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Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM AND METHOD FOR PASTEURIZING AT LEAST ONE LIQUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/143782
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system and method for pasteurizing a liquid product (P) consisting of at least one liquid component that can be pumped, comprising a supply container (6) for making the unpasteurized product available, an inlet line (8a) for conveying the unpasteurized product, a pasteurization circuit (25) for pasteurizing the product (P), and an outlet line (8b) for conveying the pasteurized product. The pasteurization circuit (25) comprises a buffer container (2) for holding the product (P) during a prescribed constant contact time for pasteurization and at a fluctuating flow rate of the product (P) through the buffer container (2).

Inventors:
CADEO ANGELO (CH)
Application Number:
PCT/CH2010/000129
Publication Date:
November 24, 2011
Filing Date:
May 20, 2010
Export Citation:
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Assignee:
MITECO AG (CH)
CADEO ANGELO (CH)
International Classes:
A23C3/033; A23L3/00; A23L3/22; A61L2/04
Domestic Patent References:
WO2000067598A12000-11-16
WO2003077685A12003-09-25
Foreign References:
DE2162115A11973-06-20
NL1024796C22005-05-18
US2897082A1959-07-28
DE3510412A11986-09-25
US20020172745A12002-11-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
E. BLUM & CO. AG (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Anlage (1) zur Pasteurisierung eines aus mindestens einer flüssigen, pumpfähigen Komponente bestehendem Flüssigkeitsprodukts (P), mit einem Einspeisebehälter (6) zur Bereitstellung des unpasteurisierten Produkts, einer Eingangsleitung (8a) zur Beförderung des unpasteurisierten Produkts, einem Pasteurisierungskreislauf (25) zur Pasteurisierung des Produkts (P) und einer Ausgangsleitung (8b) zur Beförderung des pasteurisierten Produkts dadurch gekennzeichnet:, dass der Pasteurisierungskreislauf (25) einen Pufferbehälter (2) zum Halten des Produkts (P) während einer vorgeschriebenen, konstanten Kontaktzeit zur Pasteurisierung und bei einer schwankenden Durchflussmenge des Produkts (P) durch den Pufferbehälter (2) umfasst.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Eingangsleitung (8a) in den Pasteurisierungskreislauf (25) in den Pufferbehälter (2) einfliessende Menge des unpasteurisierten Produkts pro Zeiteinheit mittels einer ersten, dem Einspeisebehälter (8a) nachgeschalteten Pumpe (7), insbesondere einer Pumpe mit variabler Durchflussmenge, regelbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pasteurisierungskreislauf (25) eine zweite, dem Pufferbehälter (2) nachgeschaltete Pumpe (5), insbesondere eine Pumpe mit variabler Durchflussmenge, zur Regelung der Abgabemenge des pasteurisierten Produkts pro Zeiteinheit aus dem Pufferbehälter (2) in die Ausgangsleitung (8b) umfasst.

4. Anlage nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandmesser (3) zur Messung des Füllstands innerhalb des Pufferbehälters (2) vorgesehen ist.

5. Anlage nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (2) mindestens eine in seinem Inneren angeordnete, insbe- sondere austauschbare, Schikanenvorrichtung zur Steuerung der Produktflussrichtung umfasst.

6. Anlage nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (2) mindestens eine seine Wandung im Wesentlichen ge¬ samtheitlich umschliessende Isolationsschicht zur thermischen Isolation gegenüber der Aussenumgebung umfasst.

7. Anlage nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (9) zur Berechnung der erforderlichen, aus der Eingangsleitung (8a) in den Pasteurisierungskreislauf (25) einzu¬ speisenden und aus dem Pasteurisierungskreislauf (25) in die Ausgangsleitung (8b) abzugebenden Produktmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter vorgesehen ist.

8. Verfahren zur Pasteurisierung eines aus mindestens einer flüssigen, pumpfähigen Komponente beste- hendem Flüssigkeitsprodukts (P), bei dem das unpasteuri- sierte Produkt aus einem Einspeisebehälter (6) in eine Eingangsleitung (8a) zugeführt, anschliessend in einem Pasteurisierungskreislauf (25) pasteurisiert und das pasteurisierte Produkt in eine Ausgangsleitung (8b) abgege- ben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (P) im Pasteurisierungskreislauf (25) einem Pufferbehälter (2) zugeführt und darin während einer vorgeschriebenen, konstanten Kontaktzeit für die Pasteurisierung und bei einer schwankenden Durchflussmenge des Produkts (P) durch den Pufferbehälter (P) gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (P) aus der Eingangsleitung (8a) in den Pasteurisierungskreislauf (25) in den Pufferbehälter (2) mittels einer ersten, dem Einspeisebehälter (6) nachgeschalteten Pumpe (7), insbesondere einer Pumpe mit variabler Durchflussmenge, eingespeist wird, wobei die eingespeiste Produktmenge des unpasteurisierenden Produkts pro Zeiteinheit von der ersten Pumpe (7) gere¬ gelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das pasteurisierte Produkt aus dem Pufferbehälter (2) mittels einer zweiten, dem Pufferbe¬ hälter (2) nachgeschalteten Pumpe (5), insbesondere einer Pumpe mit variabler Durchflussmenge, an die Ausgangsleitung (8b) abgegeben wird, wobei die Abgabemenge des pasteurisierten Produkts aus dem Pufferbehälter (2) pro Zeiteinheit von der zweiten Pumpe (5) geregelt wird. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten und/oder der zweiten Pumpe (7, 5) jeweils zu fördernde Abgabemenge des Produkts (P) mittels einer Steuerung (9) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter berechnet wird und mittels jeweils eines Stellglieds (14, 4) für jede Pumpe (7, 5) eingestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Stopp der Abgabe des End- produkts an eine Weiterverarbeitungsanlage ein Stopp der Abgabe des pasteurisierten Produkts aus dem Pasteurisierungskreislauf (25) mittels der Steuerung (9) bewirkt wird . 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Stopp oder der Reduktion der Abgabe des Endprodukts die Einspeisung des unpasteuri- sierten Produkts in den Pufferbehälter (2) auf eine mini¬ male Produktmenge pro Zeiteinheit reduziert wird und dass nach Erreichen eines maximalen Füllstands des Pufferbehälters (2) und/oder einer maximalen Stoppzeit die Ein- Speisung in den Pufferbehälter (2) mittels der Steuerung (9) gänzlich eingestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Stopp der Abgabe des Endpro- dukts die Förderung des Produkts (P) während einer zuläs¬ sigen Unterbruchzeit der Abgabe des Endprodukts wieder aufgenommen werden kann und nach Verstreichen der zulässigen Unterbruchzeit das Produkt (P) aus der Eingangslei¬ tung (8a), dem Pasteurisierungskreislauf (25) und der Ausgangsleitung (8b) durch Zuführung von Wasser (W) in den Einspeisebehälter (6) und Pumpen des Wassers (W) in die Eingangsleitung (8a) , weiter in den Pasteurisierungskreislauf (25), weiter in die Ausgangsleitung (8b) und schliesslich in eine Entsorgungsleitung (19) entsorgt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet:, dass der Füllstand des Produkts (P) im Pufferbehälter (2) mittels eines Füllstand- raessers (3) gemessen wird.

Description:
Anlage und Verfahren zur Pasteurisierung mindestens einer Flüssigkeit

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Pas ¬ teurisierung eines aus mindestens einer flüssigen, pump ¬ fähigen Komponente bestehendem Flüssigkeitsprodukts, mit einem Einspeisebehälter zur Bereitstellung des Produkts, einer Eingangs- und einer Ausgangsleitung zur Beförderung des Produkts, einem Erhitzungskreislauf zur Erhitzung des Produkts auf Pasteurisierungstemperatur und einem Pasteu- risierungskreislauf zur Pasteurisierung des Produkts, und ein Verfahren zur Pasteurisierung des Flüssigkeitspro ¬ dukts gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche . Hintergrund

Bei der Herstellung von Flüssigkeitsprodukten sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, welche Lösungen zur Pasteurisierung eines aus einem oder mehreren Kompo- nenten bestehenden Flüssigkeitsprodukts bieten. Zu den Aufgaben solcher Anlagen bzw. Verfahren gehören die Be ¬ reitstellung des Flüssigkeitsprodukts, die Pasteurisierung selbst und die Zuführung des gemischten Flüssigkeitsprodukts an Weiterverarbeitungsanlagen. , Typischer- weise ist ein Weiterverarbeitungsschritt das Abfüllen des Flüssigkeitsprodukts in dafür vorgesehene Behälter. Beispielsweise werden in der Lebensmittelindustrie mit Hilfe solcher Anlagen verschiedenste Erfrischungsgetränke, insbesondere milchhaltige Produkte, etc. hergestellt.

Dabei spielt die Pasteurisierung des unbehandelten Produkts eine zentrale Rolle bei der Sicherstellung der Produktqualität. Die Pasteurisierung ist ein Ve- rfahren, bei dem eine Flüssigkeit kurzzeitig erhitzt und danach wieder abgekühlt wird, wodurch die meisten Keime abgetötet werden. Dabei ist es wichtig, dass das zu pas ¬ teurisierende Produkt eine gewisse Zeit unter Einfluss der erhöhten Temperatur bleibt. Diese Zeitspanne wird „Kontakt zeit" genannt. Sie beträgt beispielsweise zirka 30 Sekunden bei 75 bis 90° C. Nach dieser Zeit wird das Produkt wieder abgekühlt und gilt als unbedenklich für den Verzehr. Die Kontakt zeit hängt aber auch von der Tem- peratur ab. Um diese Abhängigkeit zu berücksichtigen hat man eine Grösse, die Pasteurisierungseinheit , eingeführt. Sie berechnet sich nach folgender Formel:

PU = t x i^g' 1 - 60"1

Dabei ist t die Verweildauer in Minuten bei der Temperatur T. Um eine zuverlässige Pasteurisierung zu erreichen soll eine im Wesentlichen konstante Anzahl von Pasteurisierungseinheiten eingehalten werden. Man kann also nach dieser Formel innerhalb gewisser Grenzen die Temperatur bei fester Kontaktzeit variieren, oder die Kontaktzeit bei fester Temperatur variieren, so dass PU im Wesentlichen konstant bleibt.

Um dieser Anforderung zu genügen werden die zu pasteurisierenden Produkte in bekannten Lösungen für die notwendige Kontaktzeit durch heiss gehaltene Rohr ¬ schlangen geführt. Je nach Form dieser Rohrvorrichtungen, wie z.B. Anzahl der Biegungen, kann der Weg des Produkts bei der konstanten Temperatur verlängert oder verkürzt werden, wodurch sich die Kontaktzeit ändern lässt. Dabei kommen auch parallele Rohrsysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften zum Einsatz, wobei die zu pasteurisierende Flüssigkeit entweder durch das eine oder durch das andere Rohrsystem geführt werden kann, um unterschiedlichen Pas- teurisierungsanforderungen in derselben Anlage zu genügen . Anderseits sind auch Lösungen bekannt, bei denen die Temperatur variiert wird, was aber den Nachteil hat, dass eine Temperaturregelung per se nicht effizient ist und sich aufgrund der inhärenten Trägheit einer sol- chen Regelung, insbesondere bei kleinen Temperaturschwankungen, schwierig gestaltet.

Es sind auch Anlagen bekannt, die eine Kombi ¬ nation der beiden erläuterten Methoden verwenden.

Nach der Pasteurisierung wird das Produkt beispielsweise abgekühlt und weiterbefördert. Oft wird das auf diese Weise pasteurisierte Produkt in einen so genannten aseptischen Behälter, mit anderen Worten in einen keimfreien Behälter eingefüllt, bevor es beispiels ¬ weise an eine Fülleranlage abgegeben wird. Diese Füller- anlagen sind dem Stop-Go Prinzip unterworfen, d.h. es werden nicht kontinuierlich, unterschiedliche Mengen des Flüssigkeitsprodukts entnommen. Muss die Abgabe unterbro ¬ chen werden, so wird das Produkt, gegebenenfalls unter Abkühlung, wieder rückgeführt und muss erneut pasteuri- siert werden, da die Keimfreiheit nicht mehr gewährleistet werden kann. Überschreitet die Unterbrechung eine bestimmte Zeitspanne, so muss dieser Vorgang wiederholt werden, wodurch dasselbe Produkt mehrmals erhitzt und ab ¬ gekühlt wird. Dies kann nur einige Male geschehen, wonach das Produkt durch thermischen Stress unbrauchbar wird. Die Folge ist, dass die Anlage mittels Wasser gereinigt werden muss und erst dann wieder unpasteurisiertes neues Produkt eingefüllt werden kann. Dies ist für die Betreiber solcher Anlagen nachteilig, da sie einerseits wert- volle Produktionszeit und andererseits eine grosse Menge des Produkts verlieren.

Darstellung der Erfindung Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anlage bereitzustellen, welche eine erhöhte Flexibilität beim Auffangen von Abgabeunterbrechungen des Produkts an eine Weiterverarbeitungsanlage schafft. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Pasteurisierung von Flüssigkeitsprodukten bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird mit einer Anlage zur Pas- teurisierung eines aus mindestens einer flüssigen, pump ¬ fähigen Komponente bestehendem Flüssigkeitsprodukts ge ¬ löst. Die Anlage umfasst einen Einspeisebehälter zur Be ¬ reitstellung des unpasteurisierten Produkts, eine Eingangsleitung zur Beförderung des unpasteurisierten Pro- dukts, einen Pasteurisierungskreislauf zur Pasteurisie ¬ rung des Produkts und eine Ausgangsleitung zur Beförde ¬ rung des pasteurisierten Produkts. Der Pasteurisierungs ¬ kreislauf umfasst einen Pufferbehälter zum Halten des Produkts während einer vorgeschriebenen, konstanten Kon- taktzeit zur Pasteurisierung und bei einer schwankenden Durchflussmenge des Produkts durch den Pufferbehälter.

Weiter wird ein Verfahren zur Pasteurisierung eines aus mindestens einer flüssigen, pumpfähigen Komponente bestehendem Flüssigkeitsprodukts, bei dem das un- pasteurisierte Produkt aus einem Einspeisebehälter in ei ¬ ne Eingangsleitung zugeführt, anschliessend in einem Pasteurisierungskreislauf pasteurisiert und das pasteuri ¬ sierte Produkt in eine Ausgangsleitung abgegeben wird. Das Produkt wird im Pasteurisierungskreislauf einem Puf- ferbehälter zugeführt und darin während einer vorgeschriebenen, konstanten Kontaktzeit für . die Pasteurisierung und bei einer schwankenden Durchflussmenge des Produkts durch den Pufferbehälter gehalten.

Anspruchsgemäss werden also eine Anlage und ein Verfahren mit einer Pufferfunktion im Pasteurisierungskreislauf bereitgestellt. Dadurch werden die konventionellen Lösungswege verlassen, welche auf der Verwendung von Rohrschlangen und auf eine konstante Fördermenge zur Einhaltung der Kontaktzeit basieren und eine Tempera- turregelung voraussetzen. Bei der vorliegenden Lösung ergibt sich durch den Einsatz des Pufferbehälters, welcher eine variable Menge an zu pasteurisierendem Produkt auf- nehmen kann, die Einhaltung der Kontaktzeit. Diese Rege ¬ lung ist einfacher zu verwirklichen und ergibt eine bessere Energiebilanz. Insbesondere kann durch Steue ¬ rung/Regelung des Zuflusses im Pufferbehälter und allen ¬ falls auch durch Steuerung/Regelung der Abgabewege aus dem Pufferbehälter das Niveau des Produkts im Pufferbehälter eingestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Figur zeigt einen Schaltplan eines Aus ¬ führungsbeispiels einer erfindungsgemässen Anlage mit da ¬ zugehörigen Komponenten und ihren Verbindungen.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er ¬ findung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den anhand der Figur nachfolgend dargestellten Ausfüh ¬ rungsbeispielen .

Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungs ¬ form der Anlage 1 mit dazugehörigen Bestandteilen und ih ¬ ren Verbindungen.

Zunächst werden die Komponenten der Anlage 1 und ihre Verbindungen und anschliessend der Weg des Pro ¬ dukts P durch die Anlage 1 unter Berücksichtigung der speziellen Merkmale der Komponenten erläutert.

Das zu pasteurisierende Produkt P wird in ei ¬ nen Einspeisebehälter 6 eingefüllt. In den Behälter 6 kann auch Wasser W eingefüllt werden. Die Funktion des Wassers W wird an späterer Stelle näher erläutert. Der Einspeisebehälter 6 ist mit einem Pasteurisierungskreis- lauf 25, welcher durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, mittels einer Eingangsleitung 8a verbunden. In der Eingangsleitung 8a ist dem Einspeisebehälter 6 eine erste Pumpe 7 nachgeschaltet, welche vorzugsweise eine variable Durchflussmenge hat. Die Ist-Durchflussmenge durch die Eingangsleitung 8a wird von einem Durchfluss ¬ messer 15 gemessen, wobei das Messergebnis einer Steuerung 9 zugeführt wird. Die Steuerung 9 steuert bei Abweichungen der Ist-Durchflussmenge von der Soll- Durchflussmenge ein erstes Stellglied 14, welches in be ¬ kannter Weise die erste Pumpe 7 nachregelt, bis eine kor ¬ rekte Durchflussmenge gemessen wird. Die Fördermenge kann aber auch auf andere Weisen geregelt werden, beispielsweise mittels eines der ersten Pumpe 7 nachgeschalteten Regelventils. Dem Durchflussmesser 15 ist eine Rekupera- tionszone 13 nachgeschaltet, welche für einen Wärmeaustausch des durch sie fliessenden Produkts sorgt. Dies wird an späterer Stelle näher erläutert. Der Rekuperati- onszone 13 ist ein Pasteurisierungskreislauf 25 nachge- schaltet. Dieser umfasst einen ersten Wärmetauscher 10, beispielsweise einen Plattenwärmetauscher, welcher an einen externen Erhitzungskreislauf 16 gekoppelt ist. Selbstverständlich kann der Erhitzungskreislauf auch Teil des Pasteurisierungskreislaufs 25 sein.

Der Aufbau eines Erhitzungskreislaufs 16 ist bekannt und wird der Vollständigkeit Halber hier nur kurz erläutert. Er umfasst eine Transportleitung für heisses Wasser zur Energiezuführung an den ersten Wärmetauscher 10, einen zweiten Wärmetauscher 12, welcher die Wärme- energie des heissen Wassers im Erhitzungskreislauf 16 mittels zugeführtem Dampf D aufrechterhält und einer Pumpe 11 zur Beförderung des heissen Wassers durch die Transportleitung .

Im Pasteurisierungskreislauf 25 ist dem ers- ten Wärmetauscher 10 ein Pufferbehälter 2 nachgeschaltet in dem die Hauptphase der Pasteurisierung, nämlich die Aufbewahrung des Produkts bei einer Soll-Temperatur für die Dauer der Kontaktzeit, stattfindet. Der Pufferbehälter hat beispielsweise einen Inhalt von 100 oder 300 Li- ter. Er umfasst vorzugsweise mindestens eine in seinem Inneren angeordnete, insbesondere austauschbare, Schikanenvorrichtung zur Steuerung der Produktflussrichtung . Die Schikanenvorrichtung ist aus Übersichtlichkeitsgrün ¬ den hier nicht dargestellt. Ihre Aufgabe wird im Zusam ¬ menhang mit der Erläuterung des Produktweges durch die Anlage näher beschrieben. Weiter umfasst der Pufferbehäl- ter 2 vorzugsweise mindestens eine seine Wandung im We ¬ sentlichen gesamtheitlich umschliessende , hier nicht dar ¬ gestellte, Isolationsschicht zur thermischen Isolation des Inhalts gegenüber der Aussenumgebung . Vorzugsweise ist die Innenwandung des Pufferbehälters 2 glatt poliert.

Ein Füllstandmesser 3 zur Messung des Füll ¬ stands innerhalb des Pufferbehälters 2 ist am Pufferbe ¬ hälter 2 vorgesehen. Der variable Füllstand ist mit dem Doppelpfeil L dargestellt.

Dem Pufferbehälter 2 ist stromabwärts eine zweite Pumpe 5 nachgeschaltet, welche vorzugsweise eine Pumpe mit variabler Durchflussmenge ist. Die Pumpe ist an einem zweiten Stellglied 4, beispielsweise einem Motor mit Frequenzumformer, zur Einstellung der gewünschten Durchflussmenge des pasteurisierten Produkts P ange- schlössen.

Die Steuerung 9 ist zur Erfassung des aktuel ¬ len Füllstands des Pufferbehälters 2 mit dem Füllstandmesser 3 verbunden. Weiter ist sie zur Erfassung und Steuerung der aktuellen Durchflussmenge des Produkts P durch die zweite Pumpe 5 mit dem zweiten Stellglied 4 verbunden. Die Verbindungen der Steuerung 9 sind mit den strichgepunkteten Linien dargestellt. Sie sind hier nicht abschliessend dargestellt. Vielmehr kann die Steuerung 9 zur Erfassung weiterer Parameter der Anlage 1, wie z.B. der Temperatur des Produkts P in verschiedenen Phasen, ebenfalls eingesetzt werden.

Die zweite Pumpe 5 ist am Ausgang des Pasteu- risierungskreislaufs 25 mit der Rekuperationszone 13 verbunden. Nach der Rekuperationszone 13 wird das pasteuri- sierte Produkt in eine Ausgangsleitung 8b geführt. In der Ausgangsleitung 8b ist ein erstes Refraktometer 18 zur Bestimmung der Dichte des pasteurisierten Produkts P ge- schaltet. Weiter ist ein dritter Wärmetauscher 20 in der Ausgangsleitung 8b geschaltet der zur Kühlung des pasteurisierten Produkts P mittels Kühlwasser K eingesetzt wird. Nach dem dritten Wärmetauscher 20 kann das Endpro- dukt P an eine Weiterverarbeitungsanlage, wie z.B. an ei ¬ nen hier nicht dargestellten Füller abgegeben werden. Alternativ kann es in einen aseptischen Behälter 22 einge ¬ leitet werden, aus welchem es an die Weiterverarbeitungsanlage durch die Leitung 0 abgegeben wird. Am Eingang des aseptischen Behälters 22 kann eine erste Weiche 21 vorge ¬ sehen sein, um das Endprodukt in eine Entsorgungsleitung 19 zu dessen Entsorgung umzuleiten. In dieser Leitung 19 ist ein zweites Refraktometer 17 geschaltet, welches die Dichte des zu entsorgenden Endprodukts P misst. Am Aus- gang der Entsorgungsleitung 19 ist eine zweite Weiche 23 angeordnet, mittels welcher das abgeführte Endprodukt P entweder in einen Abfluss 24 entsorgt werden kann oder in den Einspeisebehälter 6 rückgeführt werden kann.

Nun wird der Weg des Produkts durch die Anla- ge 1 erläutert. Dabei werden zum besseren Verständnis Temperaturzahlenwerte des Produkts P angegeben, die je ¬ doch nur als Beispiel dienen sollen. Andere Temperaturwerte sind durchaus möglich.

Das unpasteurisierte Produkt P wird aus dem Einspeisebehälter 6 mittels der ersten Pumpe 7 durch die Rekuperationszone 13 gepumpt. Vor der Rekuperationszone 13 hat das Produkt P eine Temperatur von 20° C. In der Rekuperationszone 13 wird es stark erhitzt und hat am Ausgang der Rekuperationszone 13 bereits eine Temperatur von 85° C. Es wird weiter mittels des ersten Wärmetau ¬ schers 10 auf die geforderte Pasteurisierungstemperatur von 90° C erhitzt und gelangt anschliessend in den Puf ¬ ferbehälter 2. Aufgrund der Isolation des Pufferbehälters 2 behält das Produkt seine Temperatur von 90° C.

Im Pufferbehälter 2 durchlaufen die Produktteilchen den Weg bis zum Ausgang des Pufferbehälters 2 und werden während dieser Kontaktzeit pasteurisiert. Beim Durchlaufen des Wegs von Eingang des Pufferbehälters 2 zu seinem Ausgang ist es erwünscht, dass eine Kolbenströmung vorherrscht, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen al ¬ le Teilchen des Produkts P für die Dauer derselben Kon- taktzeit im Pufferbehälter 2 verweilen. Die Verwendung des Pufferbehälters 2 bringt aufgrund seiner Beschaffen ¬ heit einen weiteren Vorteil mit sich; die Strömung darin ist weniger turbulent als durch Rohrschlangen, bei denen bei jeder Biegung eine Turbulenz entsteht. Um aber Turbu- lenzen noch weiter zu vermindern wird die bereits erläu ¬ terte mindestens eine Schikanenvorrichtung verwendet. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Gitter handeln, durch welches die Richtung des Geschwindigkeitsvektors der durch das Gitter durchfliessenden Teilchen paralleli- siert wird und mehrheitlich in Richtung des Ausgangs des Pufferbehälters 2 zeigt. Das Gitter kann je nach Konsis ¬ tenz des Produkts fein oder grobmaschig dimensioniert werden und ist in diesem Sinne vorzugsweise austauschbar.

Nach Durchlauf durch den Pufferbehälter 2 tritt das pasteurisierte Produkt aus dem Pufferbehälter 2 hinaus und wird mittels der zweiten Pumpe 5 weiterhin mit einer Temperatur von annähernd 90° C in die Rekuperati- onszone 13 befördert. Der Weg des pasteurisierten Produkts P in der Rekuperationszone 13 ist mit der gestri- chelten Linie skizziert. Durch die Energiebilanz hat das Produkt beim Ausgang aus der Rekuperationszone 13 und Eintritt in die Ausgangsleitung 8b eine Temperatur von 25° C. Dies ist bekannt und wird hier nicht weiter erläutert .

Anschliessend wird das pasteurisierte Produkt

P in den dritten Wärmetauscher 20 geleitet und darin auf eine gewünschte Endtemperatur abgekühlt. Schliesslich wird das abgekühlte, pasteurisierte Endprodukt P in den aseptischen Behälter 22 und weiter in die Weiterverarbei- tungsvorrichtung transportiert. Diese Art der Abfüllung wird „aseptic cold-filling" genannt. Alternativ zur Kaltabfüllung (aseptic cold- filling) kann die vorliegende Erfindung unter anderem auch für eine sogenannte „hot-filling" Abfüllung einge-, setzt werden, welche hier nicht dargestellt ist. Bei die- ser Heissabfüllung wird das noch warme, pasteurisierte Produkt P direkt abgefüllt, wodurch der dritte Wärmetau ¬ scher 20, die Rekuperationszone 13 und der optionale aseptische Behälter 22 wegfallen.

Wie schon erläutert wird die aus der Ein- gangsleitung 8a in den Pasteurisierungskreislauf 25 in den Pufferbehälter 2 einfliessende Menge des unpasteuri- sierten Produkts P pro Zeiteinheit mittels der ersten, dem Einspeisebehälter 6 nachgeschalteten Pumpe 7 geregelt und die Abgabemenge des pasteurisierten Produkts P pro Zeiteinheit mittels der dem Pufferbehälter 2 nachgeschalteten zweiten Pumpe 5 des Pasteurisierungskreislaufs 25 geregelt. Durch das Zusammenspiel der ersten und der zweiten Pumpe 7, 5 kann eine effiziente Niveauregelung im Pufferbehälter 2 erzielt werden, so dass einerseits immer die Kontaktzeit im Pufferbehälter 2 eingehalten werden kann und andererseits die Abgabemenge des pasteurisierten Produkts P an die Anforderungen der Weiterverarbeitungsvorrichtung angepasst werden kann. Dieses Zusammenspiel wird mittels der Steuerung 9 kontrolliert und angepasst, indem sie die erforderlichen, aus der Eingangsleitung 8a in den Pasteurisierungskreislauf 25 einzuspeisenden und aus dem Pasteurisierungskreislauf 25 in die Ausgangsleitung 8b abzugebenden Produktmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter berechnet. Die- ser Parameter kann beispielsweise der Füllstand in Pufferbehälter 2 sein. Als weiterer Parameter kann der Füllstand im aseptischen Behälter 21 verwendet werden. Andere Parameter, wie z.B. eine Entnahmerate des Endprodukts P aus dem aseptischen Behälter, usw, sind auch möglich. Selbstverständlich können einzelne Parameter oder eine Kombination von Parametern verwendet werden. Nach der Berechnung durch die Steuerung 9 wird die erforderliche Produktmenge pro Zeiteinheit für die erste und die zweite Pumpe 7, 5 mittels des jeweils zugehörigen Stellglieds 14, 4 eingestellt.

Ein besonderer Betriebsfall entsteht bei ei- nem Stopp der Abführung des Endprodukts P an die Weiter ¬ verarbeitungsvorrichtung. Dies stellt einen häufigen Be ¬ triebsfall dar und muss daher bei einer Pasteurisierungs- anlage berücksichtigt werden. Ein solcher Stopp kann z.B. durch Unterbrechungen in der der Pasteurisierungsanlage nachgeschalteten Anlage, wie z.B. Füller oder Etikettier ¬ maschine, durch Änderungen der Abfüllleistung entstehen.

Bei bekannten Lösungen mit konstantem Pro- duktdurchfluss muss das Produkt in einem solchen Fall zum Einspeisebehälter rückgeführt werden. Die Alternative wä- re, das Produkt zu entsorgen, bis der gesamte Kreislauf ausgepumpt ist. Dies würde aber zu einer zu grossen Verschwendung des Produkts führen, zumal in vielen Fällen der Abgabestopp nur von kurzer Dauer ist. Aus diesem Grund wird das Produkt wieder rückgeführt und vermischt sich im Einspeisebehälter 6 mit dem noch unpasteurisier- ten bereits vorhandenen Produkt. Nach erneutem Abgabestart wird der rückgeführte Teil des Produkts noch einmal pasteurisiert. Bei mehrmaligem Abgabestopp kann es passieren, dass das Produkt mehrmals pasteurisiert werden muss, wodurch es seine Qualität verliert und nicht mehr konsumierbar ist. Als Folge muss die Pasteurisierungsanlage vollständig entleert und der Inhalt entsorgt werden. Die Praxis zeigt, dass dieser Fall regelmässig eintritt. Dadurch entstehen dem Betreiber hohe Kosten, die es zu vermeiden oder minimieren gilt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser unerwünschte Effekt mindestens minimiert, da aufgrund der Verwendung des Pufferbehälters 2 eine bestimmte Dauer des Abgabestopps überbrückt werden kann. Erst wenn diese Zeitspanne verstrichen ist, ohne dass die Produktion wieder anfährt, muss das Produkt P rückgeführt werden. Folglich wird die Anzahl der Rückführungen und der erneuten Pasteurisierungen verringert, wodurch weiter die voll ¬ ständige Entleerung der Pasteurisierungsanlage 1 in vie ¬ len Fällen verhindert werden kann.

Nach einem Stopp der Abgabe des Endprodukts an die Weiterverarbeitungsanlage wird mittels der Steue ¬ rung 9 ein Stopp oder eine Reduktion der Abgabe des pas ¬ teurisierten Produkts P aus dem Pasteurisierungskreislauf 25 bewirkt. Nach dem Stopp der Abgabe des Endprodukts P wird ausserdem die Einspeisung des unpasteurisierten Pro- dukts P in den Pufferbehälter 2 auf eine minimale Pro ¬ duktmenge pro Zeiteinheit reduziert. Die minimale Pro ¬ duktmenge pro Zeiteinheit kann z.B. im Bereich von . zirka 10% der Nenndurchflussmenge des Produkts P liegen. Andere Werte sind aber auch möglich. Nach Erreichen eines maxi- malen Füllstands des Pufferbehälters 2 und/oder einer ma ¬ ximalen Stoppzeit wird die Einspeisung in den Pufferbe ¬ hälter ' mittels der Steuerung 9 gänzlich eingestellt.

Die Förderung des Produkts (P) kann jedoch nach dem Stopp der Abgabe des Endprodukts während einer zulässigen Unterbruchzeit der Abgabe des Endprodukts wie ¬ der aufgenommen werden. Nur nach Verstreichen der Unter ¬ bruchzeit wird das Produkt im Falle der „aseptic cold- filling" Abfüllung aus der Eingangsleitung 8a, dem Pas ¬ teurisierungskreislauf 25 und der Ausgangsleitung 8b ent- sorgt. Dies geschieht durch Zuführung von Wasser W in den Einspeisebehälter 6 und Pumpen des Wassers W in die Ein ¬ gangsleitung 8a, weiter in den Pasteurisierungskreislauf 25, weiter in die Ausgangsleitung 8b und schliesslich in die Entsorgungsleitung 19. Der Zeitpunkt der vollständi- gen Entsorgung wird dabei mittels des zweiten Refraktome ¬ ters 17 gemessen. Im Falle der hier nicht dargestellten „hot-filling" Abfüllung würde in der Entsorgungsleitung ein Wärmetauscher zur Abkühlung des zu entsorgenden Produkts geschaltet sein.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass im Fall des Stopps der Abgabe des Endprodukts die zulässige Unterbruchzeit aufgrund der Reduzierung der in den Pufferbehälter 2 eingespeisten Menge des unpasteu- risierten Produkts P auf eine minimale Produktmenge pro Zeiteinheit wesentlich erhöht werden kann. Beispielsweise ist bei einer Reduzierung der Produktmenge auf 10% der Nenndurchflussmenge eine zehnfache Unterbruchzeit mög ¬ lich. Mit anderen Worten erhöht sich, die Pufferzeit bis die Anlage komplett entleert werden muss.

Bei der Wiederaufnahme des Betriebs der Pas- teurisierungsanlage 1 misst das erste Refraktometer 18 die Dichte der durchfliessenden Flüssigkeit in der Aus ¬ gangsleitung 8b, wodurch der Zeitpunkt der Betriebsbe ¬ reitschaft und der möglichen erneuten Abgabe des Endpro ¬ dukts bestimmt werden kann.

Die vorliegende Erfindung erlaubt eine Erhö ¬ hung der Flexibilität bei der Pasteurisierung, insbeson ¬ dere im Stop-Go Betrieb einer Getränkeherstellungsanlage, durch die Verwendung eines aktiven Puffers für das herzu ¬ stellende Produkt und eine signifikante Einsparung des Produkts bei Betriebsausfällen. Ferner kann die Produktionsmenge aufgrund der variabel einzustellenden Durchflussmenge des Produkts an die Anforderungen angepasst werden .

Obwohl vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt, sondern sie kann, im Rahmen des Geltungsbereichs der folgenden Ansprüche, auf andere, mannigfaltige Weisen, ausgeführt und angewendet werden .

Bezugszeichenliste

1 = Pasteurisierungsanlage

2 = Pufferbehälter

3 = Füllstandmesser

4 = zweites Stellglied

5 = zweite Pumpe

6 = Einspeisebehälter

7 = erste Pumpe

8a = Eingangsleitung

8b = Ausgangsleitung

9 = Steuerung

10 = erster Wärmetauscher

11 = Pumpe des Erhitzungskreislaufs 12 = zweiter Wärmetauscher

13 = Rekuperationszone

14 = erstes Stellglied

15 = Durchflussmesser

16 = Erhitzungskreislauf

17 = zweites Refraktometer

18 = erstes Refraktometer

19 = Entsorgungsleitung

20 = dritter Wärmetauscher

21 = erste Weiche

22 = aseptischer Behälter

23 = zweite Weiche

24 = Abfluss

25 = Pasteurisierungskreislauf D = Dampf

P = Produkt

0 = Ausgabe des Endprodukts

K = Kühlwasser

L = Füllstand im Pufferbehälter

W = Wasser