粉末灭菌方法以及粉末灭菌设备技术

本发明专利技术涉及一种用于通过流体蒸汽、特别是水蒸汽对粉末进行灭菌的粉末灭菌方法，该粉末特别是药物活性成分粉末或食品粉末，其中，在抽真空的处理室(3)中的粉末加载有液体蒸汽，其中，粉末在沿着下落路径(7)自由下落期间加载有液体蒸汽，特别是以逆流的形式。

Powder sterilization method and equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粉末灭菌方法以及粉末灭菌设备
本专利技术涉及一种用于通过流体蒸汽、特别是水蒸汽对粉末进行灭菌的粉末灭菌方法，该粉末特别是药物活性成分粉末或食品粉末(例如奶粉)，其中，在抽真空的(即加载有低压的或处于低压水平的)处理室中的粉末加载有所述液体蒸汽。另外，本专利技术还涉及一种根据权利要求13的前序部分所述的粉末灭菌设备，用于实施根据本专利技术的粉末灭菌方法，其中，该设备具有特别是纵向延伸的、更优选管状的并界定了同样优选为纵向延伸的处理室的容器(反应器)和对应的抽真空装置，该抽真空装置特别是包括真空泵，用于对处理室进行抽真空，即，用低压加载处理室。另外，粉末灭菌设备还包括液体蒸汽加载装置，用于为在抽真空的处理室中的粉末加载液体蒸汽。该液体蒸汽加载装置优选还包括蒸汽发生器以及至少一个蒸汽管，该至少一个蒸汽管用于使液体蒸汽、特别是水蒸汽经过至少一个输入开口、特别优选经过至少一个输出喷嘴而输送到容器的处理室中。
技术介绍
灭菌，即，每单位材料量中存在的微生物-细菌数的减少，通常是对表面的相应处理。当对表面(例如植物部分或肌肉块的天然表面或者人造表面)进行灭菌时，重要的是，除了具有较高的灭菌效果外，由表面界定的材料还应尽可能保持其初始状态。在实践中，粉末(即物料颗粒床)的灭菌是特别困难的。已知用于灭菌的各种方法，这些方法可以分为化学方法、物理方法和热方法。为了减少细菌，在香料和药用植物的情况下使用化学方法，例如环氧乙烷和臭氧处理，其中，存在健康问题。还已知使用物理方法，特别是电离射线辐射，但是现在禁止将其用于食品的灭菌。另外还已知在高达7000bar的非常高的压力下进行的高压灭菌方法。根据DE19818224B4的公开，英国书籍“EngineeringandFood”(第2卷，ElsevierLondon1984，第595页)描述了一种使用过热蒸汽的粉末的热灭菌方法。该已知方法的缺点在于，无法通过在短时间内冷凝蒸汽而将大量能量传递给物料。在DE19818224B4中描述了一种相应改进的方法，但不适合应用于粉末。该已知方法的核心是将饱和蒸汽加载到待处理材料上，然后通过降低处理室中的压力而使在待处理物料上形成的冷凝物蒸发，并由此干燥物质。在粉末的情况下，该已知方法可能导致结块。WO2009/003546A1中还描述了一种用于对食品块的表面灭菌的方法，为此，食品块在搅拌力的作用下加载有饱和蒸汽，该饱和蒸汽随后在食品块上冷凝，其中，冷凝物通过相应的压力下降而蒸发。该已知的方法由于其趋于结块而不适合用于粉末。
技术实现思路
在上述现有技术的基础上，本专利技术的目的在于，提供一种改进的用于对粉末进行灭菌的方法，利用该方法可以尽可能温和地对粉末进行灭菌。此外，本专利技术的目的还在于，提供一种相应改进的粉末灭菌设备，用于实施根据本专利技术的粉末灭菌方法。关于粉末灭菌方法的目的通过权利要求1的特征得以实现，即，按照本专利技术的方法的特征在于，粉末在沿着下落路径自由下落期间(至少短暂地在低压气氛下)加载有液体蒸汽，特别是以逆流的形式。特别优选的是使用水蒸汽作为液体蒸汽，其中，原则上此处也可以使用不同于水蒸汽的其他液体。关于粉末灭菌设备的目的通过权利要求13的特征得以实现，即，按照本专利技术的设备的特征在于，在由容器界定的处理室中实现用于粉末的下落路径，或者换言之，容器为粉末提供或包绕下落路径，该下落路径形成和布置为，使得输送到处理室中的、待灭菌的粉末在沿着下落路径的自由下落期间(至少短暂地在低压气氛下)能够加载有液体蒸汽，特别是以逆流的形式。在当前的公开内容中，重点解释说明了按照本专利技术的方法。即使没有在每种情况下明确说明，但该设备分别包括用于实施相应的方法步骤的相应功能装置，这些方法步骤在各种情况下适用于设备的公开并且是本专利技术所保护的。例如，设备包括加热装置，该加热装置对应于处理室的优选加热的描述。本专利技术优选的扩展方案在从属权利要求中给出。说明书、权利要求书和/或附图中公开的特征中的至少两个的组合同样落入本专利技术的范围内。为避免重复，针对设备公开的特征应作为针对方法公开的特征来公开和保护。同样地，针对方法公开的特征应作为针对设备公开的特征来公开和保护。首先，本专利技术是基于以下发现，即，温和的粉末灭菌要求尽可能短地加载高温，这例如能够通过液体蒸汽、特别是饱和蒸汽的加载实现，从而根据粉末特性避免硫胺素损失、脂质氧化或Maillard反应等或将它们限制到最小程度。为了实现将液体蒸汽灭菌用于粉末并在这种情况下避免结块，按照本专利技术设置为，粉末不是以颗粒的形式或者不是在机械混合期间加载有液体蒸汽，而是在自由下落期间(即，在粉末沿着按照本专利技术设置的、沿垂直线延伸的下落路径缓缓掉落或下落期间)加载有液体蒸汽。另外，本专利技术还发现，当蒸汽加载在低压下(即，在常压以下)在自由下落的过程中进行，可以明显地改善灭菌的有效性，换言之，粉末(特别是以粉末云的形式)在抽真空的处理室中沿着下落路径缓缓掉落的过程中进行液体蒸汽加载。即，通过对处理室抽真空确保了液体蒸汽直接出现在粉末上，即，不存在或至少减少了或者不会形成阻碍材料颗粒的空气屏障或气垫，由此确保了液体蒸汽直接出现在粉末颗粒上或者液体蒸汽与粉末的紧密接触。因此，液体蒸汽不是围绕在粉末颗粒周围，而是直接接触它们。按照本专利技术的灭菌方法和按照本专利技术的粉末灭菌设备设置为，在抽真空的(即，加载有或具有低于常压的压力的)处理室中的粉末在自由下落期间、在沿着下落路径缓缓掉落期间加载有液体蒸汽、特别是以逆流的形式。为了实现下落路径，该设备包括：具有或包括下落路径的、特别是沿着垂直线纵向延伸的处理室，该处理室能够通过相应的抽真空装置、特别是真空泵抽真空，并且在该处理室中，粉末能够在沿着下落路径的自由下落的过程中加载有液体蒸汽，为此，优选对应地将至少一个液体蒸汽输出开口沿着下落路径和/或在下落路径下方设置，特别是使得液体蒸汽优选倾斜地、向上地吹出，从而产生相对于向下缓慢掉落的粉末的逆流。关于粉末的具体设计，存在不同的可能性。其例如可以是通常趋于结块的食品粉末、特别是奶粉。粉末也可以是药物活性成分等。优选借助粉末颗粒的平均颗粒尺寸、特别是借助平均颗粒粒径X50.3来选择粉末颗粒，该平均颗粒粒径X50.3选自0.1μm和200μm之间、特别优选1μm和100μm之间的数值范围。按照本专利技术的方法或按照本专利技术的设备的一个扩展方案，特别优选的是，液体蒸汽、特别是饱和蒸汽在粉末表面(即，粉末颗粒的表面)上冷凝，由此导致了优化的热传递，该热传递实现了将粉末颗粒的高温加载缩短至非常短的时间段内，其中，为了避免在粉末颗粒的表面上的冷凝情况下粉末结块，还设置为，在将粉末从处理室中移出之前(再次)干燥粉末，也就是说，通过蒸发粉末表面的冷凝物，这能够通过温度加载控制和特别是低压加载控制实现。特别适宜的是，下落路径用于干燥过程，以使得下落路径的干燥区段连接至下落路径的液体蒸汽加载区段，在干燥区段中，特别是通过下落路径或包括下落路径的处理室的相应的低压加载而至少部分地、优选大部分地、特别优选完全地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末灭菌方法，所述粉末灭菌方法用于通过流体蒸汽、特别是水蒸汽对粉末进行灭菌，所述粉末特别是药物活性成分粉末或食品粉末，其中，所述粉末在抽真空的处理室(3)中加载有所述液体蒸汽，其特征在于，/n所述粉末在沿着下落路径(7)的自由下落期间加载有所述液体蒸汽，特别是以逆流的形式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粉末灭菌方法，所述粉末灭菌方法用于通过流体蒸汽、特别是水蒸汽对粉末进行灭菌，所述粉末特别是药物活性成分粉末或食品粉末，其中，所述粉末在抽真空的处理室(3)中加载有所述液体蒸汽，其特征在于，
所述粉末在沿着下落路径(7)的自由下落期间加载有所述液体蒸汽，特别是以逆流的形式。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽在粉末表面上冷凝，并且通过蒸发所述粉末表面的冷凝物，所述粉末在从所述处理室(3)中移出之前、优选在所述自由下落期间而被干燥。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，待灭菌的所述粉末被输送到处于第一低压水平(Ppre)、优选在0.1mbar和300mbar之间、特别优选在0.1mbar和100mbar之间的所述处理室(3)并在沿着所述下落路径(7)的所述自由下落期间加载有所述液体蒸汽，并且所述处理室(3)中的压力特别是升高到0.5bar以上、优选选自0.7bar和4bar之间、优选1bar和3bar之间的数值范围的第二压力水平(Pmax)并在所述粉末被移出所述处理室(3)之前、特别是仍在所述粉末沿着所述下落路径(7)的所述自由下落期间为了使所述粉末干燥而将所述压力水平下降，特别是下降至第三压力水平(Ppost)，所述第三压力水平(Ppost)优选对应于第一低压水平(Ppre)，优选选自0.1mbar和600mbar之间、优选0.1mbar和300mbar之间的数值范围。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，待灭菌的粉末经由输入-低压闸门(8)、特别是叶轮闸门而被输送到所述处理室(3)，并且在沿着所述下落路径(7)的所述自由下落之后并且在所述自由下落期间实施的流体蒸汽加载之后，将灭菌后的粉末经由输出-低压闸门(9)、特别是叶轮闸门而从所述处理室(3)中移出。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，仅在将灭菌后的粉末移出期间、或仅在将灭菌后的粉末移出之后、或在将灭菌后的粉末移出期间和之后，将待灭菌的粉末输入到所述处理室(3)中。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽以升高的压力进入所述处理室(3)，所述升高的压力是与在液体蒸汽加载的起始的时间点时所述处理室(3)中的压力水平相比而言升高的，特别是选自1.1bar和6bar之间、更优选1.1bar和4bar之间的数值范围。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽在所述液体蒸汽的主流出方向与垂直线(V)之间存在一定角度的条件下进入所述处理室(3)，其中，所述角度在1°和60°之间、特别是在5°和45°之间、更特别优选在10°和30°之间。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽在沿着所述下落路径(7)的多个垂直间隔的位置处和/或在多个外周方向上间隔的位置处进入所述处理室(3)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽经过至少一个在外周方向上延伸的环形喷嘴布置(12、13)、优选经过沿着下落路径(7)的多个垂直间隔的、分别在外周方向上延伸的环形喷嘴布置(12、13)进入所述处理室(3)。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体蒸汽是饱和的或过热的，并且优选在进入所述处理室(3)时具有选自101℃和200℃之间、特别优选110℃和160℃之间的数值范围的温度。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理室(3)特别是通过壁加热而被加热到选自150℃和400℃之间、优选在180℃和300℃之间的数值范围的温度。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了改善粉末云形成，所述粉末优选在所述下落路...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊维斯·迪特里希，弗雷德里克·迪特里希，
申请(专利权)人：菲德克控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH