RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 183188 (21 ) Numer zgłoszenia: 315427 (22) Data zgłoszenia: 25.07.1996 (13) B1 (51) IntCl7 A23L 3/015 (54) Sposób sterylizacji i sterylizator natryskowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: 02.02.1998 BUP 03/98 (73) Uprawniony z patentu: Fabryka Maszyn Spożywczych SPOMASZ Pleszew S.A., Pleszew, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.06.2002 WUP 06/02 (72) Twórcy wynalazku: Tadeusz Adamczak, Pleszew, PL Ryszard Płonkowski, Pleszew, PL Jerzy Jabczyński, Pleszew, PL (74) Pełnomocnik: Krzykała Bonifacy, Biuro Usług Wynalazczych PL 183188 B1 ( 5 7 ) 1. Sposób sterylizacji produktów, zwłaszcza spożywczych, metodą natrysku wodnego w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, w którym proces sterylizacji sterowany jest mikroprocesorem, według indywidualnie zaprogramowanych parametrów czasu, temperatury 1 ciśnienia dla poszczególnych faz sterylizacji lub według jednej z roboczych nastaw technologicznych wpisanych do pamięci stałej sterownika, przy czym poziom wody obiegowej w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, temperatura i ciśnienie są w trakcie procesu sterylizacji sprawdzane czujnikami oraz korygowane, znamienny tym, że faza chłodzenia podzielona jest na okresy czasowe, korzystnie na trzy, przy czym w pierwszym okresie następuje podwyższenie ciśnienia powyżej ciśnienia sterylizacji właściwej za pomocą sprężonego powietrza, drugi okres chłodzenia poprzedzony jest obniżeniem ciśnienia, korzystnie o 1/3 w stosunku do ciśnienia w pierwszym okresie i zakończony jest dalszym obniżeniem ciśnienia do zaprogramowanej wielkości, a w trzecim okresie następuje obniżenie temperatury pozwalającej na bezpieczne otwarcie pokrywy (8) zbiornika ciśnieniowego (1) 2. Sterylizator natryskowy, zawierający zbiornik sterylizacyjny w kształcie poziomego walczaka z pokrywą lub pokrywami, układ wodny, układ podgrzewania, układ chłodzenia, układ pneumatyczny oraz układ sterowania, znam ienny tym, że zbiornik ciśnieniowy (1) posiada uszczelkę (10) z wargą (18) uszczelniającą pokrywę (8), zamocowaną w rowku o przekroju w kształcie jaskółczego ogona, wykonanym na czołowej powierzchni zbiornika ciśnieniowego (1) Fig. 6
Sposób sterylizacji i sterylizator natryskowy Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób sterylizacji produktów, zwłaszcza spożywczych, metodą natrysku wodnego w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, w którym proces sterylizacji sterowany jest mikroprocesorem, według indywidualnie zaprogramowanych parametrów czasu, temperatury i ciśnienia dla poszczególnych faz sterylizacji lub według jednej z roboczych nastaw technologicznych wpisanych do pamięci stałej sterownika, przy czym poziom wody obiegowej w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, temperatura i ciśnienie są w trakcie procesu sterylizacji sprawdzane czujnikami oraz korygowane, znamienny tym, że faza chłodzenia podzielona jest na okresy czasowe, korzystnie na trzy, przy czym w pierwszym okresie następuje podwyższenie ciśnienia powyżej ciśnienia sterylizacji właściwej za pomocą sprężonego powietrza, drugi okres chłodzenia poprzedzony jest obniżeniem ciśnienia, korzystnie o 1/3 w stosunku do ciśnienia w pierwszym okresie i zakończony jest dalszym obniżeniem ciśnienia do zaprogramowanej wielkości, a w trzecim okresie następuje obniżenie temperatury pozwalającej na bezpieczne otwarcie pokrywy (8) zbiornika ciśnieniowego (1). 2. Sterylizator natryskowy, zawierający zbiornik sterylizacyjny w kształcie poziomego walczaka z pokrywą lub pokrywami, układ wodny, układ podgrzewania, układ chłodzenia, układ pneumatyczny oraz układ sterowania, znamienny tym, że zbiornik ciśnieniowy (1) posiada uszczelkę (10) z wargą (18) uszczelniającą pokrywę (8), zamocowaną w rowku o przekroju w kształcie jaskółczego ogona, wykonanym na czołowej powierzchni zbiornika ciśnieniowego (1). 3. Sterylizator natryskowy według zastrz. 2, znamienny tym, że pokrywa (8) zbiornika ciśnieniowego (1) sterylizatora zamocowana jest obrotowo w tulejce ślizgowej (11), która zawieszona jest na ramieniu (12) pokrywy (8) przy pomocy śrub nośnych (13) i regulujących (9). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób sterylizacji produktów, zwłaszcza spożywczych, metodą natrysku wodnego w zbiorniku ciśnieniowym, stosowany szczególnie w przemyśle spożywczym oraz urządzenie do stosowania tego sposobu. Znane są z polskich opisów patentowych nr 108093; 122062 i 148412 sposoby sterylizacji mieszanką parowo-powietrzną, parą lub wodą. Z polskiego zgłoszenia patentowego nr A301077 znany jest sposób obróbki cieplnej produktów spożywczych polegający na zraszaniu ich płynem ciepło nośnym, a sposób sterylizacji polega na podgrzewaniu produktów do określonej temperatury, przetrzymaniu przez pewien okres czasu w tej temperaturze i obniżaniu temperatury do wysokości umożliwiającej bezpieczne otwarcie pokrywy sterylizatora. Według wynalazku, sposób sterylizacji produktów, zwłaszcza spożywczych, metodą natrysku wodnego w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, w którym proces sterylizacji sterowany jest mikroprocesorem, według indywidualnie zaprogramowanych parametrów czasu, temperatury i ciśnienia dla poszczególnych faz sterylizacji lub według jednej z roboczych nastaw technologicznych wpisanych do pamięci stałej sterownika, przy czym poziom wody obiegowej w zbiorniku ciśnieniowym sterylizatora, temperatura i ciśnienie są w trakcie procesu sterylizacji sprawdzane czujnikami oraz korygowane, charakteryzuje się tym, że faza chłodzenia podzielona jest na okresy czasowe, korzystnie na trzy, przy czym w pierwszym okresie następuje podwyższenie ciśnienia powyżej ciśnienia sterylizacji właściwej za pomocą sprężonego powietrza, drugi okres chłodzenia poprzedzony jest obniżeniem ciśnienia, korzystnie o 1/3 w stosunku do ciśnienia w pierwszym okresie i zakończony jest dalszym obniżeniem ciśnienia do zaprogramowanej wielkości, a w trzecim okresie następuje obniżenie temperatury pozwalającej na bezpieczne otwarcie pokrywy zbiornika ciśnieniowego.
3 Według wynalazku sterylizator natryskowy, zawierający zbiornik sterylizacyjny w kształcie poziomego walczaka z pokrywą lub pokrywami, układ wodny, układ podgrzewania, układ chłodzenia, układ pneumatyczny oraz układ sterowania, charakteryzuje się tym, że zbiornik ciśnieniowy posiada uszczelkę z wargą uszczelniającą pokrywę, zamocowaną w rowku o przekroju w kształcie jaskółczego ogona, wykonanym na czołowej powierzchni zbiornika ciśnieniowego, a pokrywa zbiornika ciśnieniowego sterylizatora zamocowana jest obrotowo w tulejce ślizgowej, która zawieszona jest na ramieniu pokrywy przy pomocy śrub nośnych i regulujących. Rozwiązanie według wynalazku dzięki zastosowaniu sposobu sterylizacji, w którym faza chłodzenia podzielona jest na okresy czasowe, korzystnie na trzy, przy czym w pierwszym okresie następuje podwyższenie ciśnienia powyżej ciśnienia sterylizacji właściwej za pomocą sprężonego powietrza, drugi okres chłodzenia poprzedzony jest obniżeniem ciśnienia, korzystnie o 1/3 w stosunku do ciśnienia w pierwszym okresie i zakończony jest dalszym obniżeniem ciśnienia do zaprogramowanej wielkości, a w trzecim okresie następuje obniżenie temperatury pozwalającej na bezpieczne otwarcie pokrywy zbiornika ciśnieniowego uzyskuje się znaczną poprawę jakości sterylizacji. Podwyższenie w pierwszym okresie czasowym ciśnienia pozwala na szybkie podniesienie temperatury wewnątrz sterylizowanych artykułów spożywczych, co pozwala znacznie przyspieszyć końcowy okres sterylizacji i poprawić jakość sterylizowanych produktów. Zapewnia to znacznie lepsze wyjałowienie produktu spożywczego z bakterii i przez skrócenie czasu sterylizacji pozwala na zachowanie w sterylizowanych produktach znacznie większej ilości pożądanych związków organicznych jak chociażby witamin. Zastosowanie stopniowego chłodzenia z przetrzymywaniem wsadu w temperaturach pośrednich pozwala na wyrównanie temperatury w całym wsadzie co z jednej strony zapewnia uzyskanie dobrej jakości sterylizacji (poprzez przetrzymanie wsadu w temperaturze obniżonej następuje dokończenie wszystkich procesów sterylizacji bez niszczenia witamin), a z drugiej strony, w przypadku stosowania sterylizacji pokarmów znajdujących się w naczyniach szklanych względnie foliowych pozwala na obniżenie strat i zwiększenie bezpieczeństwa pracy, gdyż wewnątrz tych naczyń panuje mniejsze ciśnienie, co zabezpiecza te pojemniki przed zniszczeniem. Zastosowanie sygnalizatora dźwiękowego pozwala w sytuacji zaistnienia niesprawności na istotne zmniejszenie czasu oczekiwania na przeprowadzenie stosownej do okoliczności analizy przyczyn niesprawności i oraz na wprowadzenie stosownej zmiany nastaw parametrów sterylizacji. Pozwala to, w przypadku usterki urządzenia na uratowanie jakości sterylizowanego wsadu, gdyż nie jest on narażony na długie działanie wysokiej temperatury i nie traci witamin. Zastosowanie uszczelki wargową uszczelniającej pokrywę, zamocowanej w rowku 0 przekroju w kształcie jaskółczego ogona, wykonanym na czołowej powierzchni zbiornika ciśnieniowego w znacznym stopniu poprawia skuteczność uszczelnienia, gdyż parcie pary 1powietrza wewnątrz sterylizatora powoduje dociskanie uszczelki do czoła pokrywy sterylizatora. Przedmiot wynalazku pokazany został na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sterylizator w widoku z boku, fig. 2 przedstawia sterylizator w widoku z góry, fig. 3 przedstawia sterylizator w widoku z przodu, fig. 4 przedstawia schemat obiegu wody w sterylizatorze oraz podłączenie sterylizatora do pary, wody i powietrza, fig. 5 przedstawia przekrój A-A oznaczony na rysunku fig. 3, fig. 6 przedstawia przekrój B-B oznaczony na rysunku fig. 3, fig. 7 przedstawia schemat blokowy instalacji sterownika i fig. 8 przedstawia przykładowy wykres temperatury i ciśnienia w czasie procesu sterylizacji. Jak uwidoczniono na rysunku, sposób sterylizacji produktów spożywczych, w którym w całym cyklu sterylizacji bierze udział jedna i ta sama ilość wody przepływająca niezmiennie w obiegu zamkniętym przez wymiennik ciepła 2, sito zraszające 3, wsad 4, zbiornik wody obiegowej 5 i pompę wodną 6, przy czym proces sterylizacji sterowany jest mikroprocesorem według indywidualnie zaprogramowanych parametrów czasu, temperatury i ciśnienia dla poszczególnych faz sterylizacji lub według jednej z roboczych nastaw technologicznych wpisanych do pamięci stałej sterownika 22, przy czym poziom wody obiegowej w zbiorniku ciśnieniowym 1 sterylizatora, temperatura i ciśnienie są w trakcie procesu sterylizacji sprawdzane
4 183 188 czujnikami 14, 15, 16 i 17 oraz korygowane, charakteryzuje się tym, że faza chłodzenia podzielona jest korzystnie na trzy okresy czasowe, przy czym w pierwszym okresie następuje podwyższenie ciśnienia o około 20 kpa powyżej ciśnienia sterylizacji właściwej za pomocą sprężonego powietrza doprowadzanego zaworem Z6. Po tym okresie, gdy temperatura wody obiegowej nadal przewyższa 90 C, następuje wydłużenie czasu jego trwania przy utrzymującym się ciśnieniu. Drugi okres chłodzenia poprzedzony jest obniżeniem ciśnienia, korzystnie 0 1/3 w stosunku do ciśnienia w pierwszym okresie i zakończony jest dalszym obniżeniem ciśnienia do zaprogramowanej wielkości, a w trzecim okresie następuje obniżenie temperatury pozwalającej na bezpieczne otwarcie pokrywy 8 zbiornika ciśnieniowego 1, przy czym po zakończeniu fazy chłodzenia sterownik 22 uruchamia sygnalizator dźwiękowy 19 i otwiera zawór odpowietrzający Z5 zbiornik ciśnieniowy. W przypadku kiedy nie osiągnie się zadanej temperatury w zaprogramowanym czasie, faza podgrzewania zostaje przedłużona w czasie, przy czym wydłużenie okresu podgrzewania o czas dłuższy niż określony w programie uruchamia sygnalizator dźwiękowy 19. Każda odchyłka parametrów sterylizacji trwająca ponad czas określony w programie uruchamia sygnalizator dźwiękowy 19. W czasie procesu sterylizacji wszystkie istotne dla procesu parametry są wyświetlane na wskaźniku alfanumerycznym 7 sterownika 22 z komentarzem tekstowym dotyczącym fazy procesu lub przyczyny awarii. Z przebiegu procesu sterylizacji sporządzany jest automatycznie protokół z graficznym odzwierciedleniem przebiegu sterylizacji, z kompletem nastaw technologicznych oraz datą 1godziną Sterylizator natryskowy zawierający zbiornik ciśnieniowy 1 posiada uszczelkę 10 z wargą 18 uszczelniającą pokrywę 8. Dzięki zastosowaniu uszczelki zapewniona jest duża szczelność pokrywy 8, gdyż ciśnienie panujące w zbiorniku 1 wywiera duże parcie na wargę 18 uszczelki 10 i dociska ją do pokrywy 8. Uszczelka wargowa 10 zamocowana jest w rowku o przekroju w kształcie jaskółczego ogona, wykonanym na czołowej powierzchni zbiornika ciśnieniowego 1. Pokrywa 8 zbiornika ciśnieniowego 1 sterylizatora zamocowana jest obrotowo w tulejce ślizgowej 11, która zawieszona jest na ramieniu 12 pokrywy 8 przy pomocy śrub nośnych 13 i regulujących 9. Sterylizator wyposażony jest w zawór Z7 doprowadzający wodę do zbiornika ciśnieniowego 1 i zawór Z8 spustu wody ze sterylizatora. Sterylizator natryskowy zawiera wymiennik ciepła 2, który z jednej strony podłączony jest do instalacji wody obiegowej sterylizatora, a z drugiej strony w fazie podgrzewania wsadu 4 podłączony jest zaworem parowym Z1 do instalacji doprowadzającej gorącą parę i zaworem Z4 do instalacji odprowadzającej kondensat, a w fazie chłodzenia wsadu podłączony jest zaworami Z3 i Z4 do instalacji wody chłodzącej i przepływa przez niego woda chłodząca. Sterylizator posiada również system sterująco-rejestrujący, który składa się z bloku sterownika 22, bloku modułu odbiornika 21 oraz modułu drukarki 20.
Fig.8
Fig. 7
Fig. 5 Fig. 6
Fig. 3 Fig. 4
Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.