CN103566383A - 从无菌室中抽取冷却空气的容器灭菌方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种容器（10）灭菌方法，其中所述容器（10）沿着预设传送路径穿过洁净室（20），其中所述洁净室（20）通过至少一个壁（22,24）与环境分隔，所述容器（10）的至少部分地通过电荷载体的撞击进行灭菌，其中所述电荷载体产生并通过灭菌装置（1）的出口窗（12）到达容器，所述出口窗（12）通过气流进行冷却。根据本发明，用于冷却所述出口窗（12）的所述气流从所述洁净室（20）中提取。

Description

从无菌室中抽取冷却空气的容器灭菌方法及设备

技术领域

本发明涉及一种容器灭菌设备及方法。

背景技术

现有技术中，已知瓶子的生产经常需要灭菌处理，该瓶子尤其是塑料瓶，尤其是如果需要在瓶子中填充特定的产品，例如果汁。此外，现有技术中已知各种用于容器灭菌的设备以及方法。例如，已知通过采用过氧化氢或过乙酸进行容器的灭菌。然而，最近尝试尽可能地限制化学药品的使用。因此，现有技术中已知的设备和方法通过辐射对容器或者容器表面（内部或外部）进行灭菌。同样已知的是，对这些表面进行撞击，尤其是采用电子进行撞击，从而通过该种方法达到灭菌的效果。

采用电子喷射进行灭菌的这样的灭菌设备一般包括电子产生装置和加速装置。该加速装置用于沿着出口窗的方向加速电荷载体（尤其在真空内部）。由于系统的原因，经常需要对该出口窗进行冷却。因此，通常引进空气，对空气进行灭菌，然后将之提供给出口窗。现有技术中，冷却空气必须通过旋转式分配器提供给设备的旋转件，因为这些辐射装置通常设置在可移动载体如转盘上。为此，在旋转式分配器中必须提供介质轨道。此外，由于这样的旋转式分配器的无菌设计成本非常高，通常无菌空气的过滤也设置在相应的转盘上。过滤后，空气分配至单个工作站中。

灭菌空气的流量必须加以监控，这是因为冷却的失败将导致过热从而破坏出口窗或其薄膜。此外，该冷却空气必须提供给灭菌装置，从而使得针对环境而的系统的辐射防护仍然得以保证。

发明内容

因此，本发明的目的在于简化单个出口窗或多个出口窗的冷却。根据本发明的这些目的通过依据独立权利要求的主题得以实现。优选实施例和其他修改是从属权利要求的主题。

根据本发明的容器灭菌方法，所述容器沿着预设传送路径穿过洁净室，所述洁净室通过至少一个壁与环境分隔，所述容器的至少部分（at least inportions）通过电荷载体的撞击进行灭菌。所述电荷载体首先产生，然后通过灭菌装置的出口窗到达容器，其中，所述出口窗通过气流进行冷却。

根据本发明，用于冷却所述出口窗的所述气流至少部分地从所述洁净室中提取。优选地，所述气流全部从所述洁净室中提取。

然而，如前面所述，现有技术中，冷却空气从外部提供，即，从洁净室所处的环境中；而在本发明的内容中，建议所述冷却空气直接从所述洁净室或无菌室（在这里无菌空气已经存在）中提取。这提供了以下优点，由于所述无菌空气来自所述洁净室且伴随相应的密封，所述无菌空气能安全地回到所述洁净室中。因此，在这种程度上，省略用于提供无菌气体的旋转式分配器也是可能的。由此，优选地，将会出现一种再循环，该再循环中，空气来自洁净室，并作为冷却空气返回至洁净室。优选地，所述用于冷却出口窗的空气返回到洁净室中。

优选地，所述容器为塑料容器，例如塑料瓶或者塑料预制件。特别优选地，所述容器为塑料预制件。

换言之，在洁净室内部或灭菌设备的隔离器中的无菌空气用于冷却灭菌装置的出口窗或薄膜。

优选地，用于冷却出口窗的所述气流首先从所述洁净室中提取，然后再引入至所述洁净室中。通过这种方式，尤其当存在多个灭菌设备时，能够对单个灭菌装置进行良好的分配，其中这样的分配单元可以设置在洁净室外部。

然而，也有可能将用于冷却出口窗的必要气流完全留在洁净室内部。

在一个优选方法中，所述气流至少部分通过随所述容器移动的连接线路而引导。由此，例如，中心线可以以环线的形式提供，所述环线中提供了来自洁净室的无菌空气，并从而将冷却空气提供给单个出口窗。

在另一优选方法中，所述洁净室设置在与（非灭菌）环境相比的正压条件（positive pressure）下。然而优选地，所述正压不是产生于所述气流，由于在一个实施例中，所述气流从洁净室中提取且返回到洁净室中。

优选地，用于冷却的必需的气体介质在至少0.05巴（bar）的正压下提供给洁净室，优选为至少0.1巴，特别优选为至少0.15巴。这样的正压对于如产生约为20升/分的标称体积流量（nominal volume flow）是充足的，而该体积流量用于冷却所述灭菌单元。

一般地，所述气流可以是空气流，例如无菌空气流。在这种情况下，洁净室中存在无菌空气的氛围。然而，也有可能在洁净室中提供其他气体氛围，例如氮气氛。

在另一优选方法中，压缩所述取自洁净室且用于冷却出口窗的气流，或压缩所述用于冷却出口窗的气流。为此，压缩器可设置在，如在移动或转动机械部件上，尤其设置在洁净室外部。

此外，同样也可能通过所述压缩器的功能测试决定是否存在充足的冷却空气。优选地，然后测量提供到出口窗的体积流量。这里同样也可能，如果发现体积流量不够，则相应的灭菌装置将会关闭以通过该种方法保护昂贵的出口窗。特别优选地，该功能测试通过设置在压缩器下游的（简单的）压力传感器进行。

由于冷却空气不再需要从外部提供给系统，同样也不需要结构复杂的辐射防护措施。该辐射防护措施对于如线路通道和长线路路径是必须的，然而却使得系统的灭菌更加困难。用于提供冷却空气的所述介质旋转分配器也可以省略。此外，通过压缩器的功能测试，可以得知是否存在充足的冷却空气。复杂的监控，例如通过质量流量计或流量开关也可以省略。由此，优选地，所述压缩器也用于监控提供给出口窗的体积流量。

优选地，在灭菌阶段（尤其是在工序之外），同样也可能将所述洁净室设置在灭菌介质氛围（例如H₂O₂氛围）中。其中，优选地，该氛围可由上述的压缩器引导，因此同样也可用于所述冷却空气路径的灭菌。

优选地，取自洁净室的空气（或通常为抽取的气体介质）在提供给单个出口窗前先进行调节处理，尤其是冷却处理。现有技术中已知的热交换器可用于冷却该空气。

此外，同样也可能该气体介质通过多个冷却组件进行冷却。多个冷却组件可连续设置，和/或冗余设计。这样的冷却组件也可以在不同的技术原理下工作，例如，可以提供至少一个热交换器和至少一个珀耳帖元件（Peltier element）用于冷却。在另一优选实施例中，用于调节、尤其用于冷却气体介质的至少一个装置，随着容器而运动，或特别优选地，设置在洁净室壁的移动部件上。

本发明进一步涉及一种容器灭菌设备，包括传送装置，所述传送装置用于沿着预设传送路径传送容器。此外，所述设备还包括洁净室，所述洁净室在塑料容器传输过程中包围着所述塑料容器，其中所述洁净室通过至少一个壁与环境分隔。此外，所述设备进一步包括灭菌装置，所述灭菌装置具有电荷载体产生单元和出口窗，所述电荷载体产生单元用于产生电荷载体，所述电荷载体通过所述出口窗从壳体射出。此外，所述灭菌装置进一步包括用于调节所述出口窗的调节装置，尤其是冷却装置，所述冷却装置因而具有气体撞击装置，用于利用气体介质撞击所述出口窗。

根据本发明，所述设备包括供给装置，所述供给装置向所述出口窗提供来自所述洁净室的气体介质，所述气体介质用于所述出口窗的冷却。优选地，仅仅来自洁净室的气体介质用于冷却出口窗。

因此，对于设备，建议用于冷却出口窗的空气从洁净室中提取。这里所提出的过程的或设备的相应实施例中另一优点是，随着所提供的体积流量再次被抽取，所述设备的空气平衡得以改善。如果需要，在本发明的内容中，无菌空气流可以在洁净室内部产生，例如无菌空气从洁净室中向下抽取，并从上部再次引入洁净室内以冷却出口窗。

优选地，所述供给设备具有至少一条连接线路，所述连接线路的一端通向洁净室内。

优选地，所述传送装置具有可旋转载体。多个所述灭菌装置可设置在所述可旋转载体上。优选地，每个所述单个灭菌装置具有加速装装置，所述加速装置用于朝向出口窗加速所产生的电荷载体。

在另一优选实施例中，所述洁净室具有增压装置，使得所述洁净室处于正压环境中。所述正压也可用来提供充足的冷却空气以用于冷却出口窗。在另一优选实施例中，所述设备具有压缩器，用于压缩来自洁净室的空气或气流。优选地，该压缩装置设置在洁净室的外部。

此外，优选地，同样提出检测单元，用于对冷却空气的通流量得出结论，尤其来自压缩装置的作用。然而，同样也可能提供额外的传感器装置或检测装置，用于决定取自洁净室的空气的通流量。

在另一优选实施例中，灭菌设备具有杆状体，在所述杆状体的一端设有出口窗。所述杆状体可以形成为使之能够插入到待灭菌的容器内部，从而对容器的内壁进行灭菌。优选地，能够引入容器内部的灭菌装置或杆状体，具有冷却空气通道，以向杆状体的下端传输冷却空气。

由此，例如，所述杆状体的壳体可以具有环隙，用于提供冷却空气给出口窗。该环隙也具有至少两个，优选为至少三个的出口开口，通过所述出口开口，所述冷却空气能引到出口窗上，并冷却出口窗。优选地，这里的冷却空气偏向于灭菌装置的某个区域，从而从外部或倾斜地撞击所述出口窗。

优选地，可以对整个空气流径进行灭菌，尤其是远及从出口到出口窗。

优选地，所述供给装置具有连接线路，所述连接线路至少部分设置在所述洁净室外部。优选地，所述连接线路可移动设置，且优选地随着载体或用于传送容器的传送装置而移动。

在另一优选实施例中，所述洁净室由至少两个壁所限定，优选地，所述至少两个壁可相对移动。由此，例如，可以提供密封装置，例如以液压密封的形式，像水闸，相互密封可相对移动的两个壁。同样地，特别优选地，所述密封装置形成一个干燥的“灰色空间”，例如以抽取通道的形式。由此，优选地，抑制了因潮湿空气中的电子撞击所导致的亚硝酸的形成。

优选地，所述连接线路设置在限定所述洁净室的移动壁上。

在另一优选实施例中，所述设备具有用于调节取自洁净室且将提供给出口窗的空气或气流的调节装置，尤其是冷却装置。特别地，该调节装置冷却所述冷却空气。该调节装置可以是，例如热交换器。优选地，该热交换器设置在中心线上，只有热交换器下游的空气分配到单个灭菌装置中。

优选地，该调节装置也设置在洁净室外部。

在另一优选实施例中，提供了至少一个阀器件和/或一个控制装置，所述阀器件和/或控制装置能够控制气体介质向连接线路的供应。由此，必要时，对连接线路的供应可以关闭（例如为了清洁的目的）。

在另一优选实施例中，气体灭菌介质也可提供到洁净室中，优选地，所述气体灭菌介质也可提供到所述连接线路中。

在另一优选实施例中，所述设备具有清洁装置，用于清洁设置在洁净室内的所述设备的组件。由此，例如，撞击装置可以设置在移动的或固定的、或设置在可旋转的或固定的设备的部件上，并用于使用清洁剂撞击（bombard）所述组件。

附图说明

其他优点和实施例在附图中是显而易见的。附图中：

图1是灭菌设备的透视图；

图2是单个灭菌装置的粗略示意图；

图3是图2中的灭菌装置下部的示意图；

图4a是根据现有技术的设备的示意图；

图4b是根据本发明的设备的简略示意图；和

图5是根据本发明的设备的详细图。

标号清单

1 灭菌装置

2 电荷载体产生装置

4 加速装置

6 杆状体、喷射指或壳体

10 容器、塑料预制件

10a 容器嘴

12 出口窗

14 供给装置

15 线路

16 可旋转载体，传送装置

20 洁净室

22 移动壁

24 固定壁

25 密封装置

32 冷却装置

34 压缩装置

36 开口

50 灭菌设备

52 支撑装置

58 驱动器

62 移动装置、升降装置

63 外壳体

64 内壳体

66 冷却空气通道

68 偏转装置

69 中心轴

72 供给装置

74 抽出装置

90 增压装置

92 供给线路

94 过滤装置

96 空气源

102 旋转式分配器（现有技术）

104 供给线路（现有技术）

106 设备的旋转件（现有技术）

108 无菌空气源（现有技术）

D 旋转轴

具体实施方式

图1是容器灭菌设备50的简略透视图。该设备50提供了可旋转载体16，多个灭菌装置1设置在该可旋转载体16上。由此，载体16构成用于传送容器10的传送装置的一部分。优选地，用于驱动载体的驱动器设置在洁净室20外部，该洁净室20将会在以下详细描述。

这里的每个这些灭菌装置1包括杆状体6，电荷载体通过杆状体6引导至位于下端的出口窗（图中并未显示）。这些杆状体6，也形成壳体，可以通过容器嘴10a引入容器10中。在图1中，塑料瓶显示为容器，然而，这里所描述的设备和方法尤其适用于容器预制件的（内部）灭菌。

标号62涉及移动装置，该移动装置62的下端设有用于夹持容器10的支撑装置52。这里的支撑装置夹紧容器的容器嘴区10a，尤其在垫圈下方。如图1所示，该移动装置62能够提升容器，由此将喷射指6引入容器10的内部。

图2是灭菌装置1的简略示意图。该灭菌装置同样具有电荷载体产生装置2和加速装置4（图中仅粗略地显示），该加速装置4在喷射指或壳体6中沿着出口窗12的方向加速电荷载体。优选地，该出口窗12为钛合金窗，特别优选地，该出口窗12具有5～20μm的厚度。

图3展示了喷射指或壳体6的下部，尤其是其冷却设备。这里提供了至少一个冷却空气通道66，用以沿着出口窗12的方向引导冷却空气。此外，这里提供了偏转装置68（仅粗略地显示），用于将冷却空气引到出口窗12上。这里的喷射指具有内壳体64和外壳体63，其中，在这些壳体63、64之间形成了冷却空气的流道。

图4a是根据现有技术的设备的示意图。再次在粗略示意图中展示了洁净室20，单个喷射指6设置在洁净室20中，且容器（图中并未显示）在洁净室20中传送。灭菌装置的其他部件，例如加速装置以及电荷载体产生装置，均设置在洁净室20外部。由于单个灭菌装置1设置在转盘上，冷却气体在这里必须通过供给线路104与旋转式分配器102提供给设备的旋转件106。经过过滤后，无菌空气在转盘内分配给单个灭菌装置。这里的标号106更为具体地涉及设备的旋转件，然而，该旋转件设置在洁净室20的外部。标号108指明了无菌空气源。

图4b是根据本发明的设备的粗略示意图。很显然地，冷却空气不是通过旋转式分配器从外部提供的，而是取自洁净室20，然后由压缩器34和冷却装置32引导，从而实现分配到单个灭菌装置1中。标号14整体指定的是供给装置，用于向单个出口窗提供冷却空气。标号36指的是洁净室的开口，通过该开口无菌空气可以从洁净室20中抽取出来。提供多个这样的开口也是可能的。同样在从开口处引出的线路中，也可以提供单向阀或者类似的阀门，用于阻止空气回流到洁净室20中。

图5是根据本发明的设备50的详细示意图。这里同样展示了载体或者传送装置16（这里也形成了壁），这里具有驱动器58，用于产生相对于旋转轴D的旋转。在传送装置16上提供了多个升降装置62，该升降装置62能够沿着转轴D的方向提升或降低单个塑料预制件10。这些升降装置有可能为电动传动装置。同样可有可能具有液压、气动或磁力驱动，甚至还有升力曲线。这些升降装置同样也有可能至少部分设置在洁净室20的外部。

此外，单个灭菌装置1再次设置在这些升降装置62上方，其中所述灭菌装置贴附在壁22上，该壁22同样形成洁净室20的界线。该壁22这里相对于固定壁24旋转。标号25涉及用于从固定壁24密封旋转壁22的密封装置。标号69指定的是中心轴，该中心轴用于发送旋转运动到载体壁22和单个灭菌设备1中。这里杆状体6恒定地向洁净室20的内部突出，优选地，该杆状体6固定在载体16上。

标号72识别了供给装置，例如用于提供塑料预制件给传送装置16的供给星形轮，而标号74指定的是相应的卸载装置。

冷却空气通过线路15从洁净室20中抽取出来，通过压缩装置34进行压缩，然后如前面所述提供给单个灭菌装置1。如前面所述，标号32指明用于冷却该冷却空气的冷却装置。

标号90整体涉及增压装置，该增压装置能够向无菌室中提供无菌空气。该增压装置90可以具有供给线路92，优选地，开口在洁净室20的固定壁24上，从而能够向洁净室20提供无菌空气，且优选地，洁净室20可放置在正压条件下。标号94指明了过滤装置，用于提供无菌空气，例如HEPA过滤器。优选地，该过滤装置也可固定设置。标号96指定了空气源，例如压缩器。

申请人保留要求申请文件中所公开的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 (11)

1.一种容器（10）灭菌方法，其中所述容器（10）沿着预设传送路径穿过洁净室（20），其中所述洁净室（20）通过至少一个壁（22,24）与环境分隔，所述容器（10）的至少部分地通过电荷载体的撞击进行灭菌，其中所述电荷载体产生并通过灭菌装置（1）的出口窗（12）到达容器，所述出口窗（12）通过气流进行冷却，其特征在于，用于冷却所述出口窗（12）的所述气流从所述洁净室（20）中提取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于冷却出口窗（12）的所述气流首先从所述洁净室（20）中提取，然后引导返回至所述洁净室（20）中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气流至少部分通过随所述容器（10）移动的连接线路（14）而引导。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洁净室（20）设置在相对于环境的正压下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却所述出口窗（12）所需的气体介质在至少0.05巴的正压下提供给洁净室（20），优选为至少0.1巴，特别优选为至少0.15巴。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从洁净室（20）中提取且用于冷却出口窗（12）的气流被压缩。

7.一种容器（10）灭菌设备（50），具有传送装置（16），所述传送装置（16）用于沿着预设传送路径传送容器（10）；具有洁净室（20），所述洁净室（20）在塑料容器（16）传输过程中包围着所述塑料容器（16），其中所述洁净室（20）通过至少一个壁（22,24）与环境分隔；具有灭菌装置（1），所述灭菌装置（1）具有电荷载体产生单元（10）和出口窗（12），所述电荷载体产生单元（10）用于产生电荷载体，所述电荷载体通过所述出口窗（12）从壳体（6）射出；其中所述灭菌装置（1）进一步包括用于冷却所述出口窗（12）的冷却装置（16），所述冷却装置（16）具有气体撞击装置（18），用于利用气体介质撞击所述出口窗（12）；其特征在于，所述设备包括供给装置（14），所述供给装置（14）向所述出口窗（12）提供来自所述洁净室（20）的气体，所述气体用于所述出口窗（12）的冷却。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述供给设备（14）具有连接线路（14），所述连接线路（14）至少部分设置在所述洁净室（20）外部。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述洁净室（20）由相对彼此可移动的至少两个壁所限定。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述连接线路（14）设置在限定所述洁净室（20）的移动壁（22）上。

11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备（1）具有调节装置（32），用于调节取自所述洁净室（20）并将提供给所述出口窗（12）的气体。

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