CN102673837B - 对容器进行杀菌的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对容器(10)进行杀菌的方法和设备，其中所述容器(10)由输送装置(6)沿预先设定的输送路径(P)输送且其中辐照装置(2)由容器(10)与辐照装置(2)之间的相对运动沿容器(10)的轴向(L)导入到待被杀菌的容器(10)的内部并发出电荷载流子辐照(12)以借助于这种电荷载流子辐照(12)对容器(10)的内壁(10a)进行杀菌，其特征在于，亦可对位于容器(10)外部的孔区域(10b)进行杀菌。

Description

对容器进行杀菌的方法和设备

技术领域

本发明涉及对容器进行杀菌的方法和设备。

背景技术

在饮料生产工业领域中，众所周知容器(例如塑料容器)在其充填前应杀菌。在此情况下，这种杀菌可按很多种不同的方式实施。以此方式，举例而言，容器可用杀菌剂进行杀菌，杀菌剂例如H₂O₂(过氧化氢)或过氧乙酸。然而，这些介质的处理并非没有问题，乃因它们对人类也可具有有害影响。此外，当使用这些介质时，需要之后冲洗容器。

近年来，业内已经知道多种方法，其中容器借助于电荷载流子辐照且具体而言电子辐照杀菌。以此方式，DE102008007428A1阐述了用于包装材料杀菌的方法和设备。在此情况下，将采用电子辐照处理包装材料内表面的处理头通过包装材料的孔放置在各个包装材料中。

申请人的EP1982921A1阐述一种用于容器杀菌的设备。这种设备含有一个具有出口窗的处理头，通过所述出口窗可发射电荷载流子。EP1982921A1的揭示内容的全文以引用方式纳入本发明揭示内容的主题中。

同样，从DE102008025868A1得知一种借助于电荷载流子对容器杀菌的设备，具体而言其还阐述一种用于电子出口窗的冷却装置。此外，DE102008025868A1的揭示内容也以引用方式纳入本发明申请案的主题中。

然而，对塑料容器内壁的杀菌在某种程度上不足以整体杀菌。

发明内容

因此，本发明目标是容许以下列方式对塑料容器杀菌：所述容器随后可充填以液体(具体而言，饮料)，而无需进行进一步或先前的杀菌过程。

根据本发明由独立权利要求的主题获得这些目标。有利实施例和进一步的发展是从属权利要求的主题。

在本发明用于对容器进行杀菌的方法中，容器由输送装置沿预先设定的输送路径输送。此外，辐照装置由容器与辐照装置之间的相对运动沿容器的轴向导入到待被杀菌的容器中并发射电荷载流子辐照以借助于这种电荷载流子辐照对容器内壁进行杀菌。

根据本发明，还对位于容器外部的孔区域进行杀菌。

在此情况下，位于外部的区域应理解为具体而言是所述内表面被杀菌的容器的孔区域。而且，孔区域应理解为孔区域且以及可能地还有容器毗邻的头部区域。以此方式，具体而言，亦可在外部对容器的螺纹区域实施杀菌。因而，有利的是，可对那些在随后充填过程期间与待灌注液体或与容器密封件接触的容器区域杀菌。优选地，塑料预成型件的头部和孔区域亦可延伸，只要承环垫圈任选地设置在容器上即可。

容器优选地是塑料容器，术语“容器”应理解为制成的容器(例如瓶子)和(例如)具体而言能成形以形成塑料容器的塑料预成型件二者。

有利地，位于外部的孔区域可由辐照装置杀菌。尤其优选地，这种对位于外部的孔区域的杀菌可在容器内表面杀菌前或杀菌后即刻实施。容器有利地是塑料容器。

在其它有利方法的情况下，当辐照装置完全位于容器外部时，对孔区域实施杀菌。

在尤其优选方法的情况下，辐照装置呈棒状体，具体而言通过孔将其导入容器内部。在此情况下，可在此棒状体的端部设置出口窗，通过所述出口窗可从棒状体发出电子。

在其它有利方法的情况下，在孔区域杀菌期间，辐照装置的下端或前述端部位于与孔区域一定距离处，所述距离在0.5cm到10cm之间、优选地在1cm到6cm之间且尤其优选的方式在3cm到5cm之间。鉴于这些指定的测量值，从辐照装置发出的电荷载流子(例如具体而言电子)仍可具有足够的范围对与其毗邻的容器的孔区域和头部区域杀菌。

在其它有利方法的情况下，容器的位于孔和头部区域下方的的外壁区域没有用电荷载流子辐照杀菌。在这些区域中，杀菌可省略，因为这些区域不会与待充填的饮料接触。

在其它有利方法的情况下，输送容器通过无尘室或进入无尘室。以此方式，这种类型的无尘室可与辐照装置直接毗邻，但亦可已经在无尘室内时实施辐照并在杀菌过程之后可使此无尘室继续辐照。在其它有利方法的情况下，辐照装置辐照容器的孔区域，至少到容器已进入无菌室为止。在此情况下，有利地，此无菌室的边界能在上述容器孔区域的另一侧(例如下方)即(例如)沿容器的基底方向界定。在此情况下，容器可在无菌室的边界外进行往复运动。

在其它有利方法的情况下，用定向气态介质流作用于容器。以此方式，举例而言，可用具体而言沿容器轴向流动的无菌空气作用于容器。以此方式，亦可在上述容器孔区域的下方保持或界定无菌室的边界，即使没有物理分隔。有利地，提供空气过滤器，无菌空气流动穿过空气过滤器。优选地，气态介质流含有从容器颈部运行到容器底部的部分。

在其它有利方法的情况下，，在所述辐照装置(2)被从所述容器(10)的基底(10e)移走时，辐照至少进行一段时间，这时将辐照装置从容器基底移走。换言之，在从容器撤出辐照装置期间，有利地进行辐照。在此情况下，可仅在从容器再次撤出辐照装置时开始辐照。然而，在辐照装置浸入期间和撤出期间皆可进行辐照。

此外，在辐照装置的整个撤出过程期间即具体而言即使辐照装置的端部再次位于容器外部时也可进行辐照。

本发明进一步涉及对容器进行杀菌的设备，所述设备具有输送装置和辐照装置，输送装置沿预先设定的输送路径输送容器，辐照装置发出电荷载流子辐照且具体而言电子辐照，在此情况下这种辐照装置能由容器与辐照装置之间的相对运动沿容器的轴向导入到容器内部以对容器的内壁进行杀菌。

根据本发明，所述设备具有用来控制辐照装置的控制装置，其作用是：即便是位于所述容器(10)外部的孔区域亦由所述辐照装置(2)所发射的辐照进行杀菌。

优选地，用于处理容器的其它设备沿容器的输送方向设置在用于对容器进行杀菌的设备的下游。举例而言，这种其它设备可以是给容器充填具体而言液体(例如饮料)的充填装置。然而，此外，其它机器亦可以是处理塑料预成型件的机器，例如将塑料预成型件成形为塑料容器的成形装置或甚至加热塑料预成型件的加热装置。

因而，就设备而言，建议当辐照装置至少部分地且优选地完全位于容器外部时，应启动指定的辐照。

有利地，辐照装置在其端面上具有一个出口窗，通过所述出口窗可从辐照装置发射电荷载流子或电子。

有利地，这种辐照装置与容器至少局部地沿后者的输送路径一道移动。以此方式，可提供(例如)传送装置，在所述传送装置上设置多个辐照装置以及多个用来输送容器的输送装置。在此容器输送期间，辐照装置在此情况下呈(例如)棒状体，因而可将其导入容器内部以对其进行杀菌。

在其它有利实施例的情况下，所述设备具有加速装置且优选地多个加速装置，加速装置沿辐照装置的前述出口窗的方向加速电子。在其它有利实施例的情况下，所述设备还具有施加装置以使气态介质流作用于容器。

有利地，在容器杀菌期间，沿至少一个局部循环的输送路径引导容器。

在其它有利实施例的情况下，所述设备具有无菌室，导向容器穿过无菌室。在此情况下，该无菌室可设计成环绕容器输送路径的通道形式。具体而言，可将前述无菌室设计成环绕容器输送路径的环状形式。以此方式，前述无菌室的体积可相对较小，以此方式容许以不甚昂贵的方式保证杀菌条件。

附图说明

其它益处和实施例由附图可以看出。在附图中：

图1是杀菌过程的示意图；

图2是杀菌过程的另一示意图；

图3是杀菌过程的又一示意图；

图4是附加施加空气的杀菌过程的示意图；

图5是利用容器输送的杀菌过程的示意图；

图6是对容器进行杀菌的装置的另一可能实施例；

图7是杀菌顺序的示意图；且

图8a至8d是图7中所示杀菌顺序的四个详细示意图。

具体实施方式

图1至3示意性显示了三个演示杀菌处理的示例。在此情况下，提供杀菌装置2(仅示意性显示)，该杀菌装置在本文中设计成棒状体形式，其能穿过孔10d导入容器10内部。在图1所示位置中，将辐照装置导入到容器中几乎到达容器的基底10e，且以此方式电子云12亦可作用于前述基底区域10e。由于此施加(stressing)，标为10a的塑料容器的内壁被整体杀菌。在此情况下，电子4由加速装置(未示出)加速。附图标记10b表示孔区域，孔区域包含孔10d以及沿容器的轴向L延伸到孔10d之外(下方)的区域。

图2显示了第二位置，其中下端部22与出口窗24设置在容器10的中间区域。在此情况下，内壁的中间区域被杀菌。

在此情况下，辐照装置2可按恒定速度相对于容器10进行运动，但所述速度亦可视(例如)容器的外形而定，且举例而言在较大横截面区域运动可相对较慢且在较小横截面区域运动可较快，以此方式在每一情况下皆将恒定的辐射剂量施加至容器的内壁10a。

在此情况下，就所有设置情况而言，容器10与辐照装置2之间的相对运动皆沿容器10的轴向L进行。

图3显示辐照装置2相对于容器10的另一位置。在此情况下，辐照装置2或出口窗24完全撤出容器10。电子云12既从内部又从外部作用于容器的孔10d，从而实现对此孔的杀菌。然而，此外，电子亦作用于孔区域，且在此情况下亦作用于容器的上部区域10f。

图4显示了图3中所示的位置，在此情况下将定向空气流30额外地导向到容器上。更精确地，无菌空气同样沿容器的轴向L施加，以此方式防止无菌室边界移位。附图标记U表示有菌区域且附图标记S表示无菌区域。附图标记32表示无菌室边界，在此情况下，无菌室边界未必由材料边界构成。然而，这里空气流亦可相对于塑料容器的轴向倾斜地碰撞塑料容器。然而，优选地，这种空气流30亦含有沿轴向L(具体而言即从容器的孔到容器的基底)延伸的部分。

图5是根据本发明的设备1的粗略示意图。在此情况下，设备1具有传动轮16，传动轮16上设置有多个用来夹持容器10的输送元件(未示出)。因而，此传动轮是用来输送容器的输送装置6的一部分。此外，在该传动轮16设置有可按上文所示方式导入塑料容器的孔的多个辐照装置2。附图标记P表示容器的输送路径且附图标记a表示杀菌的处理角度。首先通过横进给轮14将有菌容器10递送到传动轮16。在用传动轮16输送期间，首先对塑料容器的内壁进行杀菌。当容器跑脱(runout)或者当其被传送到(run-outwheel)跑脱轮18时，对容器的孔区域且从而也对容器的外侧进行杀菌。

附图标记34表示无菌室，容器在仍被杀菌的同时进入到无菌室。此后，当前的无菌容器被输送穿出在这里呈通道形式的无菌室34。在此无菌室区域中，如上所提及，亦可仅在容器的指定区域上方例如在颈环上方形成无菌区，但不能低于它。

图6显示根据本发明的设备的又一实施例。与图5中所示实施例相比而言，在此情况下提供额外的杀菌装置26，在此情况下具体而言，额外的杀菌装置26同样通过电子施加对塑料容器的孔区域杀菌。然而，此外，在此情况下亦可使用其它的杀菌方法，例如用UV辐射或者用X-射线辐射、用γ辐射及诸如此类杀菌。在此情况下以固定方式设置这种杀菌装置26。

图7是显示杀菌过程的另一示意图。在此情况下提供多个辐照装置2，在此情况下，多个辐照装置2与容器10一道沿输送路径P输送。如上文已提及，此输送路径P可为环形和直线形二者或者可具有其它运动方向。在此情况下显然，将个别辐照装置2设计成固定的，即它们不沿容器的轴向移动。相反，这里升高容器，以使辐照装置2插入容器内部，以便可在容器内部进行杀菌。

在此情况下虚线T表示无菌区域和有菌区域的分隔线。在无菌区域中可施加高于25kGy的辐射剂量，且相应地在有菌区域中的辐射剂量低于25kGy。在此情况下可将杀菌过程分成多个部分I-IV。在部分I中，容器未沿其轴向升高或降低，且在此区域中电子云12作用于容器的孔，以便在这里进行杀菌。在区域II中，升高容器，以使辐照装置2插入到容器内部。以此方式，可对容器的基底区域以及中间区域杀菌。

在部分III中，随后再次降低容器，在此情况下该部分中也在进行容器内表面的杀菌，如图7中所示。然而，在部分III的靠右手侧两种状态下，随着容器已近乎再次下降时，也可进行容器外孔区域的辐照。显然，升高容器时比随后再次将其降低时更迅速。因此，优选地，将辐照装置2导入容器中时比随后使其再次离开容器时更迅速。

在部分IV中，再次在较低位置时输送容器并辐照其孔区域。在此情况下，亦可提供辐照装置2a，其方向倾斜或者通常以另外方式设置，并从侧面辐照容器。此外，在内部辐照期间塑料容器亦可绕其纵轴旋转，以此方式使电子在容器的内表面上达成更为均匀的分布。

图8a至8b更加详细地显示了个别部分。在此情况下，在图8a中所示的位置中容器可通过闸轮运行，举例而言，在此情况下优选地现有的γ辐射被屏蔽。此外，在此情况下将容器升至高于电子辐照装置2，优选地内表面起初没有进行消毒。此仅在图8b左侧所示的两个位置开始。

在图8b所示的位置中，相对于辐照装置2依次降低容器，且在这段时间期间亦将最小剂量施加至容器的内表面。在此情况下，弧光(电子辐照的中断)的出现至关重要。当弧光出现时，容器内表面上的剂量过低。倘若具体而言借助于传感装置确定出现此弧光，则不能将容器传送到下游无菌区域而应再次处理或者分离出来。电子辐照剂量所需的处理时间可通过容器的降低或升高速度进行调节。可容许剂量的边界需要降低容器时做出合适的运动曲线和必需的浸入深度。

对于升高和降低容器而言，举例而言，可使用驱动器，例如机械升降凸轮。此外，亦可使用线性电动机、电力电动机、液压驱动器或气动驱动器以提升容器。然而，反过来，升高或降低的也可不必是容器本身，而代之以(或附加以)个别的辐照装置2。

如由图8b可以看出，没有对容器外部进行消毒，因此容器外部的区域被定义为有菌。在图8c所示的位置，容器位于辐照装置2下方。这里将至少最小剂量施加至容器或贮器的外部。

当辐照装置浸入容器中时，未必绝对出现杀菌作用。在此情况下，这里可开启或者亦可关闭辐照。根据杀菌的定义，在出现辐射云12的出口窗上方可能再次出现再污染，这举例而言是由于如上文所述细菌通过孔进入所致。然而，尽管如此，自上而下的辐照提供了额外的安全度，如图8a中所示。

如图8b中所示，实际的杀菌从容器内部的容器基底起由辐照装置沿容器的孔的方向的相对运动开始。在此情况下，如上所提及，这种容器壁的相对运动可适应(例如)壁厚或甚至壁径。有利地，在容器消毒期间出现在无菌区域与有菌区域之间的容器内的任意气体交换得到以下结果：所有这些区域必须移动穿过辐射云12且从而被杀菌，如图8b中所示。

在第三步骤中，将辐照装置退出容器并放置在孔上方或在孔上方移动，其方式是优选地对孔的外部区域进行杀菌，只要同时辐照承环垫圈且具体而言孔的开口即可，以此方式所有进入容器的粒子皆须依次通过杀菌云12。由于这种辐射云的保护，杀菌可在有菌环境中进行且亦可得到保持。

图8c显示了这种杀菌状态的保持。同样在此情况下，可防止在对瓶子内部消毒期间在前述弧光情况下出现微生物的问题。如上文，同样在此情况下，弧光的出现表明颈环上的剂量过低。不是将容器传送到无菌区域，而是再次处理或者分离出来。

此外，优选地，最小剂量的处理时间或电子束的停留时间可进行调整，以此方式防止其它表面超剂量。

图8d显示了容器消毒的另一步骤。这里对容器内部以及孔区域杀菌，并保护容器免受(尽管仍在施加的)辐射云12的再污染。此后，将容器传送到无菌室中，所述无菌室仅在容器的孔区域延伸。这种类型的颈环隔绝措施在先前技术中已经知道，其中采用这些杀菌措施仅对出现在孔周围和上方的小面积杀菌。如上文所提及，在此情况下可使用无菌空气的定向运动，优选地自上而下，以确保无菌性。

可使用附加的工具(例如辐射发射极、空气喷嘴、UV灯或等离子体)实现从辐射云到无菌空气流的传送。

在杀菌过程之后，可将容器传送到出口处的闸轮或传送星形轮。在此情况下，在内部和颈部处理期间旋转发射器的弧光优选地被静态发射器所保护。同样优选地具体而言通过辐照装置保护无菌区防受污染。

如上文所提及，亦可通过静态发射器实现在容器外部的最小剂量。

然而，就弧光而言，具体而言在内部或孔区域处理期间若旋转发射器上已经出现弧光，则静态发射器在某种程度上至关重要。

在出口，可通过闸轮依次移走容器，在此情况下这里也会依次屏蔽γ辐射。

用来输送容器的输送装置举例来说可沿容器的基底输送，但输送装置亦可沿容器的孔或沿其承环垫圈输送。此外，亦可利用容器的侧壁输送。

在后处理的范围内，亦可用无菌空气冲洗容器。在此情况下，举例而言，可吹出在处理期间所产生的臭氧。

申请者保留要求在本申请文件中所公开的那些对于本发明来说必要的全部特征的权利，只要这些特征本身或者其组合相比先前技术为新颖的。

附图标记列表

1设备

2辐照装置，电子辐照装置

2a辐照装置

4电子

6输送装置

10容器

10a内壁

10b孔区域

10d孔

10e基底

10f容器区域

12电子云，辐射云

14横进给轮

16传动轮

18跑脱轮

22端部

24出口窗

26杀菌装置

30空气流

32无菌室边界

34无菌室

L轴向

P输送路径

U有菌区域

S无菌区域

I-IV部分

a处理角度

T分隔线

Claims (14)

1.一种对容器(10)进行杀菌的方法，其中所述容器(10)由输送装置(6)沿预先设定的输送路径(P)输送，且其中辐照装置(2)由所述容器(10)与所述辐照装置(2)之间的相对运动沿所述容器(10)的轴向(L)导入到待被杀菌的所述容器(10)的内部，并发射电荷载流子辐照(12)以借助于所述电荷载流子辐照(12)对所述容器(10)的内壁(10a)整体地进行杀菌，其特征在于，位于所述容器(10)外部的孔区域(10b)亦被杀菌，在对容器杀菌期间，所述容器的开口端不被倒置，杀菌在容器内部的所述容器的基底处开始，沿着孔的方向相对于所述容器的内壁移动所述辐照装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位于容器外部的孔区域(10b)由所述辐照装置(2)来进行杀菌。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对孔区域(10b)进行的杀菌是在所述辐照装置(2)完全位于所述容器(10)外部时实施的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述孔区域(10b)进行杀菌期间，所述辐照装置(2)的下端位于一距离处，所述距离在0.5cm到10cm之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器(10)的位于所述孔和头部区域下方的外壁区域，未利用所述电荷载流子辐照进行辐照杀菌。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器(10)被输送经过无尘室或进入到无尘室。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐照装置(2)辐照所述容器的孔区域(10b)，至少到所述容器(10)已进入无菌室为止。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用定向的气态介质流作用于所述容器(10)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述辐照装置(2)被从所述容器(10)的基底(10e)移走时，所述杀菌至少进行一段时间。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述孔区域(10b)进行杀菌期间，所述辐照装置(2)的下端位于一距离处，所述距离在1cm到6cm之间。

11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述孔区域(10b)进行杀菌期间，所述辐照装置(2)的下端位于一距离处，所述距离在3cm到5cm之间。

12.一种对容器(10)进行杀菌的设备(1)，该设备(1)具有沿预先设定的输送路径(P)输送所述容器(10)的输送装置(6)，该设备(1)还具有发射电荷载流子辐照的辐照装置(2)，其中该辐照装置能由所述容器(10)与所述辐照装置(2)之间的相对运动沿所述容器(10)的轴向(L)导入到所述容器(10)的内部以对所述容器(10)的内壁整体地进行杀菌，其特征在于，所述设备(1)具有用于控制所述辐照装置的控制装置，使得即便是位于所述容器(10)外部的孔区域亦由所述辐照装置(2)所发射的辐照进行杀菌，在对容器杀菌期间，所述容器的开口端不被倒置。

13.根据权利要求12所述的设备(1)，其特征在于，所述辐照装置与所述容器至少局部地一道移动。

14.根据权利要求12所述的设备(1)，其特征在于，所述设备具有施加装置以使气态介质流作用于所述容器(10)上。