способ стерилизации аппаратов микробиологического производства

Формула изобретения

1. Способ стерилизации аппаратов микробиологического производства, включающий мойку внутренних поверхностей аппарата водой и дезинфицирующим раствором и последующее пропаривание, заключающееся в замещении воздуха водяным паром с отводом в атмосферу через вытяжную трубу, отличающийся тем, что после мойки аппарат просушивают нагретым воздухом, затем вводят в него дозированное количество дезинфектанта в смеси с воздухом, а пар подводят в верхнюю часть объема аппарата под заслонку вытяжной трубы при закрытом положении заслонки и равномерно распределяют по горизонтальному сечению аппарата, воздух отводят снизу через дренажную трубу, присоединенную к вытяжной трубе над заслонкой, при этом образующийся в вытяжной трубе конденсат отводят в канализацию через ловушку, дренажную трубу и гидрозатвор.

2. Способ стерилизации по п.1, отличающийся тем, что для просушивания аппарата используют воздуходувку и воздухораспределительную систему.

3. Способ стерилизации по п.1, отличающийся тем, что пары дезинфектанта получают в специальном резервуаре путем нагрева раствора глухим паром до кипения и смешивают их с потоком подаваемого в аппарат воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микробиологической технологии и может быть использовано, в частности, для стерилизации дрожжерастильных аппаратов.

Известен способ дезинфекции дрожжерастильной аппаратуры (Типовой технологический регламент производства хлебопекарных дрожжей. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983,- с. 253), включающий мойку аппарата водой, прогрев аппарата до 45^oC острым водяным паром и последующую обработку пароформалиновой смесью, которую получают путем выпаривания заданной дозы формалина в специальном резервуаре (формалиннике) и вводят в аппарат через воздухораспределительную систему. При достижении в аппарате температуры 65^oC его оставляют закрытым в течение 1 ч. Затем проводят нейтрализацию находящегося в аппарате формальдегида пароаммиачной смесью, которую также получают в формалиннике. В завершение аппарат промывают холодной водой и продувают воздухом. Промывные воды спускают в канализацию.

Недостатками этого способа являются большая продолжительность процесса стерилизации (около 2 ч) и малая эффективность использования дезинфектанта (формальдегида). Известно, что при атмосферном давлении температура конденсации формальдегида равна 19^oC, а температура конденсации водяного пара равна 100^oC. Поэтому при температуре 65^oC на стенках аппарата конденсируется только чистый водяной пар, образуя пленку конденсата. Молекулы формальдегида, прежде чем достигнуть поверхности стенки, должны раствориться и продиффундировать через пленку, что происходит очень медленно, так как коэффициенты молекулярной диффузии в жидких растворах малы (D_ж 10^-9 м²/с). По той же причине большая часть формальдегида, находящегося в объеме аппарата, фактически не вступает в контакт со стенками, а ведь именно на поверхности стенок находится объект дезинфекции.

Прототипом заявляемого изобретения является способ стерилизации (Новаковская С. С., Шишацкий Ю.И. Производство хлебопекарных дрожжей. Справочник. - М.: ВО "Агропромиздат", 1990, с. 231, 296), включающий мойку внутренних поверхностей аппарата водой и дезинфицирующим раствором и последующее пропаривание, заключающееся в замещении воздуха водяным паром, при этом пар подводят снизу через аэратор, а воздух отводят сверху через вытяжную трубу при открытой заслонке.

Так как плотность воздуха при 20^oC равна 1,2 кг/м³, а плотность насыщенного водяного пара при 100^oC равна 0,6 кг/м³, при вытеснении воздуха паром снизу вверх в объеме аппарата происходит интенсивное перемешивание пара с воздухом за счет естественной конвекции, что приводит к перерасходу пара на стерилизацию аппарата. Кроме того, в аппарат проникает инфекция вместе с конденсатом, который образуется на внутренней поверхности вытяжной трубы и стекает вниз под действием силы тяжести.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса стерилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе стерилизации, включающем мойку внутренних поверхностей аппарата водой и дезинфицирующим раствором и последующее пропаривание, заключающееся в замещении воздуха водяным паром с отводом в атмосферу через вытяжную трубу, согласно изобретению после мойки аппарат просушивают нагретым воздухом, затем вводят в него дозированное количество дезинфектанта в смеси с воздухом, а пар подводят в верхнюю часть объема аппарата под заслонку вытяжной трубы при закрытом положении заслонки и равномерно распределяют по горизонтальному сечению аппарата, воздух отводят снизу через дренажную трубу, присоединенную к вытяжной трубе над заслонкой, при этом образующийся в вытяжной трубе конденсат отводят в канализацию через ловушку, дренажную трубу и гидрозатвор. Для просушивания аппарата используют воздуходувку и воздухораспределительную систему, а пары дезинфектанта получают в специальном резервуаре путем нагрева раствора глухим паром до кипения и смешивают их с потоком подаваемого в аппарат воздуха.

После просушивания аппарата нагретым воздухом и ввода в него дозированного количества дезинфектанта (паров формальдегида) остаточное влагосодержание образующейся смеси таково, что температура точки росы этой смеси существенно ниже температуры нагретых стенок аппарата. Поэтому не происходит конденсации водяного пара на стенках и скорость переноса дезинфектанта из объема смеси к поверхности стенок лимитируется значением коэффициента молекулярной диффузии в воздухе (D_г 10^-5 м²/с). Поскольку D_г >>D_ж, ускоряется и сам процесс дезинфекции, причем концентрацию дезинфектанта в смеси можно уменьшить и тем самым сократить его расход. При последующем пропаривании аппарата смесь паров дезинфектанта с воздухом вытесняется через вытяжную трубу в атмосферу, а часть дезинфектанта, адсорбированного на стенках аппарата, смывается образующимся конденсатом водяного пара и отводится в канализацию. Благодаря термическому воздействию пара, повышается эффективность стерилизации, а также отпадает необходимость химической нейтрализации дезинфектанта, что упрощает и удешевляет стерилизацию.

Для просушивания и прогрева аппарата используют воздух из общего воздушного коллектора. Температура воздуха определяется с помощью уравнения адиабатного сжатия в воздуходувке p₁v₁ ^k = p₂v₂ ^k и соотношений Клапейрона для входных и выходных параметров воздуха: p₁v₁ = RT₁, p₂v₂ = RT₂. Исключая удельные объемы v₁ и v₂, получаем формулу для искомой температуры

T₂ = T₁(p₂/p₁)^1-1/k

где k = 1.4 - показатель адиабаты. При начальных параметрах воздуха T₁ = 293 К (20^oC), р₁ = 0.1 МПа и давлении в воздушном коллекторе p₂ = 0.16 МПа, находим T₂ = 335 К (62^oC), т. е. воздух с такой температурой вполне пригоден для указанной выше цели.

При подводе пара в верхнюю часть объема аппарата под заслонку вытяжной трубы при закрытом положении заслонки и равномерном распределении по горизонтальному сечению аппарата и отводе воздуха снизу через дренажную трубу, присоединенную к вытяжной трубе над заслонкой, в процессе замещения менее плотный водяной пар находится над более плотным воздухом, поэтому причины возникновения естественной конвекции отсутствуют. В результате ускоряется процесс вытеснения воздуха и снижается расход пара. За счет отвода образующегося в вытяжной трубе конденсата в канализацию через ловушку, дренажную трубу и гидрозатвор исключается возможность инфицирования аппарата посторонней микрофлорой как при его стерилизации, так и в последующем процессе культивирования.

Заявляемый способ осуществляют в аппарате, показанном на чертеже.

Дрожжерастильный аппарат 1 снабжен воздухораспределителем 2, вытяжной трубой 3, имеющей ловушку 4 и заслонку 5, дренажной трубой 6, гидрозатвором 7, трубой 8 с распределительным насадком 9 для подвода пара в аппарат и трубопроводом 10 для подвода промывной воды в ловушку. Аппарат оснащен резервуаром 11 для раствора формальдегида, снабженным паровой рубашкой 12, патрубками для загрузки раствора и отвода паров дезинфектанта и манометром 13. Паровая рубашка резервуара подключена к паропроводу и конденсатоотводчику 14, а патрубок для отвода паров дезинфектанта подключен к смесителю 15, который установлен на воздухопроводе. Аппарат снабжен задвижкой 16, вентилями 17-21 и термометром 22.

После мойки аппарата открывают заслонку 5 вытяжной трубы и задвижку 16 на воздухопроводе. Открывают вентиль 17 подачи пара в рубашку резервуара 11, предварительно заполненного раствором дезинфектанта. Происходит просушивание и прогрев аппарата, а также нагрев раствора в резервуаре 11 до кипения. Затем подачу воздуха в аппарат уменьшают путем прикрытия задвижки 16 и заслонки 5 и открывают вентиль 18 для подачи паров дезинфектанта в смеситель 15. После заполнения аппарата смесью паров дезинфектанта с воздухом задвижку 16, заслонку 5 и вентиль 18 полностью закрывают и выдерживают паузу, необходимую для дезинфекции аппарата. Затем открывают вентили 19 и 20. При этом легкий водяной пар, проходя по трубе 8 через насадок 9, равномерно распределяется по горизонтальному сечению аппарата и постепенно вытесняет более плотную смесь воздуха с парами формальдегида через дренажную трубу 6 в вытяжную трубу 3. Одновременно происходит конденсация водяного пара на стенках аппарата. Образующийся конденсат растворяет адсорбированный на стенках формальдегид, стекает на дно аппарата и отводится через гидрозатвор 7 в канализационный колодец. Конденсат, образующийся на стенке вытяжной трубы 3, собирается в ловушке 4, откуда по дренажной трубе 6 через гидрозатвор также отводится в канализацию. После вытеснения из аппарата паров дезинфектанта и воздуха открывают вентиль 21 и подают пар в воздухораспределитель 2. Операцию стерилизации завершают при достижении заданной температуры, показываемой термометром 22, после чего аппарат проветривают воздухом, который подводят через воздухораспределитель 2 при открытой заслонке 5.

В процессе культивирования (после завершения стерилизации) происходит унос капель культуральной среды в вытяжную трубу аэрирующим воздухом. Эти капли оседают на внутренней поверхности вытяжной трубы, стекают в ловушку и отводятся из нее через дренажную трубу и гидрозатвор в канализационный колодец.