'MÉTODO PARA ESTERILIZAQAO DE RECIPIENTES" [1] . A presente patente de invengáo refere-se a um método para esterilizagáo de recipientes de acordo com o conceito gerai reivindicagáo de patente 1 bem como a um dispositivo para esterilizagáo de acordo com o conceito gerai reivindicagáo de patente 14.
[2] . Métodos para esterilizagáo de garrafas, latas ou recipientes similares com o emprego de um meio de esterilizagáo contendo peróxido de hidrogénio (H202), isto é, com emprego de um meio de esterilizagáo (a seguir denominado também de meio de esterilizagáo H202, o qual contém peróxido de hidrogénio misturado com ar estéril quente, já sao conhecidos (DE 10 2004 030 956 A 1, DE 199 49 692 A1, WO 2006/053745 A1). Nesses métodos, que também sao empregados, por exemplo, para a esterilizagáo de recipientes para bebidas, mas também para a esterilizagáo de recipientes ou embalagens para outros produtos, como, por exemplo, medicamentos^ formado um filme de condensagáo de H202na superficie interna do recipiente mais fría pela aplicagáo do meio de esterilizagáo H202 mais quente, que será atívado numa fase de ativagáo subsequente pela aplicagáo de um meio de ativagáo estéril quente em forma de gás e/ou vapor, por exemplo, por meio da aplicagáo de ar quente estéril de forma que por meio da desintegragáo de H2Ozsejam criados radicáis livres de oxigénio, que reagem para a esterilizagáo dos recipientes com germes e impurezas presentes.
[3] . É notorio nesse método também (DE 10 2004 030 956 A1), aquecer o ar estéril empregado como meio de ativagáo a urna temperatura de ativagáo de tal modo que ele seja conduzido através de um trocador de calor aquecido a urna temperatura entre 130°C e 150 °C, Num passo de método que se segue á fase de ativapáo, dá-se entáo urna purgado e esfriamento dos recipientes com ar estéril, o qual é conduzido ao recipiente numa temperatura nítidamente abaixo da temperatura de ativa^ao. Para isso, o ar estéril será conduzido através do trocador de calor com um correspondente alto volume de fluxo, que evita um aquecimento para a temperatura de ativapáo, [43- Além disso, sáo notorios métodos e dispositivos (EP 0 590 505 A1, DE 198 46 322 A1) para o tratamento de garrafas ou recipientes similares com um meio de tratamento quente, que é introduzído nos recipientes Com a ajuda de sensores de temperatura é coletada a temperatura dos recipientes antes e depois do tratamento térmico e, respectivamente, a temperatura do meio de tratamento em refluxo e, entre outros, a temperatura do meio de tratamento quente e/ou comandada a intensidade do tratamento em fungáo das temperaturas medidas. Nao está previsto tratamento com meio de tratamento contendo peróxido de hidrogénio.
[5]. Constituí tarefa da invendo, demonstrar um método e um dispositivo, com o qual poderá ser reduzida mediante a manutengao de urna alta taxa de esterilizado, ísto é, urna elevada qualidade da esterilizado, a durado do tratamento como todo e, com Isso, em especial também a durado da fase de ativagáo, na verdade mediante tratamento cuidadoso dos recipientes. Para a solugáo dessa tarefa fot desenvolvido um método de acordo com a reivindicado de patente 1. O dispositivo foi desenvolvido de acordo corrí a reivindicado 14, mostrando as dependentes reivíndicagoes a seguir variantes de execugáo.
[6] . Mediante o método e o dispositivo conforme a invengáo resulta, entre outros, numa considerável redugao da duragáo do método e com isso, em especial, na duragáo total da fase de ativagáo. Ao mesmo tempo dá-se, também, um tratamento cuidadoso e que evita a sobrecarga térmica dos recipientes com alta qualidade da esterilizagáo e, respectivamente, elevada taxa de estéril izaga o, O método de acordo com a invengáo é especialmente próprio, por isso, para recipientes feítos de plástico, por exemplo, PET. Desenvolvímentos posteriores constituem objeto das reivíndicagoes secundárias. A invengáo será esclarecida, a seguir, com mais pormenores em conexáo com as figuras num exemplo prático. Assim mostram: Fig. 1 em representagáo muito simplificada e vista de cima (planta), de urna máquina e, respectivamente, um dispositivo para execugáo do método conforme a invengáo;
[7] . Fig, 2 em representagáo simplificada de um cabegote de tratamento do dispositivo da figura 1. m O dispositivo e, respectivamente, o método para esterilizagáo de garrafas é designado de modo geral com (1), ñas figuras, mostra um rotor (2) acionável em torno de um eixo de máquina vertical para aplicagáo do meío de esterilizagáo ñas garrafas (3) a serem tratadas, as quais serio alimentadas por meio de urna estrela de entrada para recipientes (4} e do qual serio retiradas as garrafas (3) tratadas e, isto é, umedecidas, através de urna saída de recipientes (5) e encaminhadas ao ativador subsequente, O ativador também é um rotor (6) acionável, que gira em torno do eixo de máquina vertical, para a ativagáo do meio de esterilizagáo por meio de ar aquecido o qual será conduzido para dentro das garrafas (3) a serem tratadas. As garrafas (3) seráo conduzidas através de urna estrela de entrada (7) ao rotor (6) e as garrafas (3) tratadas e, portanto, esterilizadas, seráo retiradas através de urna saída de recipientes (8) e conduzidas para um estágio de método (processo) seguínte, vía de regra para um envasador.
[»]- Acima de cada abertura de garrafa estáo previstos notoriamente dois cabegotes de aplicagáo no rotor (2) que giram juntamente com o rotor e estáo indicados apenas por línhas (1) duplas pontilhadas. A cada cabegote de aplicagáo está atribuido, no rotor (2), um suporte de garrafa ou de recipiente (14), no qual a respectiva garrafa (3) é segurada durante o tratamento embaixo do cabegote de tratamento (6), e ísso no caso do exemplo, pendurando num flange de embocadura do lado das garrafas (3) modeladas como garrafas PET, O umedecimento das superficies das garrafas (3) é efetuado com a utilizagao do meio de esterilizagáo H202, o qual é aquecido notoriamente dentro do respectivo cabegote de tratamento por meio de aspersáo de peróxido de hidrogénio, por exemplo, de peróxido de hidrogénio com concentragáo de 35%, em ar estéril e por meio de aquecimento do aerosol assím obtido para urna temperatura Ti de, por exemplo, 145°C.
[10]. Para o tratamento é aplicado um meio de esterilizagáo H202quente para dentro da garrafa (3), e isso de tal modo, que forme por meio de condensagáo urna película de condensagáo H202da garrafa (3) em comparagáo com a temperatura Ti do meio de esterilizagáo H202da superficie interna mais fría da garrafa (3), película essa que reveste de modo uniforme pelo menos a superficie interna total da respectiva garrafa (3).
[11] · A seguir a essa fase de aplicagáo e depois da transmissao das garrafas assím umedecidas para o rotor (6), efetua-se entáo numa fase de tratamento mais adiante, isto é, numa fase de ativagáo, urna ativagáo do filme de condensagáo H202. Para isso estáo previstos notoriamente, análogamente á estrutura e disposigáo no rotor (6), acima de cada abertura de garrafa, cabegotes de ativagáo (9), os quais giram juntamente com o rotor (6) e que sáo indicados apenas como linhas duplas pontilhadas II na figura 1. A ativagáo é iniciada por meio de aplicagáo de energía e isso por meio de introdugao de um meio quente estéril em forma de gás e/ou vapor, por exemplo, por meio de ar quente estéril com urna temperatura T2 para dentro da respectiva garrafa (3) e isso por meio de um tubo 10 ¡ntroduzido para dentro dessa garrafa (fig. 2). Com essa ativagáo efetua-se urna rea gao de decomposigáo de H202lno decurso desta, entre outros, se forrmam radicáis lívres de oxigénio, que reagem com os germes e/ou impurezas presentes na respectivagarrafa (3) e levam a efeito, dessa maneira, a sua esterilizagáo, Com o ar quente utilizado na fase da esterilizagáo efetua-se ao mesmo tempo também urna secagem da respectiva garrafa {3). Métodos de esterilizagáo com esses passos de método (processo) sao essencialmente notónos.
[12] . Em relagáo aos métodos já conhecidos, o método conforme a invengáo distíngue-se por um desenvolvimento especia! das fases de tratamento individuáis e, respectivamente, dos seus passos de processo. Na fase de aplicagáo efetua-se a introdugao do meio de esterilizagáo H202 quente com urna temperatura constante Ti e um tempo de saída ou aplicagáo constante, por exemplo, com um tempo de saída de 3s em garrafas ou recipientes com um volume de 500 mi. O volume de fluxo v1 do meio de estérilizapao H2G2 quente introduzido na respectiva garrafa (3) é, neste caso, por exemplo, também constante durante o tempo de aplicagáo. A ativagáo do filme de condensagáo H^C^na respectiva garrafa (3) efetua-se durante a fase de ativagáo em dois passos de processo/ativagáo. Durante um primeiro passo de processo será introduzido o ar quente estéril utilizado para a ativagáo a urna temperatura T2 com um volume de fluxo v2 grande e constante, por meio do tubo 10 (fig. 2) na garrafa (3). Essa introdugáo efetua-se, por exemplo, por um tempo de transferencia pré-determinado de x segundos, ou durante tanto tempo, até que a temperatura da parede do recipiente Tbw da respectiva garrafa (3) tenha atingido urna temperatura teórica TBWpredeterminada que seja medida e, respectivamente, monítorada por meio de um pirómetro 11 (fig. 2). A seta com tragos pontilhados esquematiza o processo de medigáo. A duragáo total desse primeiro passo do processo é de aproximadamente 8 a 10 segundos.
[13]. Em mais um passo de processo a seguir, será aplicado, entáo, o meio de ativagáo quente, e que por sua vez é ar quente estéril, a urna temperatura T3e um volume de fluxo v3 na garrafa (3) e isso durante um tempo de transferéncia de y segundos. A temperatura do volume de fluxo v3 que vía de regra é igual ou também menor que o volume de fluxo v2 nisso será reduzido em fungió da temperatura do recipiente TBW da respectiva garrafa (3), de modo que também durante esse segundo passo de processo da fase ativagáo a temperatura do recipiente TBW apresente a temperatura teórica Tbw teórica, e será regulado (ajustado) por meio de um trocador de calor e/ou pela mistura de ar estéril frío ou um gás inerte frió tal como CO2 ou N2.
[141 Dessa maneira, a temperatura teórica TBW teórica está em ambos os passos de processo abaixo de urna temperatura que levaría a urna carga ou deformagáo excessiva ou a urna danificagáo das garrafas (3).
[15] . A temperatura do recipiente TBW também será medida sem contato físico no segundo passo do processo, empregando-se pelo menos um piró metro 11, como está indicado na figura 2. Em fungáo da construgáo do rotor 6 e do correspondente cabegote ativador bem como do material do recipiente, poderao ser empregados, também, outros sistemas de medigáo sem contato físico. Na variante mostrada na fig, 2, o pirómetro 11 está apoiado de modo basculante, a fim de ser ajustado de modo aprimorado em fungáo da geometría da garrafa ou do recipiente, [16] . Como a temperatura da parede da garrafa está sendo monitorada, poderá ser selecionado um gradiente de aquecimento e temperatura na segunda fase da ativagáo, o que náo tem sido regulável (ajustável) em equipamentos já notónos, por motivo de seguranga (deformagáo da garrafa), [17] · As vantagens do método conforme a invengáo consistem, entre outros, no fato de a ativagáo se desenvolve de modo muito mais forte e pode ser mantida num nivel muito alto, de modo que seja possível urna redugáo substancial da duragáo do tratamento, isto é, resultando numa redugáo abaixo de 10s. Em especial na zona de desempenho maior, isto é, no caso de desempenho maior do equipamento apresentando o dispositivo 1 (número das garrafas (3) processadas por unidade de tempo); no qual até agora foi necessário um segundo rotor ativado conectado ao rotor 6, poderá ser executado, agora, afase de ativagáo exclusivamente no rotor 6 ou o rotor 6 poderá apresentar um diámetro nítidamente menor, caso sejam previstos dois rotores de ativagao. Isso significa também que com recursos reduzidos da máquina será possível um aumento substancial no desempenho déla. Em casos especiáis a fase de aplicagáo e a fase de ativagáo podem ser executadasem um único rotor. Urna vez que o método conforme a invengáo se fundamenta numa regulagem automática pelo menos do volume do fluxo v3 do gás do ativador a ser arrefecido (refrigerado) por meio de refrigeragáo direta ou indireta no segundo passo do processo da fase de ativagáo, nao seráo necessários para o operador de um equipamento, regulagens (ajustes) ou testes com perdas de tempo para se alcangar urna esterilizagáo aprimorada de garrafas ou recipientes similares. O respectivo equipamento poderá ser ajustado e operado sem problema, ao levar em consideragáo, antes de tudo, as diversas formas de recipientes e/ou materiais com base ñas informagóes do fabricante, sendo, entáo, automáticamente executada e, respectivamente, regulada a fase de ativagao e, respectivamente, também os passos de processo pela regulagem interna existente no equipamento.
[18]. Numa variante nao representada do dispositivo de esterilizagáo conforme a invengáo estáo previstas mangas de refrigeragáo para o rotor 6 (rotorativador), que circundam o recipiente a ser tratado pelo menos parcialmente e pelo menos temporariamente durante a ativagáo. A manga de refrigerado, nesse caso, náo encosta, ou encosta apenas parcialmente na superficie do recipiente, de modo que entre o recipiente e a manga será formada urna fresta anelar ou canais na operagáo conforme disposigáo, através dos quais possafluir um gás ou um liquido, Nesse caso as mangas sao construidas e idealizadas de tal modo que elas apresentem pelo menos urna abertura que esteja ligada com urna via de tubulagáo e um dispositivo para transporte de gás, por meio da qual possa ser conduzido (íntroduzido) um meio gasoso e/ou líquido para refrigerado da parede do recipiente na fresta anelar ou noseanais. De modo alternativo pederá ser conduzido, também, pela abertura e vías da tubulado apropriadas e bombas de vacuo, para refrigerado da parede do recipiente, ar existente no espago ou ambiente mais frió na fresta anelar ou nos canais e depois transportado, Por meio de urna manga de refrigeragáo desse tipo poderá ser criada muito rápidamente urna refrigeragáo deseguranga ou poderá ser encurtado o tempo morto da regulagem da temperatura.
[19] Os parámetros essenciais de urna forma de execugáo do método conforme a ínvengáo para esteriliza gao de garrafas (3) com volumes de 500 mi podem ser resumidos da seguinte maneira: [20] . Fase de aolicacao [21] - Concentrado H202no meio de esterilizado Ha02;20% [22] , Temperatura máxima do recipiente Tbw: ca. 35°C -42°C
[23] . Temperatura Ti: ca.145°C
[24] . Pressáo do meio de esterilizagáo H202.ca. 0,7 bar [25]. Volume do fluxo v1:ca. 1,51/garrafa [2¾. Volume do fluxo v1 :ca. 2,7 Nm3/h [27] . Fase de ativacáo - passo de processo 1 [28] . Temperatura máxima do recipiente Tbwica. 67°C-68°C
[29] . Temperatura T2: ca 145°C
[30] . Volume do fluxo v2 ca. 10,8 l/garrafa [31] . 9,7 Nm3/h [32] . Press áo do vapor: ca. 1,0 bar [33] . Pressáo do ar: ca. 1,5 bar [34] . Fase de ativacáo - passo de processo 2 [35] . Temperaturamáxima do recipiente Tbw: ca.67°C-68°C
[36] , Volume do fluxo v3: ca. 10,8 l/garrafa 9,7 Nm3/h [37] . Temperatura T2 <T3 ca. 100°C • Em fungió da espessura de parede e material [38] . Adigáo, na mistura, de ar estéril á temperatura ambiente Os tempos de tratamento por fase de atívagáo sao menores que 10 s, podendo os tempos de tratamento xey serem distintos, mas também iguais, Além disso, é possível de se prever, entre a fase de aplícagao e a fase de atívagáo, urna fase de tratamento, por exemplo, de ca.4 a 5 s. ísto é, o primeiro passo do processo da fase de atívagáo será iniciado, entáo, com um atraso no tempo de, por exemplo, ca 5 s depois da introdugáo do meio de estéril izagáo H202 e, respectivamente, depois da conclusao da fase de aplicagáo.
[39] . A invengáo foi descrita, acima, com base num exemplo prátíco. É evidente que numerosas modificagóes bem como variagoes sáo possí veis, sem que por causa disso seja abandonada a ideia fundamental da invengáo. Assim sendo, tomou-se, acima, como base que os cabegotes de tratamento 6 sao parte deuma máquina de tratamento ou dispositivo de modelo construtivo rotativo, É evidente que o método conforme a invengáo também poderá ser executada em equípamentos que estejam desenvolvidos como máquinas lineares. Além disso, tomou-se como base, acima, que a introdugáo do meio de esterilizagáo H202 e a introdugáo do meio deativagáo se efetuam, respectivamente, por umúnico e exclusivo cabegote de tratamento 6. Evidentemente poderáo ser aplicados, nesses passos de processo, também, diferentes cabegotes de tratamento.
REIVINDICACÓES