CN101233050A - 用于消毒包装件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在对包装件(1)进行后续的填充和密封之前在填充机中供应气体或气体混合物到该部分成形的包装件内部的方法。该方法包括：所述气体或气体混合物以至少一个流通过该包装件(1)内的开口供应给该包装件(1)，进行该供应使得至少一个流流入包装件(1)到达该包装件(1)的内部区域，然后通过该开口返回；以及在该开口外部的限定空间内，暂时接住来自该包装件(1)的该返回流；以及以这样的方式引导该返回流从该空间流出，即形成沿该包装件(1)的外部包装表面的大体上垂直的流。本发明还涉及一种设备。

Description

用于消毒包装件的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于消毒至少部分成形的包装件的方法和设备，该部分成形的包装件为填充机中的待填充包装件。以下披露中，使用术语“无菌的(sterile)”来表明该包装件在消毒之后达到的商业上指定无菌的消毒水平。

更确切地，本发明涉及在填充这些包装件之前处理它们的方法，包括在后续的无菌填充之前于填充机中消毒这些包装件。该包装件具有开口端和闭合端。根据本发明的方法，在填充这样的包装件之前从包装件的开口端初始供应热空气。实施这一步是为了加热这些包装件，目的在于，在后面的消毒阶段中，防止供应的消毒气体在这个阶段期间在该包装件的壁上凝结。实现该方法的另一种方式是一旦该包装件已被通以消毒气体，则供应无菌的调节(tempered)空气。此处的目的是排走先前供应的消毒气体。更具体地，本发明涉及向该包装件的开口端供应或从该包装件开口端去除可选气体以及消毒气体的方法。

本发明进一步涉及包括在更大的背景中的设备，用于实现在所述填充机中的包装件的气体消毒，其中该更大的背景一方面包括加热区，用于将该包装件内的材料加热至约70℃，另一方面，包括消毒区或其组合，并进一步包括通风区。消毒剂最好在整个消毒阶段保持为气体形式，并且最好最大程度地再利用。对这一类可参考的用于生产和消毒包装件的设备和方法的一种类型的详细描述，参见已公布的国际申请WO 2004/054883。

背景技术

在所述类型的填充机中，有一种先前使用的方法需要在气体消毒阶段，结合包装件的开口端向中心供应消毒气体。供应到包装件的气体或气体混合物朝向该包装件的内部区域向下流动，由此一旦该气体或气体混合物到达该包装件的内部末端，便返回到该开口。当前并不注意该返回流。返回流包括消毒的气体或气体混合物，其在周围的室中不受控制地蔓延，并可能导致非消毒气体流干扰设置于该填充机中下游的无菌空气流屏障，需要该流动屏障是为了不危及到在该消毒区内所获得的无菌水平。

当涉及再利用该气体的可能性时，不受控制的返回流也是棘手的。这一点在处理消毒气体时尤为重要。如果可获得更多可控制的返回流，就可将无菌室内该消毒气体的不期望的蔓延限制到较以前更大的程度，这样将可更容易地再利用该气体。

进一步地，对于填充操作，如果该包装件的外部也可被消毒，那么将是有利的。这可最小化再污染的风险，因为它将确保周围的流体被引离包装件的开口，而非朝向该开口。否则将存在虽然小，但却切实的风险：即微生物体将会以不受控的方式，重新污染该包装件内部的经消毒表面。

发明内容

本发明的一个目的是披露一种在执行后续的填充和密封之前，供应气体或气体混合物到部分成形的包装件的内部的方法，用于执行对待填充包装件的内部和至少外部的一部分的气体消毒处理。更具体地，本发明的一个目的是提出了一种有效阻止包装件表面再污染的方法。本发明的再一个目的是实现了一种方法，该方法有助于所供应消毒气体的相当高程度的再利用。

这些目的通过一种方法实现，该方法包括以至少一个流，通过该包装件内的开口向该包装件供应所述气体或气体混合物，进行该供应，使该至少一个流流入包装件到该包装件的内部区域，然后通过该开口返回，以及在该开口外部的限定空间内，暂时接住来自该包装件的返回流，以及以形成大体上沿该包装件的外部包装表面垂直流的方式，引导该返回流从该空间流出。以这种方式，该包装件的外部的一部分也利用该气体或气体混合物处理。另外，该气流的可控制的引导增加了再利用该气体的可能性，并且它最小化了该包装件内部表面再污染的风险。

根据本发明的方法的第一实施方式包括以限定为相对于该包装件放射状地朝外和朝内的流供应该供应气体，该流动相对于该包装件的几何主轴线成一定角度，从而当由该包装件的内壁限定时，该流以及在该包装件中央区域的返回流被正向(positively)控制用于形成螺旋状的涡流，在形成为中央返回通道的空间内暂时接住所述中央返回流，以及通过通道引导该返回流从该空间流出，在该通道内该返回流旋转约180℃，被正向分开并被进一步引导为沿该包装件的外周表面的垂直流。这样，与现有技术相比可使用相当低的供应气体或气体混合物的气体质量流。因为气体质量流减少，所以与现有的技术方案相比该减少的气体质量流有效防止了该包装件表面的再污染。并且，通过降低的气体质量流，可较先前更大程度地抑制在无菌室内的消毒气体的不期望的蔓延。另外，通过降低气体质量流，可提高该处理总的经济性，并且它为再利用该气体提供了相当高的可能性。当处理消毒气体时这一点尤其重要。

该方法固有的一个额外的优点是，除了消毒阶段之外，它还可应用于加热阶段以及通风阶段中。因此这会获得改进的加热效果，同时进一步促进了无菌空气流动屏障的维持。

根据本发明的方法的其它实施方式在从属权利要求2-3和5-9中描述。

本发明还涉及一种用于执行该方法的设备。该设备包括用于通过该包装件的开口，以至少一个流供应气体或气体混合物到该包装件内的供应装置，该供应装置适于供应至少一个流进入并到达该包装件的内部区域，然后该流通过该开口返回，以及限定的空间，该限定的空间适于设置于该开口的外部，以用于暂时接住来自该包装件的返回流，以及引导装置，该引导装置用于以形成大体上沿该包装件的外部包装表面垂直流的方式，引导该返回流从该空间流出。

该装置的实施方式在从属权利要求11-16中被描述。

附图说明

以下将结合在附图中示出的两个实施方式，更详细地描述本发明，在这些图中：

图1是根据本发明的设备的第一个实施方式的横截面示意图，作为该发明的功能的清楚的说明；

图2是根据本发明的实际设备的第一个实施方式的立体图；

图3是上述相同设备的立体分解图；

图4是沿图3中IV-IV的穿过所讨论的设备的横截面示意图，带有一个设在下面的打算消毒的包装件；以及

图5是根据本发明的设备的第二个实施方式的横截面示意图。

具体实施方式

图1所说明的横截面示意图示出了根据第一个实施方式的本发明的功能。位于完全相同的包装件序列中并在该情况下具有打开的底部的包装件1沿传送带行进，以用于在机器方向(MD)上每次例如四个包装件1的逐渐标引。包装件经过的那些阶段是，一方面，通入加热至约150℃的空气以加热到约70℃的阶段，以及用于对该包装件进行消毒的阶段，在该阶段中向包装件通入气态的过氧化氢或其它消毒气体，以及最后的用于通过通入无菌气体对该包装件进行通风的阶段。当经过这些阶段后，随即进行填充，然后对各个包装件1进行密封。无论在根据本发明的设备3供应通道2(如图1所示)中所供应的是热空气、消毒气体或无菌的通风空气，可以确定的是：流，其导致通道2在它们的下端以相对于两个对称平面形成小于8°的角的方式转变一定角度，所述对称平面的对称轴线作为公用线(common line)以直角与该包装件的开口相交，从而被稍微向外围地并且稍微朝向该包装件的中心引导，将最想得到的螺旋状螺流形态传递给在包装件中转变角度向下的气体流。另外，为使供应的气体在向下直到包装件1“底部”的最不容易进入的角落中，达到最佳可能的流动分布，如实验表明的，供应通道2的数量应当适合包装件的体积，或者适合与该包装件的开口端相关联的周长。在此处说明的实施方式中，该设备包括10个均一地沿所述设备3的上部区域分布的通道2。值得再次指出的是，利用水作为试验媒介的实验表明，经过这个结构中用于气体的通道2而输入的媒介将在包装件1中以相当中央的流向上流出包装件，以便在包装件的上部区域4能够流入中央返回通道5形式的空间内。从流动的观点看，返回通道5设计为到该返回通道的输入流将遇到最小可能的反向压力。以与中央通道5相通的分流通道7形式的引导装置偏转返回通道5内的流。形成该通道，从而迫使该流180°改变方向，并且之后也被引导经过包装件1的外部以改进对包装件1的消毒，并且在该情况下，依赖于供应气体的量，实现改进的加热或者能够更好地保证包装件1上的无菌区域的期望的效果。

图2示出了一种供气组件8，其包括根据本发明的第一个实施方式的设备3，该设备3处于与组件8集成的组合状态。组件8具有入口室9，该入口室9带有中央气体入口连接部10和用于固定该组件到填充机(图未示)的平板11。结合图2，图3是组件8的立体分解示意图。由此，设备3此处也是以立体状态示出，所以设备3的各种部件，尤其是供应通道2和偏转气体质量流的引导通道7清晰可见。在所说明的实施方式中，通道2的数目为十个的事实完全由环境条件决定，并且由迄今所得的实验结果，该数目看起来依赖于直径，以用于获得最佳的流动形态。类似地，图3示出了圆柱形的导体套12，与组件8成组合状态，用来环绕设备3的外周表面。

图4以中央横截面示出组件8，处在与组件8在生产运行中可能具有的位置一致的位置。为了尽可能与图1比较，该图示出了对应于图1中以基本轮廓说明的假想的流动形态。

以下简要描述该设备的基本操作。在中央流入连接部10持续地进行期望类型气体的供应(热空气、消毒气体或无菌空气，或者它们的组合)。因为该供应气体首先填充流入室9，该经过通道2输送入包装件1的流能够保持均一和恒定的压力，这必须认为是用于实现组件8功能的前提以保持持续的气体质量流动。通道2以上述方式倾斜(相对于两个相互垂直的对称平面小于8°)，从而产生沿该包装件内部周缘的螺旋状气体质量流。当气体质量流到达包装件1的底部15时，由于在包装件中央的较低的气体压力，该气体质量流会在该部分会尽量离开该包装件。从而，流出该包装件的供应气体的返回流也以可控的方式发生。当该返回流到达包装件的开口时，它被收纳入返回通道5中。在该返回通道的上部区域，返回流偏转约180°，从而经过包装件1的外部周缘引出。由此，沿包装件1的圆周表面产生向下引导的流层，当气体由消毒气体组成时，该流动层消毒该表面，并主要地防止再污染。如作为介绍所提及的，因为根据本发明的气体质量流的速度仅是以前应用速度的几分之一，所以该返回流作为边界层流被沿该包装件的外部向下引导。由此，在处理室中的向下引导的流将不再对发生在包装件以下的界面区域的涡流构成潜在风险，由于该原因，得益于组件8，无菌室内的气体能够更好地利用，并且能够以较简单的方式接住和再使用。进一步地，按照现有技术的后续填充阶段中包装件被再污染的潜在风险可被消除，因为不再有恒定无菌空气流被消毒阶段的气体质量流干扰的风险。

图5示出了本发明第二个实施方式和包装件1的简化的横截面示意图。在该实施方式中，以垂直流将气体或气体混合物供应入包装件1。优选地，以偏离包装件1中心一定距离的方式供应该流。该供应装置未在图中示出，而是用流动箭头F表示。例如，该供应装置可以是常规的喷嘴或其它类型的供应喷嘴。

该返回流，其在此情况下并不包括明确的位于中心的流，而是不对称的，该返回流在由杯状装置16限定的空间内被暂时接住。该装置16的上部，中间部可包括该供应装置或者构成该供应装置。该装置16还包括套18。返回流会在该杯状装置的最靠近中心的位置或在中心位置，撞击其内部。该流将继续首先沿装置16的内部顶表面向外，然后沿以套18的内部包装表面形式的引导装置。引导装置18使该返回流形成大体上沿包装件1的外部包装表面垂直的流。在当前的优选的例子中示出的，该杯状装置16为圆型并且其直径大于包装件1在开口附近的直径。利用这种方式，形成从套18的内部并沿包装件1的外部向下流动的直接通道。优选地，在沿包装件1中心轴的方向上，杯状装置16和包装件1之间也具有一定距离。

该第二实施方式可优选地用于加热阶段，但也可用于消毒阶段及通风阶段。

尽管本发明已经结合优选的实施方式进行了描述，但应当理解，在不背离由所附权利要求限定的本发明的目的和范围的前提下，可进行多种修正和改变。

Claims (16)

1.一种在填充机的设备中，在对包装件(1)进行后续的填充和密封之前，供应气体或气体混合物到部分成形的所述包装件内部的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述气体或气体混合物以至少一个流通过所述包装件(1)的开口供应给所述包装件(1)，进行该供应使得所述至少一个流流入所述包装件(1)到达所述包装件(1)的内部区域，然后通过所述开口返回，以及

在所述开口外部的限定空间内，暂时接住来自所述包装件(1)的返回流，以及

以这样的方式引导所述返回流从所述空间流出，即形成沿所述包装件(1)的外部包装表面的大体上垂直的流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述每个包装件(1)的开口端逐渐地向所述包装件的内部初始地提供热空气流，之后提供消毒剂气体流，以及最后提供无菌的空气流。

3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述气体消毒剂在机器方向(MD)上逐渐地与初始提供的所述热空气流相混合。

4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

以限定为相对于所述包装件(1)放射状地朝外或朝内的流来供应所述供应的气体，所述流相对于所述包装件(1)的几何主轴线(H)转变一定角度，从而当由所述包装件(1)的内壁限定时，所述流和在所述包装件(1)中央部分的返回流被正向控制，以形成螺旋状的涡流，

在形成为中央返回通道(5)的空间内，暂时接住所述中央返回流，以及

通过通道(7)引导所述返回流从所述空间流出，在所述通道(7)内所述返回流旋转约180°，所述返回流被正向分开并被进一步引导为沿所述包装件(1)的外周表面的垂直流。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：通过每个敞开的包装件的两个或多个通道(2)来提供该流。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通道(2)被转动一定的角度使得流动方向落于两个对称的平面之外，所述对称的平面具有对称轴线(H)，所述对称轴线(H)作为公用线以直角与所述包装件的开口相交，即，所述通道在第一方向上稍微向外围以及在第二方向上朝向所述包装件的中心转动角度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通道(2)在各方向上转变小于或等于8°的角度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该气体质量流随时间持续维持。

9.根据权利要求1所述的方法，包括

以至少一个垂直流向所述包装件(1)供应所述气体或气体混合物，以及

在由杯状装置(16)限定的空间内，暂时接住来自所述包装件(1)的所述返回流，以及

沿所述杯状装置(16)的套(18)的内部包装表面引导所述返回流从所述杯状装置(16)流出，以形成沿所述包装件(1)的外部包装表面的大体上垂直的流。

10.一种在填充机中的设备，用于在对包装件(1)进行后续填充和密封之前，与包装件(1)的开口相结合供应气体或气体混合物到所述包装件(1)内部，其特征在于，所述设备包括

用于通过所述包装件(1)的开口，以至少一个流供应所述气体或气体混合物到所述包装件(1)的供应装置，所述供应装置适于供应所述至少一个流到所述包装件(1)的内部区域，然后所述流通过所述开口返回，以及

限定空间，其适于设置在所述开口的外部，以用于暂时接住来自所述包装件(1)的所述返回流，以及

引导装置(7；18)，其用于以形成大体上沿所述包装件(1)的外部包装表面垂直流的方式，引导所述返回流从所述空间流出。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，

所述供应装置包括至少一个用于气体的供应通道(2)，所述供应通道(2)的出口相对于至少一个包含所述包装件几何主轴线(H)的平面转变一定角度，所述几何主轴线(H)与主轴包装件的开口相交，

所述空间形成为与所述引导装置相连通的中央返回通道(5)，以及

所述引导装置为通道(7)的形式，用于将所述返回流转变180°，将该返回流正向地分开，并进一步将它引导为沿所述包装件(1)外周表面的垂直流。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，将用于供入气体的供应通道(2)转变角度，从而流动方向落在与任何对称平面平行的平面之外，所述对称平面具有对称轴线(H)，所述对称轴线(H)作为公用线与所述包装件的开口相交，并由此在第一方向稍微向外围地和在第二方向上稍微朝向所述包装件(1)的中心引导所述供应通道(2)。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述通道(2)的角度转变在各方向上小于或等于8°。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述通道(2)以及所述返回通道(5)被设计为，所述气体质量流的向下引导的部分在没有包装件(1)时对于垂直的单向流的形成是自约束的。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的下部在结构上与将要被消毒的包装件的结构相适应。

16.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，

用于供应所述气体或气体混合物的所述供应装置设置为形成至少一个进入所述包装件(1)的垂直流，

用于暂时接住所述返回流的空间由杯状装置(16)限定，以及

所述引导装置包括所述杯状装置(16)的套(18)的内部包装表面，所述内部包装表面设置为将所述返回流形成为沿所述包装件(1)的外部包装表面的大体上垂直的流。

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