CH660162A5

CH660162A5 - Vorrichtung zur sterilisierung von pappbehaeltern und verfahren zum betrieb einer solchen vorrichtung.

Info

Publication number: CH660162A5
Application number: CH1959/83A
Authority: CH
Inventors: Richard L Joosten; George A Jun Davis
Original assignee: Ex Cell O Corp
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1987-03-31
Also published as: FI831284L; PT76538B; US4506491A; EP0092053B1; ES521442A0; EP0092053A3; JPH0321414B2; ES8406883A1; DK154547B; DK154547C; AU560320B2; JPS58203823A; NO155689B; SE8302083D0; PT76538A; DK163483A; DE3372463D1; EP0092053A2; FI73641B; AU1310083A

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Sterilisierung von Pappbehältern vor ihrer Füllung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung in Verbindung mit Form-, Füll- und Versiegelungseinrichtungen.

Vom Standpunkt der Marktwirtschaft aus ist es wünschenswert, die Lager- und Standzeit verschiedener Nahrungsmittelprodukte zu erhöhen. Dies erreicht man durch die Anwendung verschiedener Sterilisiationsverfahren. Bisher erfolgte die Sterilisation von mit thermoplastischen Kunststoffen beschichteten und Flüssigkeit enthaltenden Pappbehältern üblicherweise auf der Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine an einer Stelle zwischen der Stelle, wo die mit einem geschlossenen Boden versehenen Behälter von einem schrittweise verstellbaren Dorn abgezogen werden, und einer in Förderrichtung dahinter liegenden Stelle, wo der Behälter mit Flüssigkeit, wie Milch oder Fruchtsaft, gefüllt wird. Eine solche Anordnung ist in der US-PS 3 566 575 beschrieben.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Sterilisationsvorrichtung und Betriebsmethode hierfür, welche hoch wirksam sind und den existierenden Form-, Füll-und Versiegelungsmaschinen angepasst werden können.

Hierzu ist eine Sterilisierungsvorrichtung für Pappbehälter der vorstehend erwähnten Art erfindungsgemäss gekennzeichnet durch wenigstens einen Dorn zur vorübergehenden Aufnahme eines rohrförmigen Behälterrohlings, durch einen Längskanal in diesem Dorn und eine Quelle für einen Sterilisierungsmittelnebel sowie durch Leitungen zur Leitung dieses Sterilisierungsmittelnebels von dieser Quelle zu dem Kanal.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt eine solche Vorrichtung ein schrittweise verdrehbares Verteilergehäuse mit einem aufmontierten Deckel und einer Mehrzahl in gleichmässigem Abstand und radial an dem Verteilergehäuse angeordneten Dornen zur vorübergehenden Aufnahme von nacheinander auf jeden dieser Dorne aufschiebbaren Behälterrohlingen und Einrichtungen zur Versiegelung des äusseren Endes jedes dieser Behälterrohlinge, ferner wenigstens einen in Längsrichtung durch jeden dieser Dorne verlaufenden Kanal, eine Mehrzahl von Kammern in dem Verteilergehäuse und eine Mehrzahl von Öffnungen in der Wand des Verteilergehäuses als Verbindung zwischen den jeweiligen Kammern und Kanälen, weiterhin eine Mehrzahl von Öffnungen in dem Verteilergehäusedeckel in Höhe der jeweiligen Kammern, eine feste Platte auf diesem Deckel mit nur einer einzigen Öffnung, einen Erzeuger zur Erzeugung eines kontinuierlichen Sterilisierungsmittelnebels und eine Leitung zwischen diesem Erzeuger und der einzigen Öffnung in der festen Platte zur Leitung des Sterilisierungsmittelnebels von dem Erzeuger zu der einzigen Öffnung und von da zu den jeweiligen Kammern und Kanälen, wobei jeder Dorn in eine Lage neben dieser einzigen Öffnung bringbar ist, um die Innenseiten des Behälters zu sterilisieren, sowie Einrichtungen zum Abstreifen der Behälter von den jeweiligen Dornen in dieser Lage.

Das Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung zur Sterilisierung eines Pappbehälters ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch gekennzeichnet, dass a) ein rohrförmiger, einseitig offener Behälter auf einen Dorn mit einem längs durchlaufenden Kanal aufgeschoben,

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b) ein Sterilisierungsmittel im Nebelzustand in den Längskanal des Domes eingeführt,

c) der Behälter von dem Dorn unter gleichzeitiger Ausbildung eines Unterdrucks innerhalb des Behälters zur Verbesserung der Benetzung der Behälterinnenflächen mit dem Sterilisierungsmittel abgezogen und d) der sterilisierte Behälter dann zur Faltung seiner oberen Öffnung, Füllung, Erhitzung und Versiegelung transportiert wird.

In Verbindung mit Form-, Füll- und Versiegelungseinrichtungen kann dieses Betriebsverfahren so ausgeführt werden, dass a) rohrförmige, an beiden Enden offene Behälterrohlinge nacheinander an einer ersten Stelle auf jeden Dorn aufgeschoben werden, worauf b) das äussere Ende jedes Behälters an einer zweiten Stelle erhitzt,

c) dieses erhitzte Behälterende an einer dritten Stelle versiegelt,

d) ein Sterilisierungsmittel im Nebelzustand in das innere Ende des Kanals durch jeden Dorn an einer vierten Stelle eingeführt,

e) der Behälter an dieser vierten Stelle unter gleichzeitiger Ausbildung eines Unterdruckes innerhalb des Behälters zur Verbesserung der Benetzung der Behälterinnenflächen mit dem Sterilisierungsmittel von dem Dorn abgezogen, dann

0 der sterilisierte Behälter zu einer Füllstation und g) der gefüllte Behälter zu einer Erhitzungsstation zur Erhitzung seiner oberen Öffnung, hierauf h) der gefüllte und erhitzte Behälter zu einer Versiegelungsstation zur Versiegelung seines Oberteiles transportiert und schliesslich i) der verschlossene Behälter weggeführt wird.

In den beigefügten Zeichnungen zeigt Figur 1 in einer schematischen Perspektivansicht die einzelnen Schritte zur Ausführung des Verfahrens der Formung, Sterilisierung, Füllung und Versiegelung des Behälters, wenn dieser durch die Verpackungsmaschine geht.

Figur 2A ist die Darstellung eines flachen, seitlich gesäumten Behälterrohlings, wie er in das Magazin einer Verpackungsmaschine eingebracht wird.

Figur 2B ist eine perspektivische Ansicht des Behälterrohlings nach Figur 2A in einer beiderseits offenen Rohrform, wie er auf einen Dorn an der Stelle A in Figur 1 aufgeschoben wird.

Figur 2C ist eine perspektivische Ansicht des Behälters, nachdem die Bodenverschlussfelder an der Stelle D in Figur 1 versiegelt worden sind.

Figur 2D ist die perspektivische Ansicht eines gefüllten und versiegelten Behälters, nachdem er die Auswerfstelle L der Maschine passiert hat.

Figur 3 ist eine vergrösserte, teilweise gebrochene Frontansicht der Bodenform- und -Versiegelungseinrichtung nach der Erfindung und

Figur 4 ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt eines Teiles der in Figur 3 dargestellten Einrichtung.

Im einzelnen zeigt die Figur 1 eine schrittweise verdrehbare Dornanordnung 10 auf einer Antriebswelle 12 mit sechs in gleichmässigem Abstand voneinander angeordneten Dornen 14, die sich radial von einem mittleren Verteilergehäuse 16 erstrecken. Üblicherweise wird ein mit thermoplastischen Kunststoffen überzogener Pappbehälterrohling 18 von einem nicht dargestellten Magazin entnommen, in eine Rohrform mit quadratischem Querschnitt aufgefaltet und auf einen Dorn 14 an einer Beladestation A aufgeschoben, die sich in der 4-Uhr-Stellung befindet, wie Figur 1 zeigt. Die radför-mige Einrichtung 10 dreht danach in eine Bodenvorfaltstelle B in der 2-Uhr-Stellung weiter, bevor sie an eine Bodenerhitzungsstelle C in der 12-Uhr-Stellung gelangt. Die nächste Stelle ist die Bodenfalt- und -drucksteile D in der 10-Uhr-Stellung, gefolgt von einer zweiten Druckstelle E in 8-Uhr-Stellung und schliesslich eine kombinierte Stérilisations- und Auswerf- oder Abzugsstelle F in der 6-Uhr-Stellung. Das Abziehen des jetzt mit einem versiegelten Boden versehenen Behälters, welcher als Behälter 20 bezeichnet wird, erfolgt mittels einer mechanischen Abzugseinrichtung 22 mit einer Gummi-Unterdruckkappe 24 zum Ansatz an den geschlossenen und versiegelten Boden des Behälters 20.

Nachdem die Versiegelung des Bodenverschlusses erfolgt ist, wird der Behälter 20 im allgemeinen nach unten von einer mechanischen Abzugseinrichtung von dem Dorn 14 an der Stelle F abgezogen und auf ein Transportband abgelegt, wie es bei 25 in Figur 1 dargestellt ist. Wie vorstehend erwähnt, werden die inneren Behälterflächen während dieser Abwärtsbewegung sterilisiert. Der Behälter 20 gelangt dann an eine Verschlussvorfaltstelle G, wobei die Vorfaltung zur Erleichterung der nachfolgenden Faltung und Versiegelung des oberen Verschlusses dient. Der Behälter 20 wird dann zu einer Füllstation H transportiert, wo das Produkt, wie Milch oder Fruchtsaft, in das offene Ende des Behälters eingefüllt wird. Der Behälter 20 gelangt dann zu einer Teilfalt- oder Vorfaltstation I, bevor er zu einer Heizstation J weitertransportiert wird. In dieser Heizstation J erfolgt eine Erhitzung der mit thermoplastischen Kunststoffen beschichteten oberen Verschlussfelder vor einem Weitertransport zu einer Versiegelungsstation K, wo die oberen Verschlussfelder unter Druck- und Kühlwirkung zusammengedrückt werden, um eine dichte Versiegelung in dem oberen dachförmigen Verschluss des Behälters 27 zu erreichen, bevor dieser zu einer Auswerfstation L weggeführt wird.

Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, besitzt das mittlere Gehäuse 16 eine Nabe 26, die auf einer Welle 12 sitzt und eine zylindrische Kammer 28 aufweist. Ein Deckel 30 mit sechs in gleichmässigem Abstand verteilten Öffnungen 32 ist mittels Schrauben 34 auf dem offenen Ende der Kammer 28 verschraubt. Eine Platte 36 wird gegen die Fläche des Deckels 30 mittels Befestigungseinrichtungen 38 gehalten, die in einer mittleren Buchse 40 sitzen. Diese Buchse 40 sitzt ihrerseits verschiebbar in einer Mittelöffnung 42 in dem Deckel 30. Eine Kammer 44 ist nahe dem radial inneren Ende jedes Domes 14 vorgesehen und steht in Verbindung mit den sechs Öffnungen 32 in dem Deckel 30. Sechs in gleichmässigem Abstand angeordnete Radialöffnungen 46 sind in der Umfangswand der Nabe 26 vorgesehen und dienen als Verbindung zwischen jeder Kammer 44 und einem Kanal 48, welcher sich axial durch jeden der Dorne 14 erstreckt. Dieser Kanal 48 ersetzt nicht dargestellte äussere Vertiefungen, welche üblicherweise an dem Dorn 14 vorgesehen sind, um Luft in die Packung eintreten zu lassen und einen zu hohen Unterdruck hierin zu vermeiden, welcher das Abstreifen des Behälters von dem Dorn behindert.

Eine einzige Öffnungen 50 ist in der festen Platte 36 vorgesehen zur Verbindung mit jeder der Nabenwandöffnungen 46, wenn das Verteilergehäuse 16 in der 6-Uhr-Stellung steht. Ein Rohr oder eine Leitung 52 sitzt mit einem Ende an der Platte 36 um die Öffnung 50. Das andere Ende dieser Leitung 52 sitzt an einem Nebelerzeuger 54. Dieser kann irgendein Erzeuger sein, welcher kontinuierlich einen Chlor-dioxid- oder Wasserstoffperoxidnebel mit einem niedrigen Druck von beispielsweise 0,993 bis 0,065 atm (0,1 bis 0,5 psi) in der Leitung 52 erzeugen kann.

Im Betrieb wird jeder am Boden versiegelte Behälter 20 auf seinem jeweiligen Dorn 14 in die 6-Uhr-Stellung gebracht, wo er automatisch einem Nebel ausgesetzt wird, der von dem Erzeuger 54 über die Leitung 52, die Öffnung 50, eine der Öffnungen 32, die benachbarte Kammer 44 und die

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Öffnung 46 sowie nach unten durch den Kanal 48 des Dor-nes 14 zugeführt wird, auf welchem sich der Behälter 20 gerade befindet.

Wenn der Behälter 20 von dem Dorn 14 mit hoher Geschwindigkeit durch die Unterdruckkappe 24 der Abzugseinrichtung 22 abgezogen wird, bildet sich ein Unterdruck innerhalb des Behälters aus und fördert dadurch den Strom des Sterilisierungsmittelnebels innerhalb des Behälters und verteilt damit diesen Nebel über die gesamte Innenfläche des Behälters ohne Überlagerungen. Mit anderen Worten: Es ist nicht notwendig, athmosphärische Luft aus dem Innern der Verpackung zu entfernen, wie es der Fall bei anderen bekannten Sterilisationsverfahren ist. Wenn Luft vorhanden ist, verdünnt sie höchstens etwas das vernebelte Sterilisationsmittel, wenn dieses in dem Behälter eintritt.

In dem Fall, wo Wasserstoffperoxid als Sterilisiations-mittel verwendet wird, ist es erforderlich, eine nicht dargestellte Trocken- oder Heizeinheit zwischen den Stationen G und H vorzusehen, welche dazu dient, die Wasserstoffperoxidreste aus dem Innern des Behälters zu entfernen, bevor der Behälter mit dem gewünschten Produkt gefüllt wird.

Die erfindungsgemässe Sterilisiervorrichtung bietet eine verbesserte Möglichkeit zur Sterilisierung von am Boden versiegelten Behältern in einer Weise, dass keine zusätzlichen Bearbeitungsstationen längs des Form-, Füll- und Versiegelungsweges der Maschine vorgesehen zu werden brauchen, um den Sterilisiervorgang auszuführen.

Es ergibt sich auch weiter, dass eine derartige Sterilisiervorrichtung den Chlordioxid- oder Wasserstoffperoxid-Nebel auch durch den nicht dargestellten Bereich der Maschine verteilt, in welchem sich die drehbare Dornanordnung 10 befindet, nachdem der Behälter 20 von einem Dorn 14 abgezogen ist und während der Dorn von der 6-Uhr-Stellung F zu der 4-Uhr-Stellung A weiterdreht, um einen anderen rohrförmigen Behälterrohling 18 aus einem nicht dargestellten Magazin aufzunehmen. Diese Ausbildung dient auf diese Weise zu einer kontinuierlichen Sterilisierung der vollständigen Dornanordnung 10 in jedem Fall, wenn diese in Betrieb ist.

Es ergibt sich ferner, dass anstelle der Kanäle in Längsrichtung durch die Mitte jedes Domes auch Schlitze oder Nuten auf der ganzen Länge an gegenüberliegenden Seiten des Domes vorgesehen werden können, die mit einer geeigneten dünnen Platte abgedeckt sind, um Durchgänge für den Sterilisierungsmittelnebel von der jeweiligen Nabenkammer 44 in das Innere der Behälter zu bilden.

Die Sterilisierungsvorrichtung und das Verfahren sind auf jede andere Dornanordnung anwendbar, d.h. ob diese nun in vertikaler Ebene dreht, wie es vorstehend beschrieben ist, oder ob diese in horizontaler Ebene dreht. Auch sind sie bei Ausführungen anwendbar, ob diese nun in einer schrittweise weiterdrehenden Tätigkeit oder kontinuierlich drehend arbeiten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Sterilisiervorrichtung für Pappbehälter, gekennzeichnet durch wenigstens einen Dorn (14) zur vorübergehenden Aufnahme eines rohrförmigen Behälterrohlings (18), durch einen Längskanal (48) in diesem Dorn und eine Quelle (54) für einen Sterilisierungsmittelnebel sowie durch Leitungen (52) zur Leitung dieses Sterilisierungsmittelnebels von dieser Quelle zur dem Kanal.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein schrittweise verdrehbares Verteilergehäuse (16) mit einem aufmontierten Deckel (30) und einer Mehrzahl in gleichmässigem Abstand und radial an dem Verteilergehäuse angeordneten Dornen (14) zur vorübergehenden Aufnahme von nacheinander auf jeden dieser Dorne aufschiebbaren Behälterrohlingen (18) und durch Einrichtungen zur Versiegelung des äusseren Endes jedes dieser Behälterrohlinge, durch wenigstens einen in Längsrichtung durch jeden dieser Dorne verlaufenden Kanal (48), durch eine Mehrzahl von Kammern (44) in dem Verteilergehäuse und einer Mehrzahl von Öffnungen (46) in der Wand des Verteilergehäuses als Verbindung zwischen den jeweiligen Kammern und Kanälen, durch eine Mehrzahl von Öffnungen in dem Verteilergehäusedeckel in Höhe der jeweiligen Kammern, durch eine feste Platte (36) auf diesem Deckel mit nur einer einzigen Öffnung (50), durch einen Erzeuger (54) zur Erzeugung eines kontinuierlichen Sterilisierungsmittelnebels, durch eine Leitung (52) zwischen diesem Erzeuger und der einzigen Öffnung in der festen Platte zur Leitung des Sterilisierungsmittelnebels von dem Erzeuger zu der einzigen Öffnung und von da zu den jeweiligen Kammern und Kanälen, wobei jeder Dorn in eine Lage neben dieser einzigen Öffnung bringbar ist, um die Innenseiten des Behälters zu sterilisieren, wowie durch Einrichtungen (22,24) zum Abstreifen der Behälter von den jeweiligen Dornen in dieser Lage.

3. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1 zur Sterilisierung eines Pappbehälters vor seiner Füllung mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein rohrförmiger, einseitig offener Behälter auf einen Dorn mit einem längs durchlaufenden Kanal aufgeschoben,

b) ein Sterilisierungsmittel im Nebelzustand in den Längskanal des Dornes eingeführt,

c) der Behälter von dem Dorn unter gleichzeitiger Ausbildung eines Unterdruckes innerhalb des Behälters zur Verbesserung der Benetzung der Behälterinnenflächen mit dem Sterilisierungsmittel abgezogen und d) der sterilisierte Behälter dann zur Faltung seiner Öffnung, Füllung, Erhitzung und Versiegelung transportiert wird.

4. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Patentanspruch 2, zur Sterilisierung von Pappbehältern vor ihrer Füllung mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass a) rohrförmige, an beiden Enden offene Behälterrohlinge nacheinander an einer ersten Stelle auf jeden Dorn aufgeschoben werden, worauf b) das äussere Ende jedes Behälters an einer zweiten Stelle erhitzt,

c) dieses erhitzte Behälterende an einer dritten Stelle versiegelt,

e) der Behälter an dieser vierten Stelle unter gleichzeitiger Ausbildung eines Unterdrucks innerhalb des Behälters zur Verbesserung der Benetzung der Behälterinnenflächen mit dem Sterilisierungsmittel von dem Dorn abgezogen, dann f) der sterilisierte Behälter zu einer Füllstation und g) der gefüllte Behälter zu einer Erhitzungsstation zur Erhitzung seiner oberen Öffnung, hierauf h) der gefüllte und erhitzte Behälter zu einer Versiegelungsstation zur Versiegelung seines Oberteiles transportiert und schliesslich i) der verschlossene Behälter weggeführt wird.