het product bij het doorvoeren van het product door het waterbeen af, wat de druk in de verpakking extra doet toenemen. Dit probleem wordt ten minste verminderd door de uitvinding door het product al in de sterilisatiesectie af te gaan koelen, waardoor het afkoelproces al begint onder de druk in de sterilisatie ruimte. Hierdoor wordt de temperatuur van de inhoud van het product al 10 verlaagd voordat het product in het waterbeen komt. Hierdoor wordt het maximale drukverschil tussen buiten en binnenkant verlaagd tot een niveau dat de verpakking in hoofdzaak niet blijvend vervormd en dc lijmlaag of seal of smetverbinding intact blijft waardoor het product steriel verpakt blijft.

In een uitvoeringsvorm is de temperatuur van de vloeistof uit de 15 vemevelingsinrichting in hoofdzaak gelijk aan de temperatuur van de vloeistof in de vloeistofkolom van de afkoelsectie. Hierdoor wordt de situatie vermeden dat bijna tegelijkertijd er extern zowel druk als temperatuursvariaties optreden.

In een uitvoeringsvorm omvat de vemevelingsinrichting ten minste één van een sproeier en een vemevelaar. Door gebruikt te maken van deze middelen wordt er 20 gedoseerd warmte onttrokken aan het product.

In een uitvoeringsvorm omvat de opwarmsectie een waterbeen omvat die gedeeltelijk gevuld is met een eerste vloeistofkolom voor het geven van hydrostatische dmk in een naastgelegen compartiment, waarbij in het waterbeen een tweede vemevelingsinrichting voorzien is die ingericht is om de producten te verwarmen teneinde 25 het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in de eerste vloeistofkolom te verminderen voordat de producten door de eerste vloeistofkolom wordt gevoerd. Deze maatregelen hebben ook ten doel om te voorkomen dat tegelijkertijd de omgevingsdruk en omgevingstemperatuur van het product te grote variaties hebben waardoor het product blijven kan vervormen. De vemevelingsinrichting omvat ten minste één van een sproeier 30 en een vemevelaar.

In een uitvoeringsvorm omvat de opwarmsectie ten minste twee waterbenen en een tussencompartiment tussen twee opelkaar volgende waterbenen gezien langs de transportrichting van de eindloze transporteur. De inrichting is zodanig ingericht dat 4 tijdens bedrijf een hydrostatische druk heerst in het tussencomparlimenl die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie. Verder de inrichting ingericht om tijdens bedrijf de temperatuur in het tussencompartiment tussen de omgevingstemperatuur en de temperatuur in de sterilisatie ruimte te houden. Hierdoor 5 nemen zowel de druk als temperatuur buiten het product tijdens het opwarmproccs geleidelijker toe, waardoor het maximale drukverschil tussen binnen en buitenkant van de verpakking verminderd wordt.

In een uitvoeringsvorm omvat de opwarmsectie twee of meer tussencompartimenten, waarbij tijdens bedrijf in opeenvolgende tussencompartimenten 10 stroomafwaarts de eindloze transporteur ten minste een van de temperatuur of hydrostatische druk toeneemt. Hierdoor wordt het maximale drukverschil tussen binnen en buitenkant van de verpakking verder verminderd. In een uitvoeringsvorm ligt de temperatuur in opeenvolgende compartimenten in een gebied van 70 - 90°C en 110-125°C ligt.

15 In een uitvoeringsvorm omvat de afkoelsectie ten minste twee waterbenen en een tussencompartiment tussen twee op een volgende waterbenen langs de eindloze transporteur heeft, waarin tijdens bedrijf een hydrostatische druk heerst die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie. Verder ligt tijdens bedrijf de temperatuur in het tussencompartiment tussen de omgevingstemperatuur en de 20 temperatuur in de sterilisatisectie. Hierdoor nemen zowel de dmk als temperatuur buiten het product tijdens het opwarmproces geleidelijker af, waardoor het maximale drukverschil tussen binnen en buitenkant van de verpakking verminderd wordt.

In een uitvoeringsvorm omvat de afkoelsectie twee of meer tussencompartimenten, waarbij tijdens bedrijf in opeenvolgende tussencompartimenten 25 stroomafwaarts de eindloze transporteur ten minste een van de temperatuur of hydrostatische afneemt. Hierdoor wordt het maximale drukverschil tussen binnen en buitenkant van de verpakking verder verminderd. In een uitvoeringsvorm ligt de temperatuur in opeenvolgende tussencompartimenten van de afkoelsectie in een gebied van 90 - 60°C en 50 - 15°C ligt.

30 In een uitvoeringsvorm omvat het kanaal door de sterilisatiesectie tussen het inlaatbeen en uitlaatbeen een eerste been en een tweede been. Het eerste en tweede been zijn van elkaar gescheiden en vormen verticale stoomkanaaldelen. De stoomkanaaldelen zijn aan de onderzijde met elkaar verbonden met behulp van een vloeistofsluis. Door de 5 sterilisatieruimte op le delen in gescheiden ruimten kunnen minder gemakkelijk luchtstromingen in de sterilisatiesectie ontstaan. Hierdoor is de temperatuur in de sterilisatiesectie beter verdeeld. In een uitvoeringsvorm zijn de druk en temperatuur in de verticale stoomkanaaldelen in hoofdzaak gelijk.

5 In een uitvoeringsvorm omvat de inrichting verder een warmtc- wisselingsinrichting ingericht voor het onttrekken van warmte uit de atkoelsectie en toevoeren aan de opwarmsectie. Hierdoor wordt de hoeveelheid energie per te steriliseren product verminderd. In een verdere uitvoeringsvorm is de warmte-wisselingsinrichting ingericht is om warmte te ontrekken uit de vloeistof in het waterbeen van de afkoelsectie 10 dat aansluit op het uitgangsbeen van de sterilisatiesectie en deze toe te voeren aan de vloeistof van de vemevelingsinrichting in de opwarmsectie. Hierdoor wordt de vloeistof in het waterbeen constant gekoeld cn dc onttrokken warmte efficiënt gebruikt bij het opwarmen in de opwarmsectie.

Een ander aspect van de uitvinding is te voorzien in een verbeterde 15 werkwijze voor het steriliseren van producten. In het bijzonder een werkwijze waarbij tijdens het sterilisatieprocess minder producten beschadigd worden.

De producten worden met behulp van een eindloze transporteur gevoerd worden door een hydrostatische sterilisatieinrichting omvattende een kanaal gevormd door achtereenvolgens een opwarmsectie, sterilisatiesectie en afkoelsectie, waarbij een deel van 20 het kanaal in de opwarmsectie en afkoelsectie een waterbeen omvatten met een vloeistofkolom voor het geven van hydrostatische druk in de sterilisatie sectie en waarbij het kanaal in de sterilisatiesectie een ingangsbeen en een uitgangsbeen omvat, waarbij het waterbeen van de opwarmsectie aansluit op het ingangsbeen en het uitgangsbeen aansluit op het waterbeen in de afkoelsectie. De werkwijze volgens de uitvinding wordt 25 gekenmerkd door de stap van het vernevelen van een vloeistof in het uitgangsbeen van de sterilisatiesectie waarbij de vloeistof een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur in het ingangsbeen, waardoor het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in het waterbeen van de afkoelsectie verminderd wordt voordat het product door de vloeistofkolom van de afkoelsectie gevoerd wordt. Hierdoor wordt voorkomen dat de 30 temperatuur buiten het product bij het gaan door de vloeistof van het waterbeen te snel veranderd waardoor het drukverschil tussen de druk aan de buitenkant en binnenkant van de verpakking te groot wordt waardoor de verpakking blijvend vervormd en/of de lijmlaag of smeltverbinding tussen bakje en deksel ten minste gedeeltelijk verbroken wordt.

6

Het moge duidelijk zijn dat de verschillende aspecten genoemd in deze octrooiaanvrage gecombineerd kunnen worden en elk afzonderlijk in aanmerking kunnen komen voor een afgesplitste octrooiaanvrage.

5 KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Deze en andere aspecten, eigenschappen en voordelen van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarbij dezelfde referentiecijfers dezelfde of vergelijkbare delen aanduiden, en waarin: 10 Figuur 1 schematisch een uitvoeringsvorm van een sterilisatie-inrichting volgens de uitvinding toont; en

Figuur 2 ccn voorbeeld geeft van ccn tc steriliseren product.

BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVORMEN 15 Het sterilisatieproces in een sterilisatie-inrichting of autoclaaf volgens de uitvinding kenmerkt zich door een proces dat continue verloopt tijdens de verschillende fasen van het sterilisatietraject. Hiermee wordt voorkomen dat steeds per batch de massa van de sterilisatie-inrichting opgewarmd en afgekoeld moet worden. Het continue proces wordt verder beschreven aan de hand van de schematische tekening getoond in Figuur 1.

20 Figuur 1 toont schematisch een sterilisatie-inrichting 1 volgens de uitvinding. De sterilisatie-inrichting bestaat uit een opwarmsectie la, een sterilisatie sectie lb en een afkoelsectie lc. Door de sterilisatie-inrichting meandert een eindloze transporteur 4 door een kanaal gevormd door de verticale secties A-N. De eindloze transporteur 4 heeft op regelmatige afstand houders waarin producten vast gehouden 25 kunnen worden en door de sterilisatie-inrichting gevoerd kunnen worden. De transporteur 4 kan zijn in de vorm van een stalen ketting met hieraan bevestigd gondels waarin één of meer producten kunnen worden geplaatst.

De sterilisatie-inrichting 1 in figuur omvat 16 kolommen Al, A - N, NI waardoor de transporteur loopt en de producten afwisselend door de ene kolom omhoog 30 bewogen worden en een volgende kolom omlaag bewogen worden.

In een continue stroom 2 worden te steriliseren producten geplaatst in de houders. In een andere continue stroom 3 worden gesteriliseerde producten uit de houders gehaald en afgevoerd. Een voorbeeld van een product wordt getoond in Figuur 2. In 7 figuur 2 wordt het product getoond nadat de verpakking gedeelte opengetrokken is. Als het product door de sterilisatie-inrichting gevoerd wordt, sluit de verpakking de inhoud hermetische af. De verpakking van het product 20 is hier bakje 21 voorzien van een afsluitingelement 22 met lip. Het bakje 21 en de afsluitingelement 22 zijn gemaakt van 5 een materiaal dat bestand is tegen de hoge temperatuur in de stcrilisaticscctic lb. Het materiaal kan bijvoorbeeld een metaal, bijvoorbeeld dun aluminium, of een kunststof(folic) zijn. In een uitvoeringsvorm wordt het afsluitelement 22 op het bakje 21 gelijmd of met elkaar versmolten en sluit daarmee de inhoud van de verpakking hermetisch af In een andere uitvoeringsvorm zijn het bakje en deksel van een kunststoffolie die met elkaar 10 versmolten worden. De sterilisatie-inrichting 1 volgens de uitvinding kan in principe gebruikt worden voor het steriliseren van ieder willekeurig product, zoals conservenblikken, glazenpotten, maar is speciaal bedoeld voor verpakkingen die kunnen beschadigen doordat het verschil in druk op de binnenkant en buitkant van de verpakking te groot wordt, waardoor de verpakking blijvend vervormd of de hermetische sluiting door 15 de lijmlaag of de smeltlas verbroken wordt. De verpakking kan ingedeukt worden door te hoge druk aan de buitenkant of opbollen door te hoge druk aan de binnenkant. Te hoge druk kan ontstaan doordat het water in de verpakking overgaat in waterdamp.

Nadat een product in een houder geplaatst is, wordt deze omhoog gevoerd in de inlaatkolom Al van de opwarmsectie la door de eindloze transporteur 4. De 20 opwarmsectie is ingericht om de producten geleidelijk op te warmen en het product niet onderworpen wordt aan te grote temperatuur variaties in tijd. De opwarmsectie la omvat zes verticale kolommen Al, A - E. De kolommen of benen zijn afwisselend aan de boven en onderzijde met elkaar verbonden vormen een aaneengesloten fluïdumdicht kanaal waardoor de eindloze transporteur 4 wordt gevoerd. Drie kolomen A, C, en E zijn 25 gedeeltelijk gevuld met een vloeistof, bijvoorkeur water, en vormen vloeistofkolommen of waterbenen voor het geven van hydrostatische druk in de kolom die aan de onderzijde verbonden is met de vloeistofkolom. Aan de bovenzijde in de kolommen A, B, en D zijn vernevelingsinrichtingen aangebracht voor het gelijkmatig sproeien, vernevelen of verstuiven van vloeistof op de producten. In de kolommen Al, B, en D is de 30 bewegingsrichting van de transporteur 4 naar beneden en in de kolommen A, C en E is de bewegingrichting van de transporteur 4 naar omhoog. Een vemevelingsinrichting 6 kan als functie van de afmetingen van de druppeltjes van de vloeistof een eenvoudige 8 versproeiing, verneveling of verstuiving geven. Deze resultaten worden verkregen door het gebruik van bekende technische middelen.

Bij het verlaten van de vemevelingsinrichting heeft de vloeistof een bepaalde temperatuur en de temperatuur van het product zal veranderen in de richting van 5 die bepaalde temperatuur door warmteoverdracht. Kolom B en het gedeelte van kolom C boven de vloeistoikolom in kolom C vormen een eerste compartiment tussen twee vloeistofkolommen. In het compartiment heerst een constante hydrostatische druk en temperatuur. In het compartiment zal de inhoud van het product geleidelijk opwarmen en van buiten naar binnen de temperatuur in het compartiment aan gaan nemen. In de 10 vloeistofkolom in kolom C neemt de hydrostatisch druk tijdens doorvoer van de producten weer toe tot de druk die in kolom D heerst. Hetzelfde geldt voor de vloeistofkolom in kolom E, zodat dc hydrostatische druk in dc stcrilisaticscctic bereikt wordt. Kolom D cn het gedeelte van kolom E boven de vloeistofkolom in kolom E vormen een tweede compartiment tussen twee vloeistofkolommen. In het tweede compartiment heerst een 15 constante hydrostatische druk en een constant temperatuur. In het tweede compartiment zal de inhoud geleidelijk opwarmen en van buiten naar binnen de temperatuur in het tweede compartiment aannemen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding ligt de temperatuur van de vloeistof in de waterkolom in kolom A een temperatuur in het gebied van 75 - 85 °C, in 20 het bijzonder in hoofdzaak 80 °C. Uit de verbindingsruimte tussen kolom A en B, die gevuld is met vloeistof, wordt vloeistof onttrokken en met behulp van een pomp toegevoerd aan de vemevelingsinrichting 6 boven de waterkolom in A, een vemevelingsinrichting boven in kolom B en vloeistofinlaatpunten 7. Een warmtewisselaar 12 zorgt ervoor dat de temperatuur van de vloeistof de gewenste temperatuur van 80 °C 25 krijgt. In een waterkolom zijn een of meerdere vloeistofinlaatpunten voorzien, zodat de temperatuur van de vloeistof in een waterkolom zo min mogelijk varieert en het product dus tijdens doorvoer door de waterkolom onder in hoofdzaak constante temperatuur staat waardoor het product gelijkmatig opwarmt.

Door de vemevelingsinrichting 6 boven de waterkolom in kolom A wordt 30 de buitenkant, of te wel de verpakking, van de producten tijdens het zakken naar de waterkolom opgewarmd van een omgevingstemperatuur, bijvoorbeeld 20°C, naar een temperatuur die dicht bij de temperatuur van de vloeistof in de waterkolom ligt, bijvoorbeeld 80°C. Kenmerkend is dat tijdens het zakken in de ruimte boven de 9 waterkolom de luchtdruk contant is en alleen de temperatuur van het product omhoog gaat. Zodra het product in de vloeistofkolom komt, zakt deze steeds verder in de vloeistof en neemt de hydrostatische druk op het product toe. Door vooraf het product gecontroleerd middels het versproeien of vernevelen van een vloeistof het product op te warmen, zet 5 eerst de verpakking uit. Hierdoor neemt het absolute drukverschil tussen de buitenkant en binnenkant eerst toe. Naarmate, het product in de verpakking opwarmt neemt het druk verschil weer af doordat de inhoud door opwarming uitzet. In de vloeistofkolom neemt het drukverschil weer toe door de gelijkmatig toename van de hydrostatische druk. Wanneer de producten niet voorverwarmt worden, kan het absolute drukverschil ten gevolge van 10 enerzijds de snelle opwarming van de verpakking enerzijds en hydrostatische druktoenamen anderzijds, zo snel toenemen dat de verpakking blijvend vervormd wordt.

De uitvinding zorgt ervoor dat het maximale drukverschil tijdens het opwarmproccs in de opwarmsectie 1 a gereduceerd wordt, waardoor de kans op blijvende vervorming verminderd wordt. Volgens de uitvinding wordt in kolom A eerst het temperatuursverschil 15 tussen het product en vloeistof in de vloeistofkolom verkleind en daarna de externe druk op het product verhoogd. Effectief zorgt de vemevelingsinrichting ervoor dat de producten verwarmen worden teneinde het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in de vloeistofkolom te verminderen voordat de producten door de eerste vloeistofkolom wordt gevoerd.

20 De opwarmsectie getoond in figuur 1 toont ten minste twee vloeistofkolommen met hiertussen een tussencompartiment. Tijdens bedrijf heerst in het tussencompartiment een lucht druk die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie lb. Tevens ligt de temperatuur in het tussencompartiment en de temperatuur van de vloeistof die met de vemevelingsinrichting 6 25 van bovenaf op de producten in het compartiment wordt gesproeid tussen de omgevingstemperatuur en de hoogste temperatuur in de sterilisatiemimte lb.

Wanneer de eindloze transporteur 4 stroomafwaarts door meerdere gedeelten in de opwarmsectie la wordt gevoerd, dan neemt ten minste één van de externe grootheden temperatuur of hydrostatische druk toe. Door gebruik te maken van meerdere 30 compartimenten en vloeistofkolommen wordt het mogelijk om het opwarmproces zo te ontwerpen dat de temperatuur en dmk zodanig in tijd toenemen dat de het drukverschil tussen de dmk buiten het product en de dmk binnen het product zo laag blijft dat het product niet blijven beschadigd wordt. Stroomafwaarts betekent de richting waarlangs de 10 transporteur zich beweegt. Hel is dus mogelijk dat een opwarmsectie la volgens de uitvinding twee vloeistofkolommen en één tussencompartiment heeft of N vloeistofkolommen enN-1 tussencompartimenten, waarbij N een integer is groter dan 1. Ook is het mogelijk, dat de opwarmsectie la alleen kolom A omvat met een 5 vcmcvclingsinrichting 6 boven de vlocistofkolom in kolom A.

In de inrichting getoond in figuur 1 is de temperatuur van de vloeistof uit de vemevelingsinrichting in kolom A en B in het gebied van 70 - 90°C en de vloeistoftemperatuur in kolom D in het gebied van 110 -125 °C. De temperatuur van de vloeistof in de waterkolommen A, C, en E is in een uitvoeringsvorm respectievelijk 70 -10 90°C, 110 - 125°C, en 130-135°C. De hydrostatische druk neemt in de waterkolom van kolom A geleidelijk toe van 0 tot 1,2 bar, in de waterkolom van kolom C van 1,2 bar - 2,4 bar, cn in kolom E van 2,4 bar tot 3,6 bar. Het zal duidelijk zijn dat afhankelijk van dc temperatuur en dmk eigenschappen van het product andere temperatuur- en drukverlopen mogelijk zijn.

15 De sterilisatiesectie lb in figuur 1 bestaat uit vier secties F, G, H en I. In de secties F, G, H en I heerst een constante hydrostatische druk van bijvoorbeeld 3,6 bar. In de secties F en H is in bedrijf de richting van de transporteur 4 omhoog en in de secties G en I is de richting van de transporteur omlaag. De druk is nodig om het eventuele water dat in verpakking zit bij een sterilisatietemperatuur van in hoofdzaak 130°C in 20 vloeistofvorm te houden en niet in gasvorm over te laten gaan. Wanneer het water van

vloeistofvorm over zou gaan naar gasvorm zal de druk in de verpakking zodanig toenemen dat de verpakking gaat opbollen en hierdoor blijvend vervormen en mogelijk zelfs openbarsten. Openbarsten kan gebeuren door scheuren van het verpakkingsmateriaal of loslaten van de lijmlaag of versmelting tussen bakje en deksel. Het moge verder duidelijk 25 zijn dat naarmate de sterilisatie temperatuur hoger is ook de hydrostatische druk hoger zal moeten zijn om de vloeistof in vloeistofvorm te houden. De secties F, G en H vormen een sterilisatieruimte waarin een temperatuur heerst die ligt in een gebied van 130 - 135°C. In deze secties zijn bovenin vernevelingsinrichtingen 6 aangebracht voor het vernevelen sproeien en/of verstuiven van water bij een temperatuur in bovengenoemde gebied van 130 30 - 135°C. Verder zijn stoominjectoren 8 aangebracht om de temperatuur in de secties F, G

en H zo gelijkmatig mogelijk te houden. De secties F, G en H kunnen één grote ruimte vormen waardoor de transporteur afwisselend omhoog, omlaag omhoog bewogen wordt. Bijvoorkeur bevat de sterilisatieruimte drie of meer kolommen die met een 11 afscheidingswand van elkaar gescheiden zijn. Hierdoor wordt de sterilisatieruimle een langgerekt kanaal waarin de temperatuur beter te besturen is en de temperatuur langs het kanaal gelijkmatiger of constanter blijft. Verder wordt de kans op luchtwervelingen of luchtstromingen verkleind, waardoor de temperatuur in sterilisatieruimte stabieler is. Een 5 vlocistofsluis 13 is tussen sectie G en H voorzien om de secties van elkaar te scheiden cn luchtstroming tussen de secties G en H tegen te gaan waardoor de warmtetransport van de ene naar de andere sectie minder gemakkelijk gaat dan wanneer er een open verbinding zou zijn tussen de kolommen G en H. Sectie F is en ingangsbeen dat aansluit op de vloeistofkolom in sectie E van de opwarmsectie la.

10 Sectie I van de sterilisatiesectie lb is een uitgangsbeen dat aansluit op een vloeistofkolom in sectie J van de afkoelsectie. Sectie I is ten minste aan de bovenzijde voorzien van een vcrncvclingsinrichting 6 ingcricht voor het vernevelen van een vloeistof, bijvoorkeur water, met een temperatuur die lager is dan de temperatuur in de sterilisatieruimte gevormd door de secties of kolommen F, G en H. De temperatuur van de 15 vloeistof is in een uitvoeringsvorm 95°C. De scheidingswand tussen sectie H en I vormt een thermische scheiding tussen de secties. De vemevelingsinrichting, welke één of meer sproeiers, sproeikoppen, verstuivers of vemevelaars kan omvatten, wordt bijvoorkeur onder de bovenrand van de wand tussen sectie H en I aangebracht. Hierdoor kan de vloeistof uit de vemevelingsinrichting niet direct in de sterilisatiemimte van kolom H 20 komen. Als dit wel zou gebeuren, ontstaan er ongewenste luchtstromingen in kolom H en wordt de temperatuurverdeling verstoord waardoor het sterilisatieproces in kolom H niet goed verloopt. Volgens de uitvinding eindigt het sterilisatieproces in een verticale kolom waardoor de transporteur de producten omhoog voert en worden de producten door een open doorgang over een scheidingswand tussen de verticale kolom gevoerd naar een 25 naastliggende kolom waardoor de producten naar beneden gevoerd worden en waarin het afkoelproces begonnen worden door de producten van bovenaf te besproeien met een vloeistof voordat de ze de sterilisatiesectie langs de onderzijde via een vloeistofbad verlaten. Het is gebleken dat afkoeling in de sterilisatiesectie lb voordat het product ondergedompeld wordt in een eerste vloeistofkolom van de afkoelsectie lc voorkomt dat 30 door de verlaging van de druk in de waterkolom ten minste een gedeelte van het water in het product overgaat in dampvorm. Als water door drukverlaging overgaat in waterdamp neemt de druk in het product exponentieel toe waardoor de verpakking open kan basten of de lijmlaag of versmelting loslaat. Een verder voordeel is dat door de gekozen constructie 12 geen ongewenste warmte stromingen ontstaan door dat er grote lemperatuurvariaties of overgangen zijn in de inrichting. Doordat de afgekoeld lucht naar beneden zakt in kolom I, zal deze niet in kolom H stromen. Verder grenst de vloeistof in vloeistofsluis 13, welke vloeistof een temperatuur heeft die in hoofdzaak gelijk is aan de temperatuur in de 5 sterilisatie ruimte in de kolommen F, G en H, aan ruimtes waarin de zelfde temperatuur heerst. Hierdoor ontstaan ook geen ongewenste warmte transporten van kolom G naar kolom H of omgekeerd.

De afkoelsectie lc in figuur 1 omvat kolommen J, K, L, Μ, N, en NI. Deze constructie heeft grote overeenkomsten met de opwarmsectie la alleen nu met omgekeerde 10 werking. De afkoelsectie lc is ingericht om de temperatuur van het product en de druk buiten het product geleidelijk af te laten nemen.

Nadat het product dc stcrilisaticscctic 1b doorlopen heeft cn voorgckocld is in de uitlaatkolom I komt deze in de afkoelsectie 1 c. De afkoelsectie 1 c is ingericht om de producten geleidelijk verder af te koelen en te voorkomen dat het product onderworpen 15 wordt aan te grote temperatuurvariaties in tijd. De opwarmsectie lc omvat zes verticale kolommen J, K, L, Μ, N en NI. De kolommen of benen zijn afwisselend aan de boven en onderzijde met elkaar verbonden en vormen een aaneengesloten fluïdumdicht kanaal waardoor de eindloze transporteur 4 wordt gevoerd. Drie kolomen J, L, en N zijn gedeeltelijk gevuld met een vloeistof, bijvoorkeur water, en vormen vloeistofkolommen of 20 waterbenen voor het geven van hydrostatische druk in een naastliggende kolom die aan de onderzijde verbonden is met de vloeistofkolom. Aan de bovenzijde in de kolommen K en M zijn vemevelingsinrichtingen aangebracht voor het gelijkmatig sproeien of vernevelen of verstuiven van vloeistof op de producten. In de kolommen J, L, en N is de bewegingsrichting van de transporteur 4 naar omhoog en in de kolommen K, M en NI is 25 de bewegingrichting van de transporteur 4 naar omlaag.

Kolom K en het gedeelte van kolom J boven de vloeistofkolom in kolom J vomien een eerste tussencompartiment van de koelsectie lc tussen twee vloeistofkolommen in de kolommen J en L. In het eerste tussencompartiment heerst een constante hydrostatische druk en temperatuur. In het compartiment zal de inhoud van het 30 product afkoelen en geleidelijk van buiten naar binnen de temperatuur in het eerste tussencompartiment aan gaan nemen. In de vloeistofkolom in kolom J neemt de hydrostatisch druk tijdens doorvoer van de producten af tot de druk die in het tussencompartiment in kolom J heerst. Hetzelfde principe geldt voor de vloeistofkolom in 13 kolom L en een tweede lussencompartiment gevormd door het gedeelte boven de vloeistof kolom in kolom L en kolom M, zodat de hydrostatische druk in de vloeistofkolom in kolom een drukbereik doorloopt van de druk in kolom K naar de druk in kolom M. Tot slot is er een waterkolom in kolom N, waarin de druk een bereik doorloopt van de druk in 5 kolom M naar de atmosferische druk buiten de stcrilisatic-inrichting 1. In het tweede tussencompartiment heerst een constante hydrostatische druk en een constant temperatuur. In het tweede compartiment zal de inhoud van het product geleidelijk afkoelen en van buiten naar binnen de temperatuur in het tweede compartiment aannemen.

Verder zijn de tussencompartimenten in kolom K en M aan de bovenzijde 10 van de kolommen voorzien van vemevelingsinrichtingen 6 die de producten bevochtigen met een vloeistof die in hoofdzaak gelijk is een de temperatuur van de vloeistof in de waterkolom die volgt op de respectievelijke kolom waardoor het product naar beneden wordt gevoerd. Hierdoor wordt het product vooraf gekoeld voordat deze ondergedompeld wordt in de vloeistof van de waterkolom en wordt een temperatuursshock door 15 onderdompeling voorkomen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding ligt de temperatuur van de vloeistof in de waterkolom in kolom J een temperatuur in het gebied van 80 - 95°C, in het bijzonder in hoofdzaak 90 °C. Uit de verbindingsruimte of verbindingskanaal gelegen aan de onderkant tussen kolom J en K, die gevuld is met vloeistof, wordt vloeistof onttrokken 20 en met behulp van een pomp toegevoerd aan de vemevelingsinrichting 6 boven in kolom 1, en vloeistofinlaatpunten 7 in kolom J. De temperatuur van de vloeistof in het verbindingskanaal zal toenemen door warmteafgifte van de producten die komen uit de sterilisatieruimte, t.w. kolom H. Een warmtewisselaar 9 zorgt ervoor dat de temperatuur van de vloeistof onttrokken uit de verbindingsruimte de gewenste temperatuur van 25 bijvoorbeeld 90 °C krijgt. In een waterkolom zijn één of meerdere vloeistofinlaatpunten 7 voorzien, zodat de temperatuur van de vloeistof in een waterkolom zo min mogelijk varieert en het product tijdens doorvoer door de waterkolom onder in hoofdzaak onder constante temperatuur staat waardoor het product gelijkmatig afkoelt.

De temperatuur in kolom I blijft rond de 95°C door de continue toevoer van 30 vloeistof uit de vemevelingsinrichting 6 en toevoer van warmte via de gesteriliseerde producten die in het begin een temperatuur hebben van 130°C. De gekoelde vloeistof uit warmtewisselaar 9 wordt tevens toegevoerd door middel van inlaatstukken 7 aan de waterkolom in kolom J om de temperatuur in een gebied van 80 - 95°C te houden. Koeling 14 kan gebeuren door de vloeistof die uit de verbinding tussen kolom A en B wordt onttrokken op te warmen. Hierdoor wordt de warmte die wordt onttrokken bij het afkoelproces gebruikt voor het opwarmproces in de opwarmsectie la,

De afkoelsectie getoond in figuur 1 toont ten minste twee 5 vlocistofkolommcn met hiertussen een tusscncompartimcnt. Tijdens bedrijf heerst in het tussencompartiment een lucht druk die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie lb. Tevens ligt de temperatuur in het tussencompartiment en de temperatuur van de vloeistof die met de vernevelingsinrichting 6 van bovenaf op de producten in het compartiment wordt gesproeid tussen de 10 omgevingstemperatuur en de laagste temperatuur in de sterilisatieruimte lb.

Wanneer de eindloze transporteur 4 stroomafwaarts door opeenvolgende gedeelten van de afkoelsectie 1c wordt gevoerd, dan neemt in ieder volgend gedeelte ten minste één van de externe grootheden temperatuur of hydrostatische druk af. In opeenvolgende tussencompartimenten neemt de temperatuur af en in opeenvolgende 15 waterkolommen neemt zowel de druk als temperatuur af. Door gebruik te maken van meerdere compartimenten en vloeistofkolommen wordt het mogelijk om het afkoelproces zo te ontwerpen dat de temperatuur en druk zodanig in tijd afnemen dat het drukverschil tussen de druk buiten het product en de druk binnen het product zo laag blijft dat het product niet blijvend beschadigd wordt. Het is dus mogelijk dat een afkoelsectie lc 20 volgens de uitvinding twee vloeistofkolommen en één tussencompartiment heeft of Q vloeistofkolommen en Q-l tussencompartimenten, waarbij Q een integer is groter dan 1.

In de inrichting getoond in figuur 1 is de temperatuur van de vloeistof uit de vernevelingsinrichting in kolom K in het bereik van 60 - 90°C en de vloeistoftemperatuur in kolom M 15 - 50°C. De temperatuur van de vloeistof in de waterkolommen J, L, en M 25 is in een uitvoeringsvorm respectievelijk in het bereik van 80 - 95°C, 50 - 70°C, en 15 -30°C. De hydrostatische druk neemt in de waterkolom van kolom J geleidelijk af van 3,6 tot 2,4 bar, in de waterkolom van kolom L van 2,4 bar - 1,2 bar, en in kolom M van 1,2 bar tot 0 bar. Het zal duidelijk zijn dat afhankelijk van de temperatuur en druk eigenschappen van het product andere temperatuur- en drukverlopen mogelijk zijn.

30 De sterilisatie-inrichting 1 is verder aangesloten op een stoomleiding 10 voor het toevoeren van warmte aan de sterilistatie-inrichting. De stoomleiding 10 is aangesloten op warmtewisselaars 12 om de opwarmsectie la op temperatuur te brengen en te houden. Verder is de stoomleiding verbonden met stoomverdelers of injectoren 8 in de 15 sterilisatiesectie lb om sloom in de kolommen F, G en H van de slerilisatieseclie lb le brengen en de temperatuur constant te houden.

Volgens de uitvinding wordt in de opwarmfase de warmteoverdracht afwisselend gerealiseerd door sproeien (beregening) en onderdompeling. In de 5 sterilisatiefase wordt stoom geïnjecteerd en vindt er ook sproeien plaats of de warmteoverdracht te verbeteren en wordt de atkoelfase gestart in de sterilisatiesectie. In de afkoelfase wordt de warmteoverdracht afwisselend gerealiseerd door sproeien en onderdompeling. Na de afkoelfase worden de producten uit de houders van de transporteur 4 genomen en kan het continue productieproces voortgezet worden door etiketteer en 10 verpakkingslijnen.

Het zal duidelijk zijn dat in plaats van één transporteur 4, meerdere transporteurs naast elkaar in dc stcrilisatic-inrichting zijn aangebracht. Verder zal duidelijk zijn dat het aantal kolommen in willekeurig welke sectie aangepast kan worden aan de randvoorwaarden voor het hele sterilisatieproces. Zo bepaalt de snelheid van de 15 transporteur en het aantal kolommen en diens hoogte hoelang een product zich in een kolom of sectie bevindt en hoe snel de druk toe/afneemt in een waterkolom. Zo bepalen productafmetingen, gewicht en productsamenstelling hoeveel tijd er nodig is om gegeven een temperatuur in lucht of water het product tot in de kern op te warmen/af te koelen tot een gewenste temperatuur en de juiste sterilisatiegraad te kunnen bereiken.

20 De hierboven beschreven maatregelen voor het uitvoeren van een sterilisatie-inrichting volgens de uitvinding kunnen vanzelfsprekend afzonderlijk of parallel of in een ander combinatie of eventueel door verdere maatregelen aangevuld worden gerealiseerd, de uitvoering zal daarbij wezenlijk van het type van het te steriliseren product afhangen. De uitvinding is niet beperkt tot de weergeven uitvoeringsvormen.

25 Wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder de uitvindingsgedachte te verlaten. Zo kunnen bijvoorbeeld vemevelingsinrichtingen 6 boven meerdere waterkolom aangebracht worden waarbij in de opwarmsectie la de vloeistof temperatuur uit de vernevelingsinrichting 6 in hoofdzaak overeenkomt met de vloeistoftemperatuur in de onderliggende waterkolom.

30 *******

Claims (17)

1. Hydrostatische sterilisatie-inrichting omvattende: een opwarmsectie, een sterilisatiesectie en een afkoelsectie, waarbij de opwarmsectie, sterilisatiesectie en afkoelsectie een aaneengesloten kanaal vormen waardoor een eindloze transporteur met een aantal houders voor het plaatsen van producten loopt en waarbij een deel van het 5 kanaal in de opwarmsectie en afkoelsectie een watcrbccn omvatten met een vloeistof kolom voor het geven van hydrostatische druk in de sterilisatie sectie en waarbij het kanaal in de sterilisatiesectie een ingangsbeen en een uitgangsbeen omvat, waarbij het waterbeen van de opwarmsectie aansluit op het ingangsbeen en het uitgangsbeen aansluit op het waterbeen in de afkoelsectie; 10 met het kenmerk, dat het uitgangsbeen ten minste aan de bovenzijde voorzien is van een vemevelingsinrichting voor het vernevelen van een vloeistof welke een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur in het ingangsbeen, ingericht om het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in het waterbeen van de afkoelsectie te 15 verminderen voordat het product door de vloeistofkolom van de afkoelsectie wordt gevoerd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de temperatuur van de vloeistof uit de vemevelingsinrichting in hoofdzaak gelijk is aan de temperatuur van de 20 vloeistof in de vloeistofkolom van de afkoelsectie.

3. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 2, met het kenmerk, dat de vemevelingsinrichting ten minste één van een sproeier en een vemevelaar omvat. 25

4, Inrichting volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de opwarmsectie een waterbeen omvat die gedeeltelijk gevuld is met een eerste vloeistofkolom voor het geven van hydrostatische druk in een naastgelegen compartiment, waarbij in het waterbeen een tweede vemevelingsinrichting voorzien is die ingericht is om de producten te verwarmen teneinde het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in de eerste vloeislo (kolom te verminderen voordat de producten door de eerste vloeistofkolom wordt gevoerd.

5. Inrichting volgens conclusies 4, met het kenmerk, dat de 5 vcmcvclingsinrichting ten minste een van een sproeier en een vcmcvclaar omvat.

6. Inrichting volgens één van de conclusies 1-5, waarbij de opwarmsectie ten minste twee waterbenen omvat en een tussencompartiment tussen twee op een volgende waterbenen langs de eindloze transporteur heeft, waarin tijdens bedrijf een hydrostatische 10 druk heerst die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie, met het kenmerk, dat tijdens de bedrijf de temperatuur in het tussencompartiment ligt tussen de omgevingstemperatuur en de temperatuur in de sterilisatie ruimte.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de opwarmsectie twee of meer tussencompartimenten heeft, waarbij tijdens bedrijf in opeenvolgende tussencompartimenten stroomafwaarts de eindloze transporteur ten minste een van de temperatuur of hydrostatische druk toeneemt.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat stroomafwaarts de eindloze transporteur de temperatuur in opeenvolgende compartimenten in een gebied van 70 - 90°C en 110 - 125°C ligt.

9. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 8, waarbij de afkoelsectie ten 25 minste twee waterbenen omvat en een tussencompartiment tussen twee op een volgende waterbenen langs de eindloze transporteur heeft, waarin tijdens bedrijf een hydrostatische druk heerst die ligt tussen de atmosferische druk en de hydrostatische druk in de sterilisatiesectie, met het kenmerk, dat tijdens de bedrijf de temperatuur in het tussencompartiment tussen de omgevingstemperatuur en de temperatuur in de 30 sterilisatiesectie ligt.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de afkoelsectie twee of meer tussencompartimenten heeft, waarbij tijdens bedrijf in opeenvolgende tussencompartimenten stroomafwaarts de eindloze transporteur ten minste een van de temperatuur of hydrostatische afneemt.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat stroomafwaarts de 5 eindloze transporteur dc temperatuur in opeenvolgende tussencompartimenten in een gebied van 90 - 60°C en 50 - 15°C ligt.

12. Inrichting volgens één van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat het kanaal door de sterilisatiesectie tussen het inlaatbeen en uitlaatbeen een eerste been en een 10 tweede been omvatten die van elkaar gescheiden zijn en verticale stoomkanaaldelen vormen die aan de onderzijde met elkaar verbonden zijn met een vloeistofsluis.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk dat de druk en temperatuur in de verticale stoomkanaaldelen in hoofdzaak gelijk zijn. 15

14. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting verder omvat een warmte-wisselingsinrichting ingericht voor het onttrekken van warmte uit de afkoelsectie en toevoeren aan de opwarmsectie.

15. Inrichting volgens conclusie 14 en 4, met het kenmerk, dat de warmte- wisselingsinrichting ingericht is om warmte te ontrekken uit de vloeistof in het waterbeen van de afkoelsectie dat aansluit op het uitgangsbeen van de sterilisatiesectie en deze toe te voeren aan de vloeistof van de vernevelingsinrichting in de opwarmsectie.

16. Werkwijze voor het steriliseren van producten, waarbij de producten met behulp van een eindloze transporteur gevoerd worden door hydrostatische sterilisatie inrichting omvattende een kanaal gevormd door achtereenvolgens een opwarmsectie, sterilisatiesectie en afkoelsectie, waarbij een deel van het kanaal in de opwarmsectie en afkoelsectie een waterbeen omvatten met een vloeistof kolom voor het geven van 30 hydrostatische druk in de sterilisatie sectie en waarbij het kanaal in de sterilisatiesectie een ingangsbeen en een uitgangsbeen omvat, waarbij het waterbeen van de opwarmsectie aansluit op het ingangsbeen en het uitgangsbeen aansluit op het waterbeen in de afkoelsectie; met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stap van het vernevelen van een vloeistof in het uitgangsbeen van de sterilisatiesectie waarbij de vloeistof een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur in het ingangsbeen, waardoor het verschil in temperatuur tussen het product en de vloeistof in het 5 watcrbccn van de afkoclscctic verminderd wordt voordat het product door dc vloeistofkolom van de aikoelsectie gevoerd wordt.

17. Sterilisatieproces voor het steriliseren van producten, gekenmerkt door het aan de inrichting volgens een van de conclusies 1-15 toevoeren van producten en door het 10 daaraan toevoeren van stroom.