CN102372099B

CN102372099B - 容器灭菌设备

Info

Publication number: CN102372099B
Application number: CN201110194129.7A
Authority: CN
Inventors: 于尔根·泽尔纳; 迈克尔·达曼恩
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-07-12
Also published as: CN102372099A; EP2407182A1; DE102010027494A1

Abstract

用于包装装置和尤其是容器灭菌的设备(1)，该设备(1)具有蒸发器单元(2)，蒸发器单元(2)具有灭菌介质的供给装置(4)和气体介质的供给管路(6)，其中蒸发器单元将灭菌介质引入至气体介质中，另外，为了将灭菌混合物从灭菌介质和气体介质中移除，蒸发器单元(2)具有移除装置(82)；以及具有第一加压装置(12)，该第一加压装置(12)采用灭菌混合物作用于至少一个第一区域，其中第一加压装置(12)与蒸发器单元(2)流动连通。根据本发明，所述设备(1)具有第二加压装置(14)，第二加压装置(14)采用灭菌混合物作用于至少一个区别于第一区域的第二区域，其中，第二加压装置(14)也与蒸发器单元(2)流动连通。

Description

容器灭菌设备

技术领域

本发明涉及用于包装(packaging)装置和尤其是容器的灭菌设备。

背景技术

在饮料生产工业中，长期以来已知的是为特定目的在灌装前灭菌将灌装的容器。这一灭菌的其中一个可能性在于采用灭菌介质(比如尤其H₂O₂，但是可选择地采用过氧乙酸)作用于容器以及以这样的方式灭菌容器。尤其地，在冷的无菌灌装仪的情况中，通常将无菌产品灌注入之前已灭菌的容器中，然后采用已灭菌的封闭装置关闭这些容器。这种情况中，通常在一个机器单元中实施包装材料的灭菌和产品的灌注。经常将实施灭菌、灌注和关闭的全部空间称为隔离器。

在生产周期中，连续灭菌包装物质和容器自身。另外，但是，在生产开始时灭菌前述隔离器自身经常也是必要的。在现有技术中，这一表面消毒通常在隔离器中通过液体药剂得以实施，并且优选的为此使用过氧乙酸溶液。已经以确定的浓度应用这一溶液，并将其留下以发挥作用一段特定的时间(也称为接触时间)。然后用无菌水冲洗掉这一溶液。

另外，在申请人的内部的现有技术中，已经改用空气和蒸发的过氧化氢(H₂O₂)的气体混合物对隔离器表面消毒。但是，也可使用蒸发的过氧乙酸和H₂O₂作为灭菌介质。另外，使用臭氧和/或其他液体或气体灭菌媒介的处理也是可能的。

这种情况中，在已知的程序中，将液体灭菌介质喷射至热表面并在这一过程中蒸发。经过的空气体积流(air volume flow)吸收这一气体。将这一混合物供给至隔离器或另一方面，至处理单元，然后这一混合物分别灭菌隔离器或包装物质或容器。

为此，在不同情况下为每一类型的处理，也就是容器自身、封闭装置或甚至隔离器的处理，使用一个单独的蒸发器。由于例如隔离器的灭菌相比容器的灭菌需要大约十倍量的气体，这些蒸发器在它们的大小上大不相同。

从DE 3819419A1中已知用于计量设备，尤其用于包装材料灭菌设备的测量装置。这种情况中，为了能够这样实现灭菌介质的计量，提供具有排列的可移位的滑动控制(control slide)的计量外壳。

DE 102007039010A1描述了采用H₂O₂的灭菌包装装置的设备的计量和供给系统，以及具有这一类型的供给系统的设备。这种情况中，除了保持过氧化氢可利用的贮藏容器外，在贮藏容器和处理前端(treatment head)之间提供可控制的连接，这种情况下由至少一个环形管路形成可控制的连接，所述环形管路与贮藏容器一起形成过氧化氢的回路或流通，通过至少一个计量阀将处理前端附着于该环形管路。

从DE 68901685T2中已知采用液体消毒剂灭菌包装机器的方法。这种情况中，将消毒剂喷射至过热的气流中，因此在预设的一段时期内实现液体消毒剂的蒸发。在那之后，过热的气体混合物和蒸发的液体消毒剂传送通过热累积管道并与将灭菌的部件相接触。

发明内容

本发明的目的在于，尤其地在于，降低用于容器灭菌的这一类型的设备的生产成本。

通过独立权利要求的主旨实现这一目的。优选实施例和进一步的发展形成从属权利要求的主旨。

根据本发明的、用于包装装置和尤其是容器灭菌的设备具有蒸发器单元，所述蒸发器单元具有灭菌介质的供给装置和气体介质的供给管路。这种情况中，所述蒸发器单元将灭菌介质引入至气体介质中，另外，提供有移除装置以将灭菌混合物从具有气体介质的灭菌介质中移除。

另外，提供采用所述混合物作用于至少一个第一预设区域(尤其包装装置的和/或所述设备的部件的，比如例如用于支承容器的夹紧件)的第一加压装置(stressing device)，所述第一加压装置关于所述灭菌混合物与蒸发器单元流动连通(in flow communication)。

根据本发明，所述设备具有采用所述混合物作用于至少一个区别于所述第一区域的第二预设区域(尤其包装装置的和/或所述设备的部件的，比如例如用于支承容器的夹紧件)的第二加压装置，所述第二加压装置也与所述蒸发器单元流动连通。

因此根据本发明，提出应该提供仅仅一个蒸发器，通过所述蒸发器灭菌两个前述区域。所述蒸发器单元可以是蒸发灭菌介质和从所述灭菌介质以及气体介质产生前述灭菌混合物的任一装置。这样，这一蒸发器可以具有例如加热表面，在所述加热表面上，蒸发所述灭菌介质以便随后与流进的空气混合。但是，所述蒸发器也可设计成在其中引入加热的空气，并将灭菌介质喷射入加热空气中。但是，蒸发器也可采用其他的设计。

所述设备还具有控制装置是有益的，通过所述控制装置，能够彼此独立地控制所述灭菌混合物向所述第一加压装置的供给或进入所述第一区域或向所述第一区域的供给，以及所述灭菌混合物向所述第二加压装置的供给或进入所述第二区域或向所述第二区域的供给。独立的控制因此理解为意味着能够改变这一加压的至少一个参数特征，比如例如加入所述区域的所述灭菌混合物的量、所述灭菌混合物内所述灭菌介质的部分、所述灭菌混合物的温度等类似参数。

这样，例如，对两个或更多个作用的不同区域而言，独立控制所述灭菌媒介的温度或所述灭菌媒介的浓度是可能的。

优选的，使用过氧化氢(H₂O₂)作为所述灭菌介质。但是，使用其他物质，比如例如过氧乙酸也是可能的。

在进一步的优选实施例的情况中，所述设备具有将另一气体介质供给至所述蒸发器单元的下游的混合物的另一供给装置。这种情况中，建议这一另一供给装置，比如例如另一供给管路，应该能够将另一气体介质(比如例如无菌空气)引入至传送所述灭菌混合物至所述加压装置的供给管路。这样，在所述灭菌混合物中减少H₂O₂部分的浓度是可能的。相反地，但是，将所述灭菌混合物，例如无菌空气，引入至另一供给管路也是可能的。在进一步的优选设计的情况中，从一组区域中选择上述区域的至少一个区域，所述一组区域包含所述容器的内表面、所述容器的外表面、所述容器封闭装置的内或外表面、所述容器的开口区域、处理件的区域、所述设备的区域、无菌室或它们的结合。

由于用于一种液体灭菌介质的一个蒸发器是非常复杂的而且也是昂贵的，依照根据本发明的概念，对更复杂的仪器而言还减少蒸发器的数量。在理想的情况中，仅仅一个蒸发器对灭菌多个不同的区域而言是必要的是可能的。这样，与现有技术相比，省略至少两个这一类型的蒸发器是可能的。

在进一步的优选实施例的情况中，所述设备具有第一加热装置，所述第一加热装置加热将供给至所述蒸发器单元的气体介质。因此，例如，在将其供给至所述蒸发器之前，可加热供给的无菌空气。这样，可以加速蒸发过程。

所述设备具有加热所述混合物，即所述灭菌混合物的第二加热装置是有益的。这种情况中，能够控制至少一个加热装置和优选地两个加热装置是有益的。这样，同样可以影响所述灭菌混合物的温度。

在进一步的优选实施例的情况中，至少一个加热装置是热交换器。这种情况中，为了加热无菌空气或甚至所述灭菌混合物，可以采用蒸汽或另一介质运行这一热交换器。

在进一步的优选实施例的情况中，为了蒸发所述灭菌介质，所述蒸发器单元具有能够由可流动的介质加热的加热装置。这样，例如，为了以这样的方式加热它，所述加热装置可以供给有蒸汽。但是，其他用于加热的媒介，比如例如油或热空气，也是可能的。

在进一步的优选实施例的情况中，能够调节的阀排列在所述蒸发器单元和至少一个加压装置之间的至少一个连接管路中。通过这一能够调节的阀，可以适应性调节所述单个灭菌混合物的浓度比率。

另外，所述设备具有至少一个传感器装置是有益的，所述传感器装置测定所述灭菌混合物中所述灭菌介质的比例。提供多个这一类型的传感器装置是有益的，这种情况下，这些传感器装置的数量至少对应于作用的所述区域的数量是特别有益的。另外，所述传感器装置也可以是温度测量仪器。

在进一步的优选实施例的情况中，所述设备具有无菌室，在所述无菌室内处理所述容器。采用这一申请，在无菌条件下实施容器的产品灌装也是有益的。

在进一步的优选实施例的情况中，所述设备具有传送所述容器的传送装置。尤其地，提供传送所述容器至少局部地通过前述无菌室的传送装置。这种情况中，在所述容器灭菌的过程中，传送发生至少一段时期(at least for a time)是有益的。

本发明还涉及处理容器的方法，在所述方法中，采用灭菌混合物作用于用于灭菌的容器，在所述蒸发器单元中产生所述灭菌混合物，为了在蒸发器单元产生所述灭菌混合物，将灭菌介质和气体介质供给至所述蒸发器单元，并且从所述蒸发器单元移除产生的灭菌混合物。根据本发明，从所述蒸发器单元移除的灭菌混合物供给至至少两个不同的、将灭菌的区域。这种情况中，这些区域的其中一个可以是所述容器或所述容器的构件(component part)的区域，第二区域可以是例如上述处理件或所述隔离器。

由于根据本发明的程序，减少复杂的部件，比如例如蒸发器和与其连接的监控装置是可能的。这样，可以实现总体上成本的减少以及工艺过程的简化。另外，在很多仪器中极少量的液体灭菌媒介是必需的。可以采用单个蒸发器足够精确地计量这些极少的数量，只是较为困难。凭借优选的排列，在一个蒸发器中蒸发全部量的灭菌媒介，以及这一数量常常在对测量相对简单的范围之内是可能的。由于蒸发器数量的减少，降低维护和检查任务的成本也是可能的。另外，由于所述蒸发器单元的数量的减少，在阀节点中节省空间也是可能的，因此所述仪器总体上需要较少的安装区域。

可以电或蒸汽加热所述蒸发器单元。由于蒸汽连接的实现经常是不经济的，经常电加热小的蒸发器单元。但是，与蒸汽操作的蒸发器单元相比，电操作的蒸发器单元具有值得考虑的缺点。由于前述小蒸发器单元减少至“大”蒸发器，在经济基础上，通过蒸汽的加热是可取的。

附图说明

从附图中可能看出进一步的优选设计。附图中，

图1是根据本发明的设备的示意图。

标号清单

1设备

2蒸发器单元

3灭菌媒介的存储器

4供给存储器

5加热蒸汽的存储器

6蒸发器单元2的加热装置

7无菌空气的存储器

9温度测量装置

10瓶子、容器

11阀

12、14、16、18加压装置

14a管路

15、23传感器装置

16a管路

22供给管路

30隔离器

25、32、34阀装置

42、44管路

43分配点

45、36、38、52调节阀

48管路部分

53、39流量计

46、62、64加热装置

67、69传感器装置

72供给管路

71、73、74、75、76、77阀装置

74a、76a管路

82、52a、36a管路

38a、14a、16a管路

92、94结点

VH3无菌空气体积流

VH灭菌介质

VS、VS1-VS3无菌空气体积流

具体实施方式

图1是根据本发明的设备1的示意图。在插图(illustration)中，各个连续的管路表明可流动的介质(比如例如无菌空气、加热蒸汽或液体灭菌介质)沿其传送的那些管路。这种情况中，通过存储器3可利用液体灭菌介质，通过存储器5可利用加热蒸汽，通过存储器7可利用无菌空气(体积流量VS)。如上所述，由于用于液体灭菌介质的蒸发器非常复杂而且也昂贵，由于这一概念减少所述蒸发器的数量，并且在理想的情况中，仅仅一个蒸发器单元2是必要的。这样，可以省略至少两个蒸发器。标号6指定蒸发器单元2的加热装置。

从存储器7开始(尤其在设备的工作操作之前)，通过管路42和分配点43将无菌空气流VS传送至管路44(VS1)中，并通过加热装置46将无菌空气流VS升至确定的温度。这种情况中，这一温度在100℃和145℃之间，优选在100℃和130℃之间。在那之后，无菌空气流通过指定的管路4的部分48全部通过并到达中央蒸发器单元2。在那之后，将无菌空气流VS分配至所有附着的管道，比如例如管路82、52a、36a、14a和16a。这样，加热和干燥管道系统。标号15指定管路14中存在的传感器装置，比如例如温度传感器、流过量传感器或测定灭菌介质浓度的传感器。

一旦所有前述管道已经到达确定的温度并且已经干燥一段确定的时期，液体灭菌介质就从存储器3和管路22开始，传送至蒸发器单元2中。在这一过程中蒸发的灭菌介质分配至所有的管道并因此灭菌它们(从管路82开始)。由于这一程序，可以灭菌完整的设备，也就是尤其还包括隔离器30和示出的所有管道。标号25指定能够调节的阀，所述阀由传感器装置23控制或对这一传感器装置的信号的反应控制所述阀。

在这一灭菌之后可以开始灌装。现在为了灭菌瓶子10和其中的封闭装置(可选择地)，在蒸发器2内产生高度浓缩(enriched)的气体。然后通过调节阀45、36、38、52以及通过流量计53、59将这一气体与容器处理必需的无菌空气混合。这样，设定具有消毒必需的气体浓度的气体/空气混合物。标号36a、38a、52a涉及连接管路，所述连接管路通过结点附着于管路82。

例如，为了灭菌容器，蒸发器外的、例如可以具有6000ppm(VH3)浓度的H₂O₂的气体体积流与无菌空气体积流VS2混合。这种情况中，可以由加热器62采用加热蒸汽依次加热这一无菌空气流VS2。但是，气体体积流VH3也可以相当于0kg/h。这样，设定容器处理必要的相应的混合气体(大约4000ppm)。如上所述，通过加热装置62、通过VS2的温度设定容器处理必需的温度。这种情况中，可以通过传感器装置75和阀装置71控制温度。这里的传感器装置75是温度测量仪器。阀装置71控制进入加热装置62的加热蒸汽的供给。可以通过传感器装置69和阀装置74控制进入加热装置62以及因此也至作用于容器的加压装置12的灭菌混合物的供给。

标号92指定结点，在所述结点，甚至可以在加热装置62的下游供给灭菌混合物。标号VH1、VH2、VH3、VH4指定从管路82分叉并通向加压装置12、14、16和18的灭菌混合物流。

在加压装置18的情况中，混合物以相应的方式同样继续进行。这种情况中，同样提供采用加热蒸汽操作的加热装置64，以及依次控制加热蒸汽的供给的阀装置73，这种情况下，传感器装置77也为此测量温度。这里也通过阀装置76和传感器67控制体积流VS3。标号72指定分为两个管路74a和76a的供给管路，所述供给管路在不同情况下将无菌空气体积流VS2和VS3传送至加热装置62和64。在加热装置64的下游，在结点94处可以以相应的方式将灭菌混合物供给至结点92。

同样可以在宽的范围内选择体积流VS1的温度，但是优选地，体积流量VS1的温度在灭菌介质的露点(dew point)之上(在70℃和150℃之间)。

可以通过具有灭菌介质的加压装置14和16、通过阀装置32和34以及管路14a和16a作用于隔离器30。这种情况中，明显的是为此在蒸发器的下游，也就是在最高温度立即使用灭菌混合物。标号9指定控制阀11的另一温度测量仪器，以便能够这样设定引入至蒸发器单元2中的灭菌混合物的温度。标号15指定测量浓度和温度的传感器装置，所述传感器装置正好排列在加压装置14的上游。这里以同样的方式的体积流量测量是可能的。合适的传感器(未示出)也可以排列在管路16a中，优选地直接在加压装置的上游。

采用阐述的程序，任一希望数量的不同的气体浓度在不同的温度在时间方面平行产生是可能的，以及在生产和其他操作状态的过程中，任一希望数量的不同的气体浓度用于不同包装物质、容器、封闭装置或设备的组件的灭菌是可能的。

这样，根据本发明的设备还具有多个调节阀和传感器装置形式的调节装置，采用所述调节装置，在不同情况下可以为单个加压装置12、18、14和16单独地调节特征参数，比如温度、媒介浓度、灭菌媒介和类似参数。标号20指定(中央)控制装置，通过所述控制装置依照机器操作者的需要，可以在集中地以及可选择性地驱动单个阀。

申请人保留要求申请文件中对本发明来讲必需的全部特征的权利，只要与现有技术相比，这些特征自身或其结合是新颖的。

Claims

1.一种用于包装装置灭菌的设备(1)，所述设备(1)具有蒸发器单元(2)，所述蒸发器单元(2)具有灭菌介质的供给装置(22)和气体介质的供给管路(4)，其中所述蒸发器单元将所述灭菌介质引入至所述气体介质中，另外，为了将灭菌混合物从所述灭菌介质和所述气体介质中移除，所述蒸发器单元(2)具有移除装置(82)，其中所述灭菌混合物为气体介质；以及所述设备(1)具有第一加压装置(12)，所述第一加压装置(12)采用所述灭菌混合物作用于同一所述包装装置的至少一个第一区域，其中所述第一加压装置(12)与所述蒸发器单元(2)流动连通，其特征在于，所述设备(1)具有第二加压装置(14)，所述第二加压装置(14)采用所述灭菌混合物作用于同一所述包装装置的至少一个区别于所述第一区域的第二区域，其中，所述第二加压装置(14)也与所述蒸发器单元(2)流动连通；从一组区域中选择至少一个区域，所述一组区域包含处理件的区域、所述设备的区域、无菌室和它们的结合；所述设备具有第一加热装置(46)，所述第一加热装置(46)设置在所述蒸发器单元(2)的上游。

2.根据权利要求1所述设备(1)，其特征在于，所述设备还具有控制装置，通过所述控制装置，能够彼此独立地控制所述灭菌混合物向所述第一加压装置(12)的供给，以及所述灭菌混合物进入或向所述第二加压装置(14)的供给。

3.根据权利要求1所述设备(1)，其特征在于，所述设备具有另一供给装置(42)，所述另一供给装置(42)将气体介质供给所述蒸发器单元(2)下游的灭菌混合物。

4.根据权利要求1所述设备(1)，其特征在于，所述第一加热装置(46)加热将供给至所述蒸发器单元(2)的气体介质。

5.根据权利要求4所述设备(1)，其特征在于，所述设备(1)具有加热所述混合物的第二加热装置(62、64)。

6.根据权利要求5所述设备(1)，其特征在于，至少一个加热装置(46、62、64)是热交换器。

7.根据权利要求1所述设备(1)，其特征在于，所述蒸发器单元(2)具有能够由可流动的介质加热的加热装置(6)以蒸发所述灭菌介质。

8.根据权利要求1所述设备，其特征在于，能够调节的阀排列在所述蒸发器单元(2)和一个加压装置之间的至少一个连接管路(36a、38a、52a)上。

9.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述设备(1)具有无菌室(30)，在所述无菌室(30)内处理所述包装装置。

10.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述设备具有传送所述包装装置的传送装置。

11.一种采用根据权利要求1-10中任意一项所述的用于包装装置灭菌的设备(1)处理包装装置的方法，其中采用灭菌混合物作用于用于灭菌的所述包装装置，这一灭菌混合物在蒸发器单元(2)中产生，所述灭菌混合物为气体介质；以及为了在所述蒸发器单元(2)中产生所述灭菌混合物，将灭菌介质和气体介质供给至这一蒸发器单元(2)，并且从所述蒸发器单元(2)移除产生的灭菌混合物，其特征在于，从所述蒸发器单元(2)移除的灭菌混合物供给至同一所述包装装置的至少两个不同的、将灭菌的区域；从一组区域中选择至少一个区域，所述一组区域包含处理件的区域、所述设备的区域、无菌室和它们的结合；所述设备具有第一加热装置(46)，所述第一加热装置(46)设置在所述蒸发器单元(2)的上游。