CH629435A5

CH629435A5 - Verfahren zur entkeimung der oberflaechen von verpackungsmaterialien.

Info

Publication number: CH629435A5
Application number: CH656477A
Authority: CH
Inventors: Peter Voegele; Diethard Schulte
Original assignee: Tetra Pak Dev
Priority date: 1976-05-29
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1982-04-30
Also published as: FI59565C; DK156269B; NO771876L; DE2624264C2; JPS581013B2; CA1053437A; NO145219C; GB1527565A; IT1081733B; SU717995A3; DK230877A; JPS52147183A; SE7706277L; AU507508B2; FI59565B; US4104024A; FR2352711A1; DK156269C; NL7704605A; FR2352711B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung der Oberflächen von Verpackungsmaterialien, insbesondere solcher aus Kunststoff oder mit Kunststoffbeschichtung, durch Benetzen mit Aktivchlor enthaltenden Entkeimungslösungen.

Verfahren dieser Art finden beispielsweise bei der aseptischen Abfüllung von Milch oder anderen Getränken oder der aseptischen Verpackung anderer Lebensmittel Anwendung, wobei das Verpackungsmaterial in der Regel eine Folienbahn aus Kunststoff oder mit Kunststoffbeschichtung ist. Bei einem bekannten Verfahren wird das Verpackungsmaterial durch eine etwa 30%ige Lösung von Wasserstoffperoxid unter gleichzeitiger Anwendung hoher Temperaturen - etwa 90 °C - keimfrei gemacht. Hierdurch sollen vor allem Bakteriensporen abgetötet werden, die Lebensmittel verderben oder sogar Lebensmittelvergiftungen hervorrufen können. Die erforderliche Erhitzung bei diesem Verfahren bedingt aber einen erhöhten technischen und Kostenaufwand und die nachträgliche Beseitigung des in hoher Konzentration angewandten Wasserstoffperoxids kann zu Gesundheitsbelästigungen des Bedienungspersonals führen. Schliesslich besteht wegen der hohen Konzentration des Wasserstoffperoxids das Risiko, dass schädliche Rückstände im verpackten Lebensmittel verbleiben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Entkeimung der Oberflächen von Verpackungsmaterialien vorzuschlagen, das bei gefahrloser Handhabung der Entkeimungslösung und unter Vermeidung lebensmittelrechtlich bedenklicher Rückstände im verpackten Produkt eine ausreichend sichere Entkeimung, insbesondere Abtötung von Bakteriensporen, bei relativ niedrigen Temperaturen ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man zur Entkeimung eine Entkeimungslösung mit einer Ak-tivchlor-Konzentration zwischen 500 bis 20 000 mg/1 und einem pH-Wert zwischen 8 und 10 bei einer Temperatur unterhalb 70 °C verwendet und die nach der Entkeimimg auf dem Verpackungsmaterial verbleibende Aktivchlor-Lösung durch anschliessende Behandlung mit verdünnter, wässriger Wasserstoffperoxidlösung zu unschädlichen Reaktionsprodukten wie Kochsalz, Sauerstoff, Wasser quantitativ umsetzt.

Der Erfindungsgedanke besteht demnach darin, dass man zur eigentlichen Entkeimung relativ hochkonzentrierte Aktivchlor-Lösungen verwendet, die normalerweise wegen zu hoher Rückstände nicht eingesetzt werden, und dass man die schädlichen Aktivchlorreste durch Wasserstoffperoxidlösungen unschädlich macht, deren Konzentrationen so niedrig gewählt werden können, dass mit den Nachteilen der bisherigen Wasserstoffperoxid-Behandlung nicht zu rechnen ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und

Fig. 2 schematisch eine abgewandelte Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anwendung des neuen Verfahrens bei einer Vorrichtimg zur automatischen Abfüllung von Milch in Verpackungsbehältnisse, die aus streifenförmigem, polyäthylenbeschichtetem Verpackungsmaterial gebildet werden. Diese Materialstreifen müssen vor der Bildung der Behältnisse und vor der Einfüllung von Milch entkeimt werden.

In einem Behälter 1 befindet sich zur Herstellung der Entkeimungslösung konzentrierte Chlorbleichlauge mit einem pH-Wert von 12 und einem Aktivchlorgehalt von etwa 100 g/1. Über eine Leitung 2 mit Ventil 3 gelangt die Flüssigkeit aus dem Behälter 1 in ein Vorratsgefass 4 von z.B. 31 Inhalt. Hinter dem Vorratsgefass 4 ist ein Tauchbad 5 von z.B 11 Inhalt angeordnet. Die Flüssigkeit wird von einer Pumpe 6 und über eine Leitung 7 zwischen dem Gefass 4 und dem Bad 5 ständig umgepumpt. Die Temperatur der Entkeimungslösung im Tauchbad 5 wird bei etwa 60°C gehalten. Der pH-Wert der Entkeimungslösung im Tauchbad 5 bzw. Vorratsgefass 4 wird dadurch auf einen pH-Wert von

8 eingestellt, dass man aus einem weiteren Behälter 8 Phosphorsäure (Konzentration etwa 70%) über eine Leitung

9 mit Ventil 11 in das Vorratsgefass 4 einleitet. Durch einen Fühler 12 wird das Redoxpotential und durch einen Fühler

13 der pH-Wert der Lösung im Vorratsgefass 4 ständig gemessen. Die Messwerte werden einer Redox-Steuerschaltung

14 bzw. einer pH-Steuerschaltung 15 laufend zugeleitet. Diese Steuerschaltungen betätigen die Ventile 3 bzw. 11 in der Weise, dass die Aktivchlor-Konzentration bzw. der pH-Wert der Entkeimungslösung im Vorratsgefass 4 bei den gewünschten Werten gehalten bleibt, nämlich bei etwa

10 000 mg/1 bzw. 8. Konzentration und pH-Wert werden auf diese Weise also permanent geregelt. Die absolute Aktiv-chlor-Konzentration kann im übrigen durch Titration mit Natriumthiosulfat in bekannter Weise ermittelt und anstatt im mg/1 auch in ppm Cl angegeben werden. Dieses titrierbare Chlor wird als «Aktivchlor» bezeichnet.

Die zu entkeimende Verpackungsmaterialbahn 16 wird über eine im Tauchbad 5 angeordnete Rolle 17 geführt und auf diese Weise mit Entkeimungslösung benetzt. Anschliessend wandert die benetzte Materialbahn durch eine nach aussen abgeschirmte Kammer 18 von etwa 2 m Länge mit solcher Geschwindigkeit, dass insgesamt etwa 10 Sekunden für den Entkeimungsprozess zur Verfügung stehen. Am Ende der Kammer 18 wird durch zwei Abquetschrollen 19 der Hauptteil der am Verpackungsmaterial anhaftenden Entkeimungslösung entfernt. Hinter den Abquetschrollen 19 ist mit einer Verschleppung an Entkeimungslösung von etwa 300 ml/h bei einer Vorlaufgeschwindigkeit des Verpackungsmaterials von etwa 20 cm/sec zu rechnen.

Um die verbleibenden Aktivchlorrückstände zu beseitigen, wird die Materialbahn 16 durch ein Waschbad 21 geführt, das mit einer wässrigen 0,2%igen (Gew.-%) Wasserstoffperoxidlösung gefüllt ist. Das Waschbad 21 steht über Leitungen 22 in Verbindung mit einem Tank 23, der mit 0,2%iger Wasserstoffperoxidlösung gefüllt ist. Durch eine nichtdargestellte Pumpe wird die Lösung zwischen dem Waschbad 21 und dem Tank 23 ständig (in Pfeilrichtung) umgepumpt. Die Temperatur der Wasserstoffperoxidlösung kann bei Raumtemperatur, beispielsweise 20 °C, liegen. Der Inhalt des Tanks 23 ist so bemessen, dass durch die Reaktion mit Aktivchlor die Wasserstoffperoxid-Konzentration im Waschbad 21 an einem Produktionstag um nicht mehr als 10% absinkt. Hinter dem Waschbad 21 werden anhaftende

Flüssigkeitsreste wieder durch Abquetschrollen 24 von der Materialbahn 16 abgequetscht. Anschliessend werden in bekannter Weise aus der Materialbahn 16 Verpackungsbehältnisse gebildet und diese mit Milch gefüllt. Anstelle der Abquetschrollen 24 könnte man auch ein sogenanntes «Luftmesser», d.h. eine kräftige Bestrahlung mit Sterilluft, anwenden.

Es wurde gefunden, dass im ungünstigsten Falle bei der hier beschriebenen Entkeimungsbehandlung einer Materialbahn zwar 0,1 ml einer 0,2%igen Wasserstoffperoxidlösung in eine Milchpackung von 11 Inhalt gelangen können. Dies entspricht einer Rückstandsmenge von 0,2 mg Wasserstoffperoxid pro Liter abgefülltes Produkt und liegt damit in der Grössenordnung die zulässig ist und auch mit anderen, jedoch wesentlich komplizierteren Anlagen erreicht wird.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die sich von der Vorrichtung gemäss Fig. 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass die Entkeimungslösung aus dem Vorratsbehälter 4 nicht durch ein Tauchbad, sondern mittels zweier Turbovernebier 25 in Form eines feinen Filmes auf die Materialbahn 16 aufgesprüht wird. Der Durchmesser der von den Verneblern 25 erzeugten Tröpfchen kann etwa 10 Micron betragen.

Die wesentlichen Vorteile des geschilderten Verfahrens bestehen in folgendem: Es erfolgt eine ausreichend sichere Entkeimung, insbesondere Abtötung von Bakteriensporen ohne Anwendung hoher Temperaturen und hierfür erforderlicher, aufwendiger Apparaturen. Die Rückstände auf dem behandelten Verpackungsmaterial sind lebensmittelrechtlich unbedenklich.

Um die Reduktion der Bakteriensporenzahl nach Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu ermitteln, verfahrt man z.B. folgendermassen: Sporen von Bakterien (mit Gartenerde als Trägermaterial) und/oder Sporen von Schimmelpilzen (mit Seesand als Trägermaterial) werden in trockenem Zustand mit der Entkeimungslösung übergössen. Nach 15 Sekunden Einwirkung wird ein Teil der so gebildeten Suspension in Natriumthiosulfatlösung überführt, um die Entkeimungslösung zu inaktivieren. Die Zahl der überlebenden Sporen oder Keime wird nach der Kochschen Plattenmethode ermittelt. Diese Zahl wird zur Zahl der bei einer Wasserkontrolle überlebenden Keime in Beziehung gesetzt, wobei im Verlauf der Wasserkontrolle die Bakterien zur Abtötung vegetativer Keime 10 Minuten lang auf 80° erhitzt werden. Aus den beiden Keimzahlen ergibt sich anhand nachstehender Formel die sogenannte «dezimale Abtötungs-rate» R, die ein Mass für die Wirksamkeit der vorgenommenen Entkeimung ist. Abtötungsraten R zwischen 3 und 4, d.h. eine Verringerung der Sporenzahl um 3 bis 4 Zehnerpotenzen werden in der Lebensmittelchemie als ausreichend angesehen.

R — lo Keimzahl Kontrolle

Keimzahl nach Desinfektion

Über die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens geben die nachstehenden Tabellen 1 und 2 Auskunft. Die Tabelle 1 bezieht sich auf die herkömmliche Entkeimung mit etwa 30%iger Wasserstoffperoxidlösung. Man erkennt aus dieser Tabelle, dass man erst bei sehr hohen Temperaturen von etwa 90 °C befriedigende Abtötungsraten (R-Werte) bezogen auf Erdsporen und das Bakterium «Aspergillus ni-ger» erreicht.

Die letzte Zeile der Tabelle 2 zeigt, dass bei zu geringer Konzentration an Aktivchlor keine ausreichende Entkeimung mehr stattfindet.

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Tabelle 1

Entkeimungsmittel

Temperatur

R-Werte von Erdsporen

Aspergillus niger

30 Gew.-% H202 30 Gew.-% H202 30 Gew.-% H202

20 °C 60 °C 90 °C

Tabelle 2

1,76 2,13 3,61

4,05 6,30 über 7,5

Entkeimungs-mittel

Temperatur

R-Werte von Erdsporen

Aspergillus niger

20 g/1 Cl (pH 8) 9 g/1 Cl (pH 8) 1,1 g/lCl(pH8)

20 °C 20 °C 60 °C

3,43 3,18 3,46

4,82 4,17 5,10

0,1 l g/1 Cl (pH 8) 60°C

1,65

3,75

Zur Herstellung erfmdungsgemässer, vorzugsweise wässriger Entkeimungslösungen mit einem Aktivchlor-Gehalt in der genannten Grössenordnung eignen sich insbesondere folgende Stoffe:

Natriumhypochlorit Calciumhypochlorit Chloriertes Trinatriumphosphat Chlordioxid

25

30

Natrium-p-Toluol-sulfochloramid p-Toluolsulfon-sulfochloramid N-Chloro-succinimid l,3-Dichlor-5,5-dimethylhydantoin Trichlorisocyanursäure und deren Salze Dichlorisocyanursäure und deren Salze Trichlormelamin Dichloroglycoluril.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

629 435 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Entkeimung der Oberflächen von Verpackungsmaterialien, durch Benetzen mit Aktivchlor enthaltenden Entkeimungslösungen, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Entkeimung eine Entkeimungslösung mit einer Aktivchlor-Konzentration zwischen 500 und 20 000 mg/1 und einem pH-Wert zwischen 8 und 10 bei einer Temperatur unterhalb 70 °C verwendet und die nach der Entkeimung auf dem Verpackungsmaterial verbleibende Aktivchlor-Lösung durch anschliessende Behandlung mit verdünnter, wässriger Wasserstoffperoxidlösung zu unschädlichen Reaktionsprodukten quantitativ umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Entkeimungslösung mit einer Aktivchlor-Konzentration zwischen 800 und 12 000 mg/1 verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen zwischen 20 und 60 °C arbeitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung der aktivchlorhaltigen Entkeimungslösungen

Natrium-p-T oluol-sulfochloramid p-T oluolsulfon-sulfochloramid N-Chloro-succinimid 1,3-Dichlor-5,5-dimethyl hydantoin Trichlorisocyanursäure und deren Salze Dichlorisocyanursäure und deren Salze Trichlormelamin Dichloroglycoluril als Aktivchlor-Konzentrat verwendet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entkeimungslösung durch Messen ihres pH-Wertes und entsprechend geregelte Zudo-sierung von Säuren oder Laugen auf einem konstanten pH-Wert hält.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entkeimungslösung durch Messen ihres Redox-Potentials und entsprechend geregelte Zudosierung eines Aktivchlor-Konzentrates auf einer konstanten Aktivchlor-Konzentration hält.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entkeimungslösung in einem Tauchbad auf das Verpackungsmaterial aufbringt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entkeimungslösung durch Aufsprühen, durch Vernebeln in Form von Aerosolen oder durch Verdampfen auf das Verpackungsmaterial aufbringt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entkeimungslösung während einer Zeit zwischen 10 und 60 Sekunden auf das Verpackungsmaterial einwirken lässt.

10. Verfahren nach einem der Voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Wasserstoffperoxidlösung verwendet, deren Konzentration bis zu 5mal höher ist als es für die quantitative Umsetzung der restlichen Entkeimungslösung erforderlich wäre.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung des mit Entkeimungslösung beschichteten Verpackungsmaterials mit der verdünnten Wasserstoffperoxidlösung in einem Tauchbad, durch Aufsprühen, durch Vernebeln zu einem Aerosol oder durch Aufdampfen vornimmt.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man überschüssige Entkeimungslösungen vor der Behandlung mit Wasserstoffperoxidlösung und/oder überschüssige Wasserstoffperoxidlösung nach ihrer Reaktion mit der Entkeimungslösung von dem Verpackungsmaterial abquetscht.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Verpak-kungsmaterial aus Kunststoff besteht oder mit Kunststoff beschichtet ist.