CH622749A5

CH622749A5 - Method of sterilising surfaces of articles by means of liquid sterilising agent and arrangement for conduct of the method

Info

Publication number: CH622749A5
Application number: CH1225477A
Authority: CH
Inventors: Ulf Stahl
Original assignee: Tetra Pak Int
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1981-04-30
Also published as: FR2366842B1; SE7611123L; AU2943577A; CA1081428A; GB1582060A; DE2744637A1; SU743565A3; JPS5347548A; IT1088961B; JPS619163B2; NL7710883A; DE2744637B2; SE401912B; FR2366842A1; AU512245B2

Description

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung für die Sterilisierung von Oberflächen von Gegenständen, insbesondere Verpackungsmaterialbahnen und Verpackungsmaschinen, zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren und die Anordnung so ausgelegt sind, dass sie in bisher bekannten Verpackungsmaschinen angewandt werden können und trotzdem nicht die Nachteile haben, welche die bisher bekannten Verfahren und Anordnungen aufweisen. The aim of the present invention is to provide a method and an arrangement for the sterilization of surfaces of objects, in particular packaging material webs and packaging machines, the method and the arrangement being designed such that they can be used in previously known packaging machines and nevertheless do not have the disadvantages which the previously known methods and arrangements have.

Ein weiters Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, die eine wirksame Sterilisierung unter Verwendung einer Mindestmenge an Sterilisierungsmittel ergeben, d.h. eine Anordnung, welche die Aufbringung einer dünnen und kontinuierlichen Schicht von Sterilisierungsmittel über die gesamte innere Oberfläche der Packung ermöglicht. Another object of the present invention is to provide a method and an arrangement which provide effective sterilization using a minimum amount of sterilant, i.e. an arrangement which enables a thin and continuous layer of sterilizing agent to be applied over the entire inner surface of the package.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Sterilisierung von Gegenständen mit Hilfe von flüssigen Sterilisierungsmitteln ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Sterilisierungsmittel zerstäubt, um einen Nebel zu bilden, der-mit einem Heiss-luftstrom gemischt wird, wobei die Temperatur der Luft und das Verhältnis zwischen der Menge an Sterilisierungsmittel und der Menge an Luft so gesteuert wird, dass das Sterilisierungsmittel verdampft und der Taupunkt der mit Sterilisierungsmittel befeuchteten Luft höher ist als die Temperatur der Oberfläche, die sterilisiert werden soll, worauf man das Luftgemisch zu der Oberfläche leitet, welche die Luft abkühlt, so dass das Sterilisierungsmittel in einer gleichmässigen Schicht auf der Oberfläche abgeschieden wird, wo man es während einer bestimmten Zeitspanne reagieren lässt, worauf es wieder entfernt wird. The method according to the invention for sterilizing objects with the aid of liquid sterilizing agents is characterized in that the sterilizing agent is atomized to form a mist, which is mixed with a hot air stream, the temperature of the air and the ratio between the amount of The sterilant and the amount of air are controlled so that the sterilant evaporates and the dew point of the air humidified with the sterilant is higher than the temperature of the surface to be sterilized, after which the air mixture is directed to the surface that cools the air that the sterilizing agent is deposited in a uniform layer on the surface, where it is allowed to react for a certain period of time, after which it is removed again.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung zur Ausführung dieses Verfahrens in einer Maschine für die Herstellung von sterilen Packungen, welche Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Elemente für die Zufuhr und das Erhitzen von Luft, Elemente für die Zufuhr und das Zerstäuben von Steriliserungsmittel, Elemente für das Mischen des zerstäubten Sterilisierungsmittels mit der erhitzten Luft, Elemente zum Inberührungbringen des Gemisches mit der zu sterilisierenden Oberfläche und Elemente zur schliesslichen Entfernung des Sterilisierungsmittels von der Oberfläche aufweist. The invention further relates to an arrangement for carrying out this method in a machine for the production of sterile packages, which arrangement is characterized in that it comprises elements for the supply and heating of air, elements for the supply and atomization of sterilizing agents, Elements for mixing the atomized sterilizing agent with the heated air, elements for bringing the mixture into contact with the surface to be sterilized and elements for finally removing the sterilizing agent from the surface.

Bevorzugte Ausfuhrungsformen des Verfahrens sowie der Anordnung sind in den betreffenden abhängigen Ansprüchen umschrieben. Preferred embodiments of the method and the arrangement are described in the relevant dependent claims.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beispielsweise beschrieben; die Zeichnung zeigt s The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, for example; the drawing shows s

io io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

622 749 622 749

4 4th

schematisch eine Anordnimg für die Ausführung des erfin-dungsgemässen Verfahrens in einer Verpackungsmaschirie des Typs, bei dem Packungen aus einer sich kontinuierlich bewegenden Verpackungsmaterialbahn hergestellt werden. schematically an arrangement for the execution of the method according to the invention in a packaging machine of the type in which packs are produced from a continuously moving packaging material web.

Der grundlegende Gedanke der vorliegenden Erfindung 5 wird zuerst erklärt, um das Verständnis zu erleichtern. Der Gedanke beruht auf dem Vermögen von Luft, Feuchtigkeit als Funktion der Temperatur zu absorbieren, zu tragen und abzugeben. Das Feuchtigkeitstragevermögen von Luft nimmt mit zunehmender Temperatur zu und mit abnehmender Tempe- j0 ratur ab. Wenn eine bestimmte Menge zerstäubte Flüssigkeit oder Dampf in erhitzte Luft injiziert wird, wird die Flüssigkeit oder der Dampf absorbiert und von der Luft getragen, solange die Temperatur genügend hoch ist, d.h. höher als der Kondensationspunkt odër Taupunkt des Gemisches. Wenn aus irgend- 15 einem Grunde die Temperatur der so befeuchteten Luft unter den Kondensationspunkt oder Taupunkt fällt, kann die Luft nicht mehr eine so grosse Menge Flüssigkeit tragen, sondern ein Teil der Flüssigkeit scheidet sich aus. Diese Erscheinung kann angewandt werden, um eine bestimmte Oberfläche mit 20 einer gleichmässigen Schicht der Flüssigkeit, die von der Luft getragen worden ist, zu beschichten, was stattfindet, wenn ein Körper mit einer niedrigeren Temperatur als der Kondensationstemperatur der Luft in die befeuchtete Luft eingeführt wird. Derjenige Teil der Luft, der mit dem Körper in Berüh- 25 rung kommt, wird dadurch abgekühlt, und die Feuchtigkeit scheidet sich aus und kondensiert auf der Oberfläche des Körpers. Während der Kondensation wird Wärme freigesetzt, die den kühleren Körper erwärmt, und die Kondensation erfolgt daher nur solange, wie die Oberfläche eine genügend niedrige 3,, Temperatur hat. Die Menge der kondensierten Flüssigkeit ist. eine direkte Funktion der Temperatur der Oberfläche, d.h. der Enthalpie und der Wärmeleitfähigkeit des Körpers. Wenn man annimmt, dass diese Faktoren für die ganze Oberfläche identisch sind, verläuft der Prozess auf jedem Teil der Ober- 35 fläche genau gleich, und in dieser Weise kann eine vollständig identische Kondensation über die ganze Oberfläche erhalten werden, die somit mit einer gleichmässigen Schicht der betreffenden Flüssigkeit beschichtet wird. The basic idea of the present invention 5 is first explained to facilitate understanding. The idea is based on the ability of air to absorb, carry and release moisture as a function of temperature. The moisture-bearing capacity of air increases with increasing temperature and decreases with decreasing temperature. When a certain amount of atomized liquid or vapor is injected into heated air, the liquid or vapor is absorbed and carried by the air as long as the temperature is sufficiently high, i.e. higher than the condensation point or dew point of the mixture. If for any reason the temperature of the air humidified in this way falls below the condensation point or dew point, the air can no longer carry such a large amount of liquid, but part of the liquid is separated out. This phenomenon can be used to coat a particular surface with a uniform layer of the liquid carried by the air, which occurs when a body with a temperature lower than the condensation temperature of the air is introduced into the humidified air . The part of the air that comes into contact with the body is cooled by this, and the moisture separates and condenses on the surface of the body. Heat is released during the condensation, which heats the cooler body, and the condensation therefore only takes place as long as the surface has a sufficiently low temperature. The amount of condensed liquid is. a direct function of the temperature of the surface, i.e. the enthalpy and the thermal conductivity of the body. If one assumes that these factors are identical for the entire surface, the process is exactly the same on every part of the surface, and in this way a completely identical condensation can be obtained over the entire surface, thus with a uniform layer the liquid in question is coated.

Das oben erwähnte Prinzip kann auch angewandt werden, 40 um eine bestimmte Oberfläche zwecks Sterilisation mit einer gleichmässigen Schicht eines flüssigen Sterilisierungsmittels zu beschichten. Dies kann erfolgen, indem man ein geeignetes flüssiges Sterilisierungsmittel zum Befeuchten der Luft verwendet. Da die Luft normalerweise eine bestimmte Menge; 45 Wasser enthält, ist es zweckmässig, möglichst viel Wasser aus der Luft zu entfernen, um eine Verdünnung des Sterilisierungsmittels zu vermeiden, d.h., die Luft muss möglichst trocken sein. Dieser trockenen Luft wird eine solche Menge Energie als Wärme zugeführt, dass sie das Sterilisierungsmittel 50 zu verdampfen vermag und danach eine genügende Temperatur hat, um die gewünschte Menge an Sterilisierungsmittel zu tragen. Durch Steuerung der Temperatur der Luft und des Verhältnisses zwischen der Menge an Sterilisierungsmittel und der Menge an Luft kann der Kondensationspunkt oder Tau- 55 punkt der mit Sterilisierungsmittel befeuchteten Luft auf eine Temperatur geregelt werden, welche die Temperatur der mit Sterilisierungsmittel zu beschichtenden Oberfläche um einen bestimmten Betrag überschreitet. Wenn das gewünschte Gemisch aus Luft und Sterilisierungsmittel erhalten worden ist,. ^ wird das Gemisch zu der Oberfläche geleitet, die sterilisiert werden soll, wodurch die Luft abgekühlt und ihr Vermögen zum Tragen von Sterilisierungsmittel herabgesetzt wird, so dass ein grosser Teil des Sterilisierungsmittels auf der Oberfläche kondensiert. Nach einer geeigneten Reaktionsdauer, die 65 von dem Typ des Sterilisierungsmittels und seiner Konzentration sowie von dem erforderlichen bakteriziden Effekt abhängt, wird das Sterilisierungsmittel wieder entfernt. Dies kann in verschiedener Weise erfolgen, z.B. mit Hilfe von Heisslüft oder durch Bestrahlung mit einem beliebigen Heizelement, z.B. einer Infrarotlampe. The principle mentioned above can also be used 40 to coat a particular surface with a uniform layer of a liquid sterilant for sterilization. This can be done using a suitable liquid sterilant to humidify the air. Because the air is normally a certain amount; 45 contains water, it is advisable to remove as much water as possible from the air in order to avoid dilution of the sterilizing agent, i.e. the air must be as dry as possible. This dry air is supplied with such an amount of energy as heat that it can evaporate the sterilizing agent 50 and is then at a temperature sufficient to carry the desired amount of sterilizing agent. By controlling the temperature of the air and the ratio between the amount of sterilizing agent and the amount of air, the condensation point or dew point of the air moistened with sterilizing agent can be regulated to a temperature which increases the temperature of the surface to be coated with sterilizing agent by a certain amount Amount exceeds. When the desired mixture of air and sterilizing agent has been obtained. The mixture is directed to the surface to be sterilized, thereby cooling the air and reducing its ability to carry sterilizing agent, so that a large part of the sterilizing agent condenses on the surface. After a suitable reaction time, which depends on the type of the sterilizing agent and its concentration and on the required bactericidal effect, the sterilizing agent is removed again. This can be done in various ways, e.g. with the help of hot air or by irradiation with any heating element, e.g. an infrared lamp.

Im folgenden wird' das erfindungsgemässe Verfahren mehr im einzelnen beschrieben, wie es in einer Verpackungsma-schine bekannten Typs angewandt wird. In der beiliegenden schematischen Zeichnung ist die Verpackungsmaschine an der rechten Seite der Zeichnung dargestellt. Die Maschine arbeitet mit einer Vérpackungsmaterialbahn 1, die auf einer Walze 2 • aufgewickelt ist; Von der Walze 2 durchläuft die Bahn 1 zwei Kammern 3,4, die nacheinander angeordnet sind und weiter unten im einzelnen beschrieben werden. Die Bahn 1 wird über zwei Führungswalzen 5 geführt und läuft dann vertikal abwärts durch die Verpackungsmaschine. Während der Abwärtsbewegung durch die Maschine wird die Bahn zu einem Schlauch 6 umgeformt, indem ihre beiden Längsränder verbunden und in einer Längsnaht zusammengeschweisst werden. Nach dem Umformen und dem Schweissen der Schlauchform wird der Schlauch durch das Füllrohr 7, das sich durch das obere offene Ende des Schlauches herab bis zu seinem unteren Ende erstreckt, wo es aufhört, mit dem erforderlichen Inhalt, z.B. Milch, gefüllt. In einem gewissen Abstand unterhalb des unteren Endes des Füllrohres sind die Schweissbacken 8 angeordnet die den sich vertikal abwärts bewegenden, gefüllten Schlauch 6 in gleichen Abständen mit Quernähten versehen, innerhalb deren der Schlauch auch durch gleichfalls quer verlaufende Schnitte unterteilt wird. Die so gebildeten, vollständig gefüllten Packungen 9 werden einer Verarbeitungs- oder letzten Faltstation 10 zugeführt, wo ihnen eine parallelepipe-dische Form erteilt wird. In the following, the method according to the invention is described in more detail as it is used in a packaging machine of a known type. In the accompanying schematic drawing, the packaging machine is shown on the right side of the drawing. The machine works with a packaging material web 1 which is wound on a roller 2; From the roller 2, the web 1 passes through two chambers 3, 4, which are arranged one after the other and are described in detail below. The web 1 is guided over two guide rollers 5 and then runs vertically downwards through the packaging machine. During the downward movement by the machine, the web is formed into a tube 6 by connecting its two longitudinal edges and welding them together in a longitudinal seam. After reshaping and welding the tube shape, the tube is filled with the required content, e.g., through the fill tube 7, which extends down through the top open end of the tube to its bottom end where it stops. Milk, filled. At a certain distance below the lower end of the filling tube, the welding jaws 8 are arranged, which provide the vertically downward-moving, filled tube 6 at equal intervals with transverse seams, within which the tube is also divided by transverse cuts. The completely filled packs 9 thus formed are fed to a processing or final folding station 10, where they are given a parallelepipe-like shape.

Die Sterilisierungsanordnung, die mit der Verpackungsmaschine zusammenarbeitet, umfasst einen Luftkompressor 11, einen mit diesem verbundenen Kühler 12 für die Pressluft und einen Wasserabscheider 13, in welchem die aus der Luft abgeschiedene Feuchtigkeit entfernt wird. Die so entwässerte Luft wird durch ein Rohrsystem zwei Regulierventilen 15, 16 zugeführt, welche die weitere Strömung steuern. Der grösste Teil der Luft wird über das Regulierventil 15 einem Heizelement 17 zugeführt, das der Luft die gewünschte Menge Energie oder Wärme zufuhrt. Von dem Heizelement 17 strömt die Lüft anschliessend in eine Kammer 18. Am oberen Ende der Kammer befindet sich eine Ultraschalldüse 19, die mit Hilfe desjenigen Teils des Luftstroms aus dem Wasserabscheider 13 betrieben wird, der durch das Regulierventil 16 gesteuert wird. Zu der Ultraschalldüse 19 führt auch eine Speiseleitung für Sterilisierungsmittel, das aus einem Behälter 20 über geeignete Leitungen und eine Pumpe 21 der Ultraschalldüse 19 zugeführt wird. Die Ultraschalldüse hat eine an sich bekannte Konstruktion und funktioniert in solcher Weise, dass der Luftstrom aus dem Regulierventil 16 eine stehende Welle mit einer sehr hohen Frequenz (annähernd 30 kHz) erzeugt. In diese stehende Welle wird Sterilisierungsmittel eingeführt, wodurch die Flüssigkeit zu Tröpfchen mit einer Grösse von 5 bis 15 Mikron zerstäubt wird. Diese hoch zerstäubte Flüssigkeit bzw. dieser Nebelwird in der Mischkammer 18 mit Heisslüft gemischt, wodurch der Nebel in einen Dampf übergeht, der durch ein Rohr 22 in die weiter oben erwähnte Kammer 3 geleitet wird, die auch von dem Verpackungsmaterial auf seinem Weg von der Walze 2 zu dem Umformabschnitt der Verpackungsmaschine durchlaufen wird. In der Kammer 3 kommt das Gemisch aus Sterilisierungsmittel und Luft mit der sich bewegenden Verpackungsmateriälbahn 1 in Berührung, welch letztere das Gemisch so abkühlt, dass das Sterilisierungsmittel auf der Bahn in einer gleichmässigen Schicht kondensiert. Ein Teil des Sterilisierungsmittels kondensiert sich auf der Wandung der Kammer und wird durch ein Abflussrohr 23 entfernt. The sterilization arrangement, which works together with the packaging machine, comprises an air compressor 11, a cooler 12 for the compressed air connected to it, and a water separator 13 in which the moisture separated from the air is removed. The air thus dewatered is fed through a pipe system to two regulating valves 15, 16 which control the further flow. Most of the air is supplied via the regulating valve 15 to a heating element 17 which supplies the air with the desired amount of energy or heat. The vent then flows from the heating element 17 into a chamber 18. At the upper end of the chamber there is an ultrasonic nozzle 19 which is operated with the aid of the part of the air flow from the water separator 13 which is controlled by the regulating valve 16. A feed line for sterilizing agents also leads to the ultrasonic nozzle 19 and is fed to the ultrasonic nozzle 19 from a container 20 via suitable lines and a pump 21. The ultrasonic nozzle has a construction known per se and functions in such a way that the air flow from the regulating valve 16 generates a standing wave with a very high frequency (approximately 30 kHz). Sterilizing agent is introduced into this standing wave, whereby the liquid is atomized into droplets of 5 to 15 microns in size. This highly atomized liquid or mist is mixed in the mixing chamber 18 with hot air, whereby the mist turns into a vapor which is passed through a pipe 22 into the chamber 3 mentioned above, which is also separated from the packaging material on its way from the roller 2 is passed to the forming section of the packaging machine. In the chamber 3, the mixture of sterilizing agent and air comes into contact with the moving packaging material web 1, the latter cooling the mixture so that the sterilizing agent condenses on the web in a uniform layer. Part of the sterilizing agent condenses on the wall of the chamber and is removed through a drain pipe 23.

Wie weiter oben erwähnt, durchläuft die Bahn 1 eine wei As mentioned above, the web 1 runs through a white

5 5

622 749 622 749

tere Kammer 4, die, in der Bewegungsrichtung der Bahn gesehen, in einem gewissen Abstand nach der Kammer 3 angeordnet ist. Wenn die Schicht von Sterilisierungsmittel in der Kammer 3 auf die Bahn 1 aufgebracht worden ist, tritt die Bahn aus der Kammer 3 aus und tritt nach einem bestimmten 5 Abstand in die Kammer 4 ein, worin das Sterilisierungsmittel wieder von der Bahn entfernt wird. Der Abstand zwischen den beiden Kammern 3 und 4 bestimmt die Zeit, während der das Sterilisierungsmittel auf die Bahn einwirken kann, und der Abstand zwischen den Kammern wird zweckmässig so einge- 10 stellt, dass die Zeit genügt, um die gewünschte bakterizide Wirkung zu erzielen. Das Sterilisierungsmittel wird in der Kammer 4 mit Hilfe eines Heissluftstroms, der in einem Was-serringkompressor 24 erzeugt wird, von der Bahn entfernt. Der Wasserringkompressor gehört dem bekannten Typ an, 15 und die erzeugte Pressluft wird über einen Wasserabscheider 25, der restliches Abdichtwasser von der Luft trennt, und ein Heizelement 26 in die Kammer 4 geleitet. Nachdem das Steriliserungsmittel in der Kammer während eines gewissen Zeitraums verdampft und entfernt worden ist, wird die mit Steri- 2o lisierungsmittel gemischte Luft wieder in den Wasserringkom-pressor 24 zurückgeführt, wo sie von dem Sterilisierungsmittel befreit wird, das mit dem Abdichtwasser gemischt und in dem Wasserabscheider 25 abgetrennt wird. tere chamber 4, which, viewed in the direction of movement of the web, is arranged at a certain distance after the chamber 3. When the layer of sterilizing agent in chamber 3 has been applied to web 1, the web exits chamber 3 and enters chamber 4 after a certain distance, in which the sterilizing agent is removed from the web again. The distance between the two chambers 3 and 4 determines the time during which the sterilizing agent can act on the web, and the distance between the chambers is expediently set so that the time is sufficient to achieve the desired bactericidal effect. The sterilizing agent is removed from the web in the chamber 4 with the aid of a hot air stream which is generated in a water ring compressor 24. The water ring compressor is of the known type, 15 and the compressed air generated is passed via a water separator 25, which separates the remaining sealing water from the air, and a heating element 26 into the chamber 4. After the sterilant in the chamber has been evaporated and removed for a period of time, the air mixed with the sterilant is returned to the water ring compressor 24, where it is freed of the sterilant mixed with and sealed in the sealing water Water separator 25 is separated.

Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich ist, ist es für ^ das beschriebene Verfahren wichtig, dass die verwendete Luft eine bestimmte Menge Wasserstoffperoxyd zu absorbieren vermag. Um dies zu ermöglichen und zu verhindern, dass das Wasserstoffperoxyd mit der normalerweise in der Luft vorhandenen Feuchtigkeit gemischt wird, verwendet man ent- ^ wässerte Luft. Dies wird erreicht, indem man die Luft mit Hilfe des Kompressors 11 auf einen Druck von 6 bis 7 kg/cm2 komprimiert. Die durch das Komprimieren erhitzte Luft wird dann in den Kühler 12 geleitet, in welchem sie auf eine Temperatur von 15 bis 20°C abgekühlt wird. Dadurch wird ein 35 grosser Teil der von der Luft getragenen Feuchtigkeit ausgeschieden und in der folgenden Feuchtigkeitsfalle 13 entfernt. Die resultierende entwässerte Luft hat nun einen absoluten Feuchtigkeitsgehalt, der von annähernd 0,01 kg/kg auf 0,003 kg/ kg herabgesetzt worden ist. ^ As can be seen from the above, it is important for the process described that the air used is able to absorb a certain amount of hydrogen peroxide. To make this possible and to prevent the hydrogen peroxide from being mixed with the moisture normally present in the air, dewatered air is used. This is achieved by compressing the air with the aid of the compressor 11 to a pressure of 6 to 7 kg / cm 2. The air heated by the compression is then passed into the cooler 12, where it is cooled to a temperature of 15 to 20 ° C. As a result, a large part of the moisture carried by the air is excreted and removed in the following moisture trap 13. The resulting dewatered air now has an absolute moisture content, which has been reduced from approximately 0.01 kg / kg to 0.003 kg / kg. ^

Wie weiter oben erwähnt, wird die entwässerte Luft zum Teil über das Heizelement 17 der Mischkammer 18 zugeführt und zum Teil der Ultraschalldüse 19 zugeführt, um diese zu betreiben und die stehende Welle zu erzeugen, durch die das der Ultraschalldüse zugeführte Sterilisierungsmittel zerstäubt 45 wird. Die stehende Welle hat eine Frequenz von annähernd 30 kHz und verteilt das eingepumpte Sterilisierungsmittel zu einem Nebel mit einer Tröpfchengrösse von annähernd 10 Mikron. Der Nebel wird direkt in die Mischkammer 18 gesprüht, wo er mit dem grössten Teil der entwässerten Luft aus der so Feuchtigkeitsfalle 13 zusammentrifft und mit dieser gemischt wird; dem Gemisch wird durch das Heizelement 17 durch Erhitzen auf hohe Temperatur die gewünschte Menge Wärme zugeführt. Diese hohe Temperatur führt dazu, dass die den injizierten Nebel bildenden Sterilisierungsmitteltröpfchen 55 direkt zum Sieden kommen und verdampft werden. Die Temperatur des Gemisches wird dadurch auf annähernd 100°C herabgesetzt, und die Kondensationstemperatur oder der Taupunkt bei einem absoluten Feuchtigkeitsgehalt von annähernd 0,150 kg/kg beträgt annähernd 60°C. Es wurde gefunden, dass ^ dieser Taupunkt gewährleistet, dass auf der Verpackungsmaterialbahn 1 selbst unter ungünstigen Bedingungen, z.B. bei einer hohen Temperatur der Aussenluft, Kondensation eintritt. Natürlich kann der Taupunkt durch Änderimg der Menge an Sterilisierungsmittel und der Menge an Luft in bezug auf- 65 einander nach oben oder nach unten verändert werden. As mentioned above, the dewatered air is supplied in part via the heating element 17 to the mixing chamber 18 and in part to the ultrasonic nozzle 19 in order to operate the latter and to generate the standing wave through which the sterilizing agent supplied to the ultrasonic nozzle is atomized 45. The standing wave has a frequency of approximately 30 kHz and distributes the pumped sterilant into a mist with a droplet size of approximately 10 microns. The mist is sprayed directly into the mixing chamber 18, where it meets and is mixed with the majority of the dewatered air from the moisture trap 13; the mixture is supplied with the desired amount of heat by the heating element 17 by heating to a high temperature. This high temperature causes the sterilant droplets 55 forming the injected mist to boil directly and to be vaporized. The temperature of the mixture is thereby reduced to approximately 100 ° C., and the condensation temperature or the dew point at an absolute moisture content of approximately 0.150 kg / kg is approximately 60 ° C. It was found that this dew point ensures that on the packaging material web 1 even under unfavorable conditions, e.g. at a high temperature of the outside air, condensation occurs. Of course, the dew point can be changed up or down by changing the amount of sterilant and the amount of air with respect to each other.

Das Gemisch aus Sterilisierungsmitteldampf und Luft, das die Kammer 3 erreicht, wird in solcher Menge geführt, dass es durch die ganze Länge der Kammer an der Verpackungsmaterialbahn 1 entlang strömt. Währenddessen wird derjenige Teil des Gemisches, der mit der Verpackungsmaterialbahn in Berührung kommt, abgekühlt, und dass Sterilisierungsmittel kondensiert sich auf der Oberfläche der Bahn zu einer gleichmässigen Schicht. Im Zusammenhang mit der Kondensation wird Wärme freigesetzt, die auf die Verpackungsmaterialbahn übergeht und diese erwärmt. Die Kondensation verläuft weiter, bis der Temperaturunterschied sich ausgeglichen hat (unter der Annahme, dass die Verpackungsmaterialbahn 1 die Kammer 3 nicht bereits vor diesem Zeitpunkt verlassen hat). Da die Wandungen der Kammer 3 mindestens zu Anfang eine niedrigere Temperatur hatten als das Luftgemisch, kondensiert sich das Sterilisierungsmittel auch auf ihnen. Das überschüssige Sterilisierungsmittel wird aus der Kammer 3 über das Rohr 23 entfernt und kann in einem Gefass aufgefangen werden. Die aus der Kammer 3 entweichende Luft enthält noch eine bestimmte Menge Sterilisierungsmittel, weshalb es zweckmässig sein kann, das Gemisch dem Wasserringkompressor 24 zuzuführen, wo das Sterilisierungsmittel mit dem Abdichtwasser gemischt und in der Feuchtigkeitsfalle 25 abgetrennt wird. The mixture of sterilant vapor and air that reaches the chamber 3 is guided in such an amount that it flows along the entire length of the chamber along the packaging material web 1. In the meantime, that part of the mixture which comes into contact with the packaging material web is cooled and the sterilizing agent condenses on the surface of the web to form an even layer. In connection with the condensation, heat is released which is transferred to the packaging material web and heats it up. The condensation continues until the temperature difference has equalized (assuming that the packaging material web 1 has not left the chamber 3 before this time). Since the walls of chamber 3 at least initially had a lower temperature than the air mixture, the sterilizing agent also condenses on them. The excess sterilizing agent is removed from the chamber 3 via the tube 23 and can be collected in a vessel. The air escaping from the chamber 3 still contains a certain amount of sterilizing agent, which is why it may be expedient to supply the mixture to the water ring compressor 24, where the sterilizing agent is mixed with the sealing water and separated in the moisture trap 25.

Nach einer geeigneten Reaktionsdauer wird das Sterilisierungsmittel wie bereits beschrieben in der Kammer 4 wieder von der Verpackungsmaterialbahn 1 entfernt; durch die Kammer 4 wird kontinuierlich Heisslüft mit einer Temperatur von annähernd 130°C geblasen. Es ist zweckmässig, die verbrauchte Luft aus dieser Kammer ebenfalls über eine Rückführleitung dem Wasserringkompressor 24 zuzuführen, um Sterilisierungsmittel zu entfernen. After a suitable reaction time, the sterilizing agent is removed from the packaging material web 1 in the chamber 4, as already described; Hot air is continuously blown through the chamber 4 at a temperature of approximately 130 ° C. It is expedient to also supply the used air from this chamber to the water ring compressor 24 via a return line in order to remove sterilizing agents.

Das Sterilisierungsmittel kann auch in irgendeiner anderen geeigneten Weise, z.B. durch Erhitzen der Bahn mit Hilfe eines Heizelementes vom Infrarottyp, von der Bahn entfernt werden. The sterilizing agent can also be used in any other suitable manner, e.g. by heating the web with the aid of an infrared type heating element.

Wenn die Verpackungsmaterialbahn 1 vollständig von dem Sterilisierungsmittel befreit worden ist, durchläuft die Bahn in einer vor Bakterien und Verunreinigungen geschützten Weise die Verpackungsmaschine, wo sie in einer bereits weiter oben beschriebenen Weise in einen Schlauch 6 übergeführt wird, der mit einem sterilen Inhalt gefüllt, querver-schweisst und zerschnitten wird, um einzelne, vollständig gefüllte Verpackungsbehälter zu bilden. When the packaging material web 1 has been completely freed from the sterilizing agent, the web traverses the packaging machine in a manner which is protected from bacteria and contaminants, where it is transferred in a manner already described above into a tube 6 which is filled with a sterile content - is welded and cut to form individual, fully filled packaging containers.

Das Verfahren und die Anordnung gemäss der Erfindung können in beliebigen Verpackungsmaschinen des bekannten Typs verwendet werden. Wenn die Anordnung in einer Verpackungsmaschine verwendet werden soll, die mit vorgebildeten Zuschnitten arbeitet, müssen die Kammern 3 und 4 natürlich in geeigneter Weise modifiziert und an die Form der Verpackungsmaterialzuschnitte angepasst werden. Die obige funktionelle Beschreibung trifft jedoch für alle Typen von Verpackungsmaschinen zu. The method and the arrangement according to the invention can be used in any packaging machine of the known type. If the arrangement is to be used in a packaging machine which works with preformed blanks, the chambers 3 and 4 must of course be suitably modified and adapted to the shape of the packaging material blanks. However, the above functional description applies to all types of packaging machines.

Als Sterilisierungsmittel wird vorzugsweise ein Gemisch aus 35% Wasserstoffperoxyd und 65% Wasser verwendet, aber es sind auch andere Mengenverhältnisse und andere flüssige Sterilisierungsmittel denkbar. Die in der Beschreibung angegebenen numerischen Werte beziehen sich auf den Fall, A mixture of 35% hydrogen peroxide and 65% water is preferably used as the sterilizing agent, but other quantitative ratios and other liquid sterilizing agents are also conceivable. The numerical values given in the description refer to the case

dass Wasserstoffperoxyd und Wasser verwendet werden. that hydrogen peroxide and water are used.

Wenn eine Verpackungsmaschine des sterilen Typs in Betrieb gesetzt werden soll, ist es wesentlich, dass diejenigen Teile der Maschine, die mit dem Inhalt oder der Verpackungsmaterialbahn in Berührung kommen, vorher sterilisiert werden. Es ist bekannt, diese vorherige Sterilisierung in verschiedener Weise auszuführen. Für das Verfahren und die Anordnung gemäss der Erfindung ist es zweckmässig, dass das Gemisch aus Luft und Sterilisierungsmittel, das in der Mischkammer 18 erzeugt wird, wie während des Betriebs der Maschine verwendet wird. Wenn die Maschine vorsterilisiert werden soll, wird der Auslass der Mischkammer 18 somit in If a packaging machine of the sterile type is to be put into operation, it is essential that those parts of the machine which come into contact with the contents or the packaging material web are sterilized beforehand. It is known to carry out this prior sterilization in various ways. For the method and the arrangement according to the invention, it is expedient that the mixture of air and sterilizing agent that is generated in the mixing chamber 18 is used during the operation of the machine. Thus, when the machine is to be pre-sterilized, the outlet of the mixing chamber 18 becomes

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solcher Weise mit den Teilen der Verpackungsmaschine, die vorher sterilisiert werden sollen (in dem schlauchförmigem Teil des Verpackungsmaterials angeordnetes Zufuhrrohr für den Inhalt, Elemente für die Regulierung des Niveaus des flüssigen Inhalts usw., die Kammer, in der die Verpackungsmaterialbahn 1 von der Kammer 3 zu der Schweissstation läuft usw.), verbunden, dass ein geschlossenes System erzeugt wird, durch welches das Gemisch zirkulieren kann. Da die Wandungen der Rohre und Kanäle, durch die das Gemisch zirkuliert, eine Temperatur haben, die niedriger als der Taupunkt des Gemisches ist, findet eine Kondensation des Sterilisierungsmittels statt. Das Gemisch strömt genügend lange durch die Maschine, um zu gewährleisten, dass das Sterilisierungsmittel auf allen zu sterilisierenden Oberflächen kondensiert wird. Wenn die Zufuhr von Sterilisierungsmittelge-misch aufgehört hat, wird das kondensierte Sterilisierungsmittel nach einer geeigneten Reaktionszeit wieder entfernt, indem man Heisslüft durch die Kanäle strömen lässt. Dadurch, werden die Wandungen erhitzt und das Sterilisierungsmittel , verdampft, worauf das letztere mit der Heisslüft die Maschine , verlässt. such as with the parts of the packaging machine which are to be sterilized beforehand (supply tube for the content arranged in the tubular part of the packaging material, elements for regulating the level of the liquid content etc., the chamber in which the packaging material web 1 is separated from the chamber 3 to the welding station, etc.), that a closed system is created through which the mixture can circulate. Since the walls of the tubes and channels through which the mixture circulates have a temperature which is lower than the dew point of the mixture, the sterilizing agent condenses. The mixture flows through the machine long enough to ensure that the sterilizing agent is condensed on all surfaces to be sterilized. When the supply of the sterilizing agent mixture has ceased, the condensed sterilizing agent is removed after a suitable reaction time by letting hot air flow through the channels. As a result, the walls are heated and the sterilizing agent evaporates, whereupon the latter leaves the machine with the hot air.

Das Einströmen von Heisslüft wird erzielt, indem man den Wasserringkompressor 24, den Wasserabscheider 25 und das Heizelement 26 über ein geeignetes Ventil mit den sterilisierten Räumen verbindet. In dieser Weise ist es möglich, eine 5 Vorsterilisation der Verpackungsmaschine unter Anwendung des Verfahrens und der Anordnung gemäss der Erfindung ohne wichtige zusätzliche Anordnungen zu erzielen. Die Vor-sterilisierung ist besonders wirksam, da das Sterilisierungsmittel ähnlich wie bei der Sterilisierung der Verpackungs-io materialbahn auf jeder Komponente und in jedem Raum entlang des Weges, den die Verpackungsmaterialbahn durchläuft, kondensiert, vorausgesetzt, dass fie genannten Komponenten bzw. Räume eine genügend niedrige Temperatur haben, um eine Kondensation zu ermöglichen. The inflow of hot air is achieved by connecting the water ring compressor 24, the water separator 25 and the heating element 26 to the sterilized rooms via a suitable valve. In this way it is possible to achieve a pre-sterilization of the packaging machine using the method and the arrangement according to the invention without important additional arrangements. The pre-sterilization is particularly effective because, similar to the sterilization of the packaging material web, the sterilizing agent condenses on every component and in every room along the path through which the packaging material web passes, provided that the components or rooms mentioned are sufficient have a low temperature to allow condensation.

15 Obgleich das erfindungsgemässe Verfahren in erster Linie für die Anwendung in Verpackungsmaschinen bestimmt ist und im Zusammenhang damit beschrieben worden ist, kann das gleiche Prinzip natürlich für jeden beliebigen Gegenstand angewandt werden, vorausgesetzt, dass der Gegenstand in ein 20 Gemisch aus Peroxyddampf und Wasserdampf mit einer geeigneten Temperatur eingeführt wird. 15 Although the method according to the invention is primarily intended for use in packaging machines and has been described in connection therewith, the same principle can of course be applied to any object, provided that the object is in a mixture of peroxide vapor and water vapor with a suitable temperature is introduced.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. A method of sterilizing surfaces of objects using liquid sterilizing agent, characterized in that the sterilizing agent is atomized to form a mist, which is mixed with a hot air stream, the temperature of the air and the ratio between the amount of the sterilizing agent and the amount of air is regulated so that the sterilizing agent humidified air is higher than the temperature of the surface to be sterilized, whereupon the air mixture is led to the surface that cools the air, so that the sterilizing surface, whereupon the air cools, so that the sterilant is deposited in a uniform layer on the surface, where it is allowed to react for a certain period of time, after which it is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the air is dewatered before mixing with the sterilizing agent.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the air is supplied with thermal energy before mixing with the sterilizing agent.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sterilizing agent is atomized into droplets with a size of 5 to 15 microns.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the air mixed with sterilizing agent at a temperature of 90 to 120 ° C and an absolute moisture content of 0.1 to 0.2 kg / kg of dry air, preferably at a temperature of 100 ° C and an absolute moisture content of 0.150 kg / kg dry air.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that hydrogen peroxide is used as the sterilizing agent.

7. Arrangement for carrying out the method according to claim 1, in a machine for the production of sterile packages, characterized in that it has elements (11, 17) for the supply and heating of air, elements (21, 19) for the Feeding and atomizing of sterilizing agents, elements (18) for mixing the atomized sterilizing agent with the heated air, elements (22,3) for bringing the mixture into contact with the surface to be sterilized and elements (24, 25, 26, 4) for shows the final removal of the sterilizing agent from the surface.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that it also has elements (12, 13) for dewatering the air.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the elements for dewatering the air comprise an air compressor (11), a cooler (12) and a water separator (13).

10. The arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the elements for atomizing the sterilizing agent comprise an ultrasonic nozzle (19).

11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the ultrasonic nozzle is an ultrasonic nozzle operated with compressed air.

Sterile disposable packs are known and are used, among other things, for packaging liquid foods, e.g. Milk, used. The contents of sterile packages have a much longer shelf life than the contents of non-sterile packages. The known sterile packs for e.g. liquid milk products are of different types. However, they all have in common the process required for the production of sterile packs by sterilizing the contents as well as the packaging material or the pack blanks, which are partly formed from the packaging material, whereupon the contents are filled in and the pack -cuts are closed under aseptic conditions.

A disposable consumer pack for drinks, e.g.

Milk, as often found, is made by using the packaging material, e.g. can consist of a laminate io, which has a carrier layer made of fibrous material, which is covered on both sides with thin plastic layers, is fed in the form of a web to a packaging machine. As the web travels through the packaging machine, it is folded into a tube shape by causing its two longitudinal edges to overlap somewhat and weld them together. This forming of the packaging material web takes place continuously, while the web is mainly transported vertically downwards through the machine. After being formed into the tube shape, the contents are continuously introduced into the tube through a fill tube that extends through the top open end of the tube. During the downward movement of the tube, the tube is pressed flat and welded together with welding jaws, which are arranged on both sides 25 of the tube, along narrow transverse zones which are arranged at a distance from one another. The supply of the content is automatically controlled all the time in such a way that the level of the content is quite far above the point where the flattening and welding of the hose takes place. After welding the hose, it is cut by cross cutting in the welding zones; then the manufacturing process, possibly after reshaping of the individual packs, is ended. 35 If a machine of the type described is used for the production of sterile packs, the filling takes place under aseptic conditions, which means that the atmosphere in the hose and the hose itself, or in any case its interior, must be kept sterile-40 sen. In order to achieve the first-mentioned goal, a certain pressure of sterile air is maintained in the tube of the packaging material so that non-sterile air cannot penetrate from the surrounding atmosphere.

In a known embodiment of the machine described, the sterilization of the web of packaging material 45 takes place in that the packaging material web is passed through a bath with a chemical sterilizing agent, usually a hydrogen peroxide solution, with which the packaging material is moistened, before it is converted into the tubular form becomes, whereupon the excess liquid is removed from the packaging material web with the aid of squeeze rollers. The portion of the sterilizing agent remaining on the packaging material web is removed from the interior of the tube after the web is formed into a tube by means of a heater assembly, usually a heating coil, disposed around the fill tube , ie by a tube heater which heats the interior of the packaging material tube and the residues of the sterilizing agent remaining there to such an extent that the sterilizing agent evaporates and escapes from the upper open end of the packaging material tube.

This sterilization process has been found to have certain disadvantages. For example, under certain conditions it has proven difficult to control the amount of sterilizing agent on the packaging material web with sufficient accuracy, since the squeeze rollers used for this purpose result in a dosage,

2nd

PATENT CLAIMS

3rd

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which is difficult to check. In order to ensure a uniform application of the sterilizing agent on the web and thus an effective sterilization, the sterilizing agent must also contain stabilizers and wetting agents; these substances are difficult to remove completely and are also undesirable for reasons of cost.

Another method for sterilizing the packaging material web in a machine of the type described is also known. According to this method, a liquid sterilizing agent, preferably a mixture of hydrogen peroxide and water, is placed in a bowl-like container which is located in the packaging material tube. The container is placed around the fill tube and is heated to a temperature such that the sterilizing agent, when added dropwise into the bowl, evaporates immediately. The steam rises through the hose and is separated at the upper end of the inner wall of the hose. During the continuous downward movement of the hose, the steam condensed at a certain moment at the upper end of the hose passes the heating element arranged in the hose, which heats the inner wall of the hose and the sterilizing agent condensed thereon so vigorously that the sterilizing agent evaporates and goes up to the area of the upper end of the tube rises, where it is condensed again on the colder packaging material wall. This process is repeated as long as the packaging machine is in operation, and all the time there is a dropwise delivery of the sterilant mixture to the heated tray to compensate for the loss resulting from part of the evaporated sterilant being removed by the upper end of the hose rises without being condensed on the hose wall.

A disadvantage of the method described is that the sterilizing agent used has to be mixed with a fairly large proportion of water, so that the actual concentration of pure sterilizing agent in the mixture is only between 10 and 35%. The steam generated thus largely consists of water vapor, which is undesirable with regard to sterilization, since it worsens the bactericidal action. It can also be difficult to control the process with sufficient accuracy, since it is essential that the amount of the condensed sterilizing agent is not so large that it does not evaporate completely when the hose passes through the heating element, since in this case sterilizing agent can also enter the packs.

In a further packaging machine for liquid materials of known type, the packs are not produced from sheet-like material, but from prefabricated blanks, which are provided with a contour and a fold line pattern, which are suitable for forming into finished containers. The blanks are also folded into tubular bodies which are flattened and stacked in the magazine of the actual packaging machine. From there, the tubular bodies are inserted into the machine in order to be provided with a bottom by a folding process at one end. The formed packaging containers, which are open at the upper end, are then brought onto a conveyor belt on which they are transported past a number of processing stations, namely a station for the application of sterilizing liquid to the inside of the packaging containers, a station for removing the sterilizing liquid , a station for the introduction of the desired content into the packaging containers and finally a station for welding the upper end of the packaging containers. The station for the sterilization of the packaging containers includes one

Spray nozzle which is arranged above the packaging container and provides the interior of the packaging container with, so to speak, spray application with sterilizing liquid. The sterilizing liquid has to act during the time that the packaging container is being transported to the next station, where hot air is blown down into the packaging container, so long that the sterilizing liquid can evaporate completely and escape from the upper end of the packaging container.

This sterilization process has two disadvantages, firstly the disadvantage that certain recesses and corners at the lower end of the packaging container cannot be easily reached by the sterilizing liquid, and secondly the disadvantage that a relatively large amount of sterilizing liquid has to be used so that the excess is eliminated can accumulate at the bottom of the packaging container, where residues may remain.

As can be seen from the above, all the sterilization methods described have more or less serious disadvantages.