CN107108058B - 对容器杀菌的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

描述和示出了一种对容器(2)杀菌以容纳填充装置(14)中的特别是可流动的食物的方法。其中，在蒸发器(12)中蒸发过氧化氢溶液(11)；其中，在杀菌区域(3a)中使至少一个容器(2)与蒸气态的过氧化氢碰撞；以及其中，将蒸气态的过氧化氢的未消耗的部分从杀菌区域(3a)至少部分地去除。为了允许总体上更经济的操作，提出了将所去除的蒸气态的过氧化氢在冷凝器(17)中至少部分地冷凝以及将所冷凝的过氧化氢再次被供应至蒸发器(12)。

Description

对容器杀菌的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种对用于特别是可流动的食物的容器杀菌的方法，其中，在蒸发器中蒸发过氧化氢溶液，其中，在杀菌区域中使至少一个容器与蒸气态的过氧化氢碰撞，其中，将蒸气态的过氧化氢的未消耗的部分从杀菌区域至少部分地去除。此外，本发明涉及一种对用于特别是可流动的食物的容器杀菌的设备，优选地实施所涉及的方法，所述设备具有用于对至少一个容器杀菌的杀菌区域，用于蒸发过氧化氢溶液的蒸发器，用于在杀菌区域中使至少一个容器与蒸气态的过氧化氢碰撞的杀菌装置，以及用于将蒸气态的过氧化氢的未消耗的部分从杀菌区域至少部分地去除的去除装置。
背景技术
在各种实施方式中已知了对用于食物的容器杀菌的方法。容器的杀菌和优选用其内的可流动的食物填充通常通过同一个设备在无菌环境中发生，因此，该设备通常被称作填充机。
为了在工业规模上用特别是可流动的食物填充容器，使用了所谓的填充机。由于在填充和封闭容器后食物应该能够长时间保存，所以期望尽可能无菌地填充。为此，填充机具有杀菌区域或者无菌室，在杀菌区域或者无菌室中，对容器杀菌，随后在尽可能无菌的条件下填充和封闭容器。
通常，包装件在此用作食物容器，该食物容器在其上侧敞开以提供用于填充的开口。包装件可以例如为由包括纸板层和外部塑料层(特别是聚乙烯PE层)的层压材料形成的纸板复合包装件。纸板为包装件提供足够的稳定性，使得包装件可以被简单地处理和例如被堆叠。塑料层保护纸板不受潮湿影响，并且塑料层保护食物不从包装件吸收不需要的材料。此外，可以提供另外的层(例如铝层)，该另外的层减少氧气和其它气体通过包装件的扩散。
包装件可以优选在填充机中由包装件前体制造。例如，切割成一定尺寸的(cut-to-size)材料可以用作包装件前体，包装件前体在必要时可预先组装，并且实际上例如通过密封纵向边缘而预先组装以形成包装材料坯料。可替选地，用于包装件前体的包装材料在实践中可以无限地从卷形物解卷。在切割成一定尺寸的包装材料的情况下，在折线处折叠该包装材料，以便最初形成包装件盖部和包装件底部。通过密封包装材料的重叠部分来封闭包装件盖部和包装件底部。包装件的头部最初仍然保持敞开。如果必要的话，包装件头部最初也可以封闭，并且可以通过仍然敞开的底部填充包装件，该底部优选地向上指向。
随后，将包装件供应至填充机的杀菌区域中。这主要通过将包装件一个接一个传递至接收包装件的运输链的单元室来发生。运输链然后确保包装件以确定的速度且以彼此之间确定的距离通过填充机的杀菌区域。
包装件最初在杀菌区域中预热。然后用热的杀过菌的空气冲击容器。随后，容器被杀菌。此外，在蒸发器中蒸发过氧化氢水溶液。然后将由水和过氧化氢制成的蒸气喷洒到预热的包装件中，其中，整个包装容器的内表面以及外表面的至少头部区域与过氧化氢碰撞。过氧化氢与存在的微生物反应并杀死它们。如果容器被预热，则这将发生地更快且具有更少的凝结。随后，用杀过菌的空气干燥杀过菌的容器，之后将包装件传递至填充和密封区域中，并且最终填充食物。在此的食物优选是可流动的。在多数情况下，食物产品是饮料。随后，在将封闭的包装件经由运输链从填充和密封区域运输之前，再次封闭填充的包装件。杀菌区域在局部部位中向下敞开，并且终止在非无菌的运输链的高度处或在该运输链的下方。因此，杀过菌的空气、流(stream)以及残留的过氧化氢的混合物被去除并在杀菌区域的下端被带走。
所谓的无菌区域在填充和密封区域形成。无菌区域指的是在填充和密封区域的上部中的实际无菌的部位。无菌室包括杀菌区域以及填充和密封区域。可以根据壳体的类型形成无菌室，其中设置用于供应和引导包装件离开的开口。此外，无菌室可以在下端处具有至少一个开口，以便从杀菌区域和/或填充和密封区域去除大气。在无菌室下面的区域不是无菌的，然而，这并不影响包装件的无菌填充。
在杀菌区域中不转化的过氧化氢不再重复使用。到目前为止，过氧化氢的再利用在技术上一直被认为太费力且不经济。因此，仅尝试减少使用的过氧化氢的量。因此，根据各自的要求，过氧化氢被供应至具有其它工艺废气的废气净化系统。然而，随着时间的推移，以这种方式产生的过氧化氢的损耗不是不值得考虑的。此外，由于过氧化氢的高反应性和氧化效果，过氧化氢可以影响用于废气处理和/或运走废气的系统技术，由于这个原因，通常使用不受过氧化氢影响或仅受过氧化氢轻微影响的材料。
发明内容
本发明的目的是设计和开发在开始分别提及的类型的方法和设备，使得可以整体更经济地操作。
该目的是通过本发明的方法来实现的，在本发明的方法中，在蒸发器中蒸发过氧化氢溶液，在杀菌区域中使至少一个容器与蒸气态的过氧化氢碰撞，将所述蒸气态的过氧化氢的未消耗的部分从所述杀菌区域至少部分地去除，将去除的蒸气态的过氧化氢在冷凝器中至少部分地冷凝，以及将冷凝的过氧化氢再次供应至蒸发器。
所提及的目的还通过本发明的设备来实现，该设备包括：用于容纳至少一个容器的杀菌区域，用于蒸发过氧化氢溶液的蒸发器，用于在所述杀菌区域使所述至少一个容器与蒸气态的过氧化氢碰撞的杀菌装置，以及用于将所述蒸气态的过氧化氢的未消耗部分从所述杀菌区域至少部分地去除的去除装置。在该设备中，设置有用于至少部分地冷凝所去除的蒸气态的过氧化氢的冷凝器，以及设置有用于向蒸发器供应冷凝的过氧化氢的供应单元。
本发明还认识到，在再循环的意义上，过度化学计量使用的过氧化氢的至少部分的经济再利用是可以的。尽管通常高能耗用于冷凝(特别是包含水蒸气的气体的冷凝)，也是这样的情况。此外，本发明已经认识到，冷凝物中的过氧化氢的降低的反应性以及冷凝物中的过氧化氢的自分解可以用于提高产量。可替选地或者附加地，冷凝物不必直接再使用，而是可以在没有显著的过氧化氢损耗的情况下，在最初被供应至调控系统。
本发明的另一个优点在于，由于冷凝的工艺参数(特别是冷凝的温度)，经由气相可以增大过氧化氢浓度，或者经由气相可以降低过氧化氢损耗。过氧化氢损耗越少，所谓的过氧化氢产量或者回收率越高。因此，例如，可以在冷凝物中总计为按重量计10％和70％之间的浓度实现过氧化氢浓度。优选地，氢浓度总计为按重量计20％和60％之间，特别是总计为按重量计25％和40％之间。过氧化氢的回收率可以总计为供应至冷凝器的过氧化氢的10％和70％之间。然而优选地，回收率总计为20％和60之间，特别是总计为30％和50％之间。可替选地或者附加地，在冷凝之后，通过冷凝物的浓缩或稀释，氢浓度可以被调整至按重量计在30％和40％之间(特别是例如被调整至按重量计35％)的值。
为了增加吹到包装件上的杀菌气体的体积，杀菌气体优选由包含水蒸气和过氧化氢的处理剂以及一定比例的空气(特别是过滤的空气，优选是加压的空气)组成。因此，在容器和过氧化氢之间实现了均匀的接触，而不需要增大必须使用的过氧化氢量。
为了简单起见，在此，可替选地或者附加地，过氧化氢溶液可以在电加热的蒸发器中蒸发。然后可以没有任何问题地在高的温度水平下为过氧化氢提供热的接触表面。在此，接触表面优选通过与电源连接的加热电阻器来提供。所以过氧化氢的蒸发可以方便地在蒸发器中发生，并且，在过氧化氢溶液和空气的混合物在蒸发器中蒸发之前，过滤的空气(特别是过滤的加压空气)可以最初与过氧化氢溶液混合。这可以例如以喷嘴的类型来发生，在该喷嘴中，杀过菌的空气可以用作载气，载气应用至容器和/或用于使过氧化氢打旋以及与过氧化氢混合。
至少基本上在内表面上没有微生物的杀过菌的容器尤其适合填充食物，该食物应该是可流动的(特别是液体)以方便地填充。因此，期望在杀菌和填充之间没有微生物进入容器。针对这种背景，优选的是，在同一设备中填充杀过菌的容器。最后，还尤其优选的是，该设备是填充机，和/或该方法还包括填充至少一个杀过菌的容器的步骤。
杀菌区域至少包括待杀菌的容器通过杀菌装置与蒸气态的过氧化氢碰撞以杀死微生物的部位。然而，如果必要的话，在杀菌区域中发生另外的方法步骤，在该杀菌区域中可伴随经由相应的入口将另外的媒介引入至杀菌区域中。此外，杀菌区域与填充区域和/或密封区域一起可以是无菌室的一部分。为了防止污染填充的产品，无菌室包括靠近杀菌区域的填充和密封区域。在此，如果杀菌区域与填充和密封区域彼此相邻，则容器和其装备的运输将被简化。为了降低微生物从杀菌区域进入到填充和密封区域中的风险，可以在杀菌区域(一方面)与填充和密封区域(另一方面)之间提供结构收缩部，如果必要的话，该收缩部可以仅比这样的容器宽一点：该容器被从杀菌区域运输通过收缩部而运输至填充和密封区域中。可替选地或者附加地，可以通过所谓的由杀过菌的空气流(特别是层流)形成的幕将杀菌区域与填充和密封区域隔开。在此，杀过菌的空气优选地从上向下流动，以防止微生物进入填充和密封区域。为了简单起见，杀过菌的空气可以是过滤的空气。空气例如通过膜过滤，所述膜微细得使在原始空气中存在的微生物被分离至剩下的空气可以被认为是无菌的的程度。
随后，为了更简单的理解并防止不必要的重复，一起描述了方法和设备的优选的实施方式，而不是分别在方法和设备之间进行详细区分。然而，关于方法的每个优选的特征以及关于设备的每个优选的特征对于本领域的技术人员来说都是结果。
在本发明的第一优选的实施方式中，将杀过菌的空气供应至所述设备的杀菌区域中。这可以帮助防止将细菌和类似物引入到杀菌区域中，特别是通过穿过(并且实际上特别是从顶部到底部穿过)杀菌区域的空气、水蒸气和过氧化氢形成的杀菌流来防止。可替选地或者附加地，如果必要的话，同样是在杀菌区域中，杀过菌的空气优选用于对该至少一个容器进行预热和/或在加热至少一个容器之后进行干燥。这种方式还可以实现协同作用。在此，可以在对容器杀菌之前发生容器的预热。杀死微生物的反应在更高的温度下更快地进行。此外，更少的处理剂在容器中和/或容器上以水蒸气和过氧化氢的混合物的形式冷凝。可替选地或者附加地，如果必要的话，同样在杀菌区域中，杀过菌的空气可以用于干燥杀过菌的容器。从而在填充容器之前，去除在杀菌期间形成的冷凝物。将供应到杀菌区域的至少一部分杀过菌的空气与仍然蒸气态的过氧化氢，一起从杀菌区域中引导离开并供应至冷凝器以冷凝过氧化氢。但是，作为对于预热和/或干燥所述至少一个容器的替选或附加，可以优选的步骤是，将杀过菌的空气吹入杀菌区域中。作为杀过菌的空气的气流的结果，之后可以防止将异物从外部引入杀菌区域。
将过氧化氢作为水溶液供应至蒸发器以简单地执行该方法并降低成本。因此，然后所述至少一个容器与蒸气态的过氧化氢以及水蒸气碰撞，以及如果必要的话，还利用杀过菌的空气以稀释杀菌气体。这尤其意味着，蒸气态的过氧化氢既被引入到容器中，还至少在开口的部位中与容器的外侧接触。由于在填充容器之后开口必须仍然关闭，所以容器的外侧也可以是无菌的。否则，微生物可以由此进入到容器中。因此，为了简单起见，过氧化氢溶液可以从储存容器中被供应至蒸发器。优选地，将过氧化氢的未消耗部分(也就是在杀菌期间未转化的过氧化氢部分)与未冷凝的水蒸气一起从杀菌区域去除，如果必要的话，与未冷凝的水蒸气以及杀过菌的空气一起从杀菌区域去除。随后，将相应的气体混合物供应至冷凝器以部分地冷凝过氧化氢和水蒸气的每一者。在此优选地，在冷凝器中将气体混合物冷却至35℃和95℃之间的温度。可以根据冷凝物中需要的过氧化氢浓度和/或过氧化氢的回收率，选择该温度。随着升高的温度，更少的过氧化氢被回收，但是在冷凝物中实现了更高的过氧化氢浓度。
优选地，杀菌区域具有下端或者底部，使得可以在底部侧去除过氧化氢。为了简单起见，优选地，由于过氧化氢最初从上方被引导至打开的容器中，所以蒸气态的过氧化氢可以从下面容易地从杀菌区域被去除，而不妨碍杀菌。如果设置有用于运输所述至少一个容器通过所述设备(特别是填充机)和/或通过杀菌区域的运输装置(例如运输链)，则难以保持无菌。另外，如果在该运输装置的下方去除过氧化氢，则防止了由该运输装置对无菌区域的污染。
如果以这样的方式操作冷凝器，则该方法的经济性可以提高：冷凝物具有比蒸发器之前的过氧化氢溶液更高的过氧化氢浓度。为了确保这一点，可以调整确定的冷凝器温度，或者，可以设置通过冷凝物的过氧化氢浓度调节冷凝器温度的控制单元。此外，供应到杀菌区域的杀过菌的空气的质量流适合作为替选的或附加的操纵变量，来调节冷凝物的过氧化氢浓度。然而，如果冷凝物的过氧化氢浓度低于蒸发器之前的过氧化氢溶液的过氧化氢浓度，例如为了减少需要的过氧化氢的量，则也可以是有利的。然而，之后会需要从冷凝物去除一部分水并且因此浓缩过氧化氢。这可以使用至少一个分离器来实施反渗透、分子筛、蒸发器或者其他分离器而发生。从根本上说，从经济角度优选的是，过氧化氢浓度总计为按重量计10％和70％之间。在此对于有效的进一步使用过氧化氢而言可以优选的是，过氧化氢浓度总计为按重量计至少15％、按重量计至少20％，或者按重量计至少25％。可替选地或者附加地，例如出于能量原因或者程序原因可以优选的或足够的是，过氧化氢浓度按重量计不超过30％，按重量计不超过40％，或者按重量计不超过50％。
为了提供用于蒸发和杀菌的合适的过氧化氢浓度，可以将冷凝器中积累的冷凝物调整至预定的在按重量计25％和50％之间的过氧化氢浓度，更优选地，在按重量计30％和40％之间的过氧化氢浓度，特别是在按重量计33％和37％之间的过氧化氢浓度。如果通过添加水来稀释回过氧化氢浓度，通过添加过氧化氢溶液增大过氧化氢浓度或者通过去除水增大过氧化氢浓度，这可以特别简单且高成本效益地实现。为了减少调节费用，优选过氧化氢浓度的调整分批发生。基本地，对所述至少一个容器的杀菌导致过氧化氢的消耗。因此，优选更换消耗的过氧化氢，其中为了简单起见，例如供应的过氧化氢具有与供应至蒸发器的过氧化氢一样的浓度。然后，过氧化氢的供应不需要浓度的低适应性或者最多需要浓度的低适应性。而且关于过氧化氢的供应，分批实现有利于减少调节费用。可以设置调控装置以调整过氧化氢浓度以及调整过氧化氢的量的填充。然后调控可以在储存容器中分批发生，从而可以显著地减少调节费用。在此还优选的是，将水(特别是去矿物质的水)以及过氧化氢溶液从一个储存容器供应至该储存容器。在经济和能源方面，分子筛的使用对于将水从冷凝物分离出来而言是尤其优选的。这些可以由例如沸石和/或碳来形成，并且具有大的内表面，例如大于500㎡/g。孔径相当均匀并且与待分离的水分子的大小相似。装载有水的分子筛可以通过加热再生，其中，水被再次驱出。
在冷凝器中积累的冷凝物可以富含诸如灰尘、容器的组分等的异物。因此，过滤冷凝物是有利的。可以使用由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成的过滤器作为过滤器，因为这些材料仅受过氧化氢的轻微影响，并且对过氧化氢的分解没有催化作用。如果使用优选具有在10μm和200μm之间的孔径尺寸，特别是30μm和50μm之间或者90μm和110μm之间的孔径尺寸的烧结的聚乙烯，情况更为如此。如果滤液可以向下排放，则过滤器变干使得过氧化氢不会与过滤器残留物反应。由聚乙烯制成的烧结的过滤器的另一个优点在于高成本效益地生产和简单的组装。可替选地或者附加地，将冷凝物(特别是过滤后)供应至离子交换器(优选阳离子交换器)是有利的。由于离子交换器中的离子交换，例如可以减少甚至防止盐沉淀物。在使用阳离子交换器的情况下，酸保留在有助于过氧化氢的稳定化的冷凝物中。为了保持设备费用低，过滤和/或离子交换优选发生在调整供应至蒸发器的溶液的过氧化氢浓度之前。独立于此，过滤装置可以是调控装置的一个组件，以便以根据该方法的方式紧凑地将制剂(preparation)汇聚。
对于填充容器而言优选的是，在所述至少一个容器与蒸气态的过氧化氢碰撞之前，在杀菌区域中用热的杀过菌的空气预热所述至少一个容器。然后在杀菌期间产生较少的冷凝物，并且过氧化氢不会冷却太多，从而实现高的反应速度。可替选地或者附加地，可以使用杀过菌的空气干燥通过蒸气态的过氧化氢杀过菌的容器。因此，在填充之前驱出冷凝物，并且防止留在容器中的过氧化氢氧化和/或污染待填充的食物。
独立于此，容器在与蒸气态的过氧化氢碰撞以及由此发生杀菌之后，优选以食物形式的产品填充容器。因此，提供的该方法特别是用于可流动的产品，该可流动的产品至少可以是糊状的，或者如果必要的话可以是液态的以及如果需要的话，可另外包含块状成分。所描述的方法特别适合于填充饮料，在填充饮料的情况下，由于待填充的饮料的量，尽可能短的周期时间具有特别的经济重要性。
如果多个容器借助于运输装置一个接一个地运输通过无菌室或者杀菌区域和/或填充和密封区域，则在短时间内填充容器可以是有利的。因此，可以实现短的周期时间并避免不合格品。为了容器的安全和确定的运输，运输装置可以具有分别用于接收单个容器的多个单元室。在此可替选地或者附加地，如果运输装置形成为运输链，则在结构上特别简单。
基本上，如果将包装件用作容器，则前述方法的使用将特别经济。此外，为了简化杀菌和填充，包装件优选向上敞开。在此，特别是纸板复合包装件适合作为包装件。在此，还可以提供的是，底部在填充之前还未封闭并且向上指向。然后，包装件的头部优选已经封闭，使得可以通过底部填充包装件。
如果该设备设置有过滤装置，则包含在过滤装置的异物可以与冷凝的过氧化氢分离，从而防止相应的异物的富集。为此，特别地，如先前已经描述的那样，过滤装置具有由聚乙烯和/或聚丙烯制成的过滤器，如果需要的话，具有由聚乙烯和/或聚丙烯制成的烧结的过滤器。在此特别地，异物可以是灰尘或者待被杀菌的容器的磨损材料。
为了能够调整待要供应至蒸发器的过氧化氢溶液的浓度，使得尽管一部分过氧化氢再循环，用于杀菌的溶液的过氧化氢浓度都可以保持近似恒定，优选地，所述设备具有调控装置或调整装置，以调整在冷凝物中需要的过氧化氢浓度。调控装置或调整装置可以包括用于稀释过氧化氢浓度的稀释装置，并且实际上特别是通过添加水来稀释。为此，稀释装置可以连接至水管线，或者稀释装置可以具有水储存容器。可替选地或者附加地，还可以设置有用于增大过氧化氢浓度的浓缩装置。为此，例如，可以增加过氧化氢或者可以从冷凝物分离水。优选地，使用分子筛来分离水。然而，基本上，水还可以以另一种方式分离。过氧化氢浓度的调整主要间歇性地发生，因此分批调整过氧化氢浓度。这简化了调节费用。然而，调节装置有利于监控浓度调整。同样地，过氧化氢浓度的连续调整可以是有利的。然后必须要处理较少的过氧化氢。此外，设备技术需要较少的构造空间。
可替选地或者附加地，所述设备可以具有供应装置，以更换未冷凝的过氧化氢。以这种方式，可以简单地补偿过氧化氢的损耗，过氧化氢的损耗特别是由于杀死微生物的结果导致的以及由于经由气相离开冷凝器的过氧化氢比例份导致的。因此，供应装置优选包括具有过氧化氢溶液的储存容器，储存容器中的过氧化氢溶液的浓度近似对应于待供应至蒸发器的过氧化氢溶液的浓度。
为了简化该过程，可以优选的是，过滤装置、稀释装置和/或供应装置在调控装置中聚集在一起。调控装置可以包括用于分批调控过氧化氢溶液的至少一个储存容器。然后，在过氧化氢溶液的调控已经发生之后，用于蒸发器的过氧化氢溶液的储存容器可以由所述至少一个储存容器供给。
如果所述设备(特别是填充机)具有用于特别是在杀菌区域中用热的杀过菌的空气预热所述至少一个容器的预热装置，则可以安全且快速的方式来实施用食物填充容器。然后，在杀菌期间产生较少的冷凝物，并且可以确保高反应动力学，该高反应动力学确保微生物的可靠氧化。可替选地或者附加地，可以设置干燥装置以特别是在杀菌区域中用杀过菌的空气干燥杀过菌的容器。然后去除冷凝的过氧化氢，否则其可能会留在容器中代替待填充的食物。此外，过氧化氢会氧化待填充的食物，这是不期望的。为了对杀过菌的容器无菌填充，设置了形成为在填充和密封区域中用食物填充杀过菌的容器的填充装置。从而，即使是在填充之后，也不会发生填充食物的污染，可以设置封闭装置以特别是在填充和密封区域封闭填充的容器。然后，在封闭容器之后，仅从填充和密封区域运输容器。
为了运输容器，所述设备(特别是填充机)基本上具有运输装置，该运输装置可以运输，特别是一个接一个地运输多个容器通过杀菌区域和/或填充和密封区域或者无菌室。为了能够确保容器以确定的空间距离和时间距离的确定运输，以便防止不合格品，运输装置优选具有多个单元室，单个容器可以引入和/或保持在各单元室中。在此，单元室优选形成使得其接收器对应于容器的外部尺寸，这简化了容器的接收。可替选地或者附加地，运输装置可以形成为运输链。这可以简单地呈圆形被引导，以能够确保容器的定期供给和补充。
基本上，如果将可以向上敞开用于简单杀菌和/或填充的包装件用作容器，则是特别经济的。在此，如已经通过开始的示例描述的，且从现有技术中已知的，纸板复合包装件特别适合用作包装件。
为了能够以描述的具有高的操作安全性的方式确保对容器的杀菌，可以设置有至少一个控制装置，该控制装置承担控制和/或调节各个部分过程和/或整个过程。
附图说明
以下通过仅代表示例性实施方式的附图更详细地解释本发明。附图中示出：
图1是描述根据本发明的设备的细节的示意图；和
图2是描述根据本发明的方法的示意图。
具体实施方式
在图1中，示意性地描述了以填充机的形式对容器2杀菌的设备1的细节。所描述的设备1具有无菌室3，该无菌室3包括杀菌区域3a以及填充和密封区域3b，一排以包装件形式的容器2至少部分被一个接一个地运输通过杀菌区域3a以及填充和密封区域3b。在此容器2的运输方向指向如箭头所示，从左向右，然而，其中容器2的运输并不必须以直线发生，也可以以圆弧或甚至以圆形发生。以包装件形式的容器2借助包括运输链5的运输装置4将容器2运输通过无菌室3，包装件特别地是纸板复合包装件，该纸板复合包装件具有至少一个纸板层、铝层以及由特别是聚乙烯(PE)的热塑性塑料制成的外层。为此，优选地，以包装件形式的容器2分别最初从切割成一定尺寸的包装件通过折叠以及局部熔接或密封该包装材料而形成。由此形成和封闭包装件底部。容器的头部保持打开以便能够填充容器。然而，容器的头部也可以是封闭的，而可以通过还未封闭的底部填充容器。
容器2优选地形成为立方形，并且在形成之后被传递至以运输链5的形式的运输装置4。然而，从根本上说，容器也可以具有另外的形式。例如球形的容器或金字塔形的容器也是可能的。为此，运输装置4具有单元室6，处于不封闭状态的容器2被引入到单元室6中，该处于不封闭状态的容器2在所描述的实施方式中也可以被称为包装坯料。然后容器2或包装坯料优选地以确定(positive)的方式保持在单元室6中，使得一方面可以确保容易引入容器2和移除容器2，并且在另一方面可以确保关于速度和容器2彼此之间的距离的确定的运输。在此无端部的运输链5呈圆形被驱动。
运输装置4不是无菌的，使得填充和密封区域3b的无菌部位仅达到运输装置4，然而，这足以用于在填充和密封区域3b中进行食物的无菌填充。为了防止容器2被运输装置4污染，优选地，在无菌室3中从顶部到底部维持杀过菌的空气7a的流动。为此，沿着无菌室3提供了相应的杀过菌的空气连接件8，以供应杀过菌的空气7a。作为杀过菌的空气流的结果，没有微生物可以从运输装置4向上迁移并停留在容器2的上端。
杀菌区域3a以及填充和密封区域3b在所描述的设备1中通过杀过菌的空气幕隔开，杀过菌的空气幕以基本层流的方式向上吹和向下流。作为空气幕的替选或者附加，还可以想到闸门或收缩部，其仅允许容器进入填充和密封区域3b，但其至少趋向于保持来自杀菌区域3a的大气。
进入杀菌区域3a之后，通过吹送热的杀过菌的空气7a，通过预热装置9对容器2一个接一个地进行预热。在下一站中，通过杀菌装置10使容器2与水蒸气、过氧化氢和优选过滤的空气7的混合物碰撞，以便对容器2杀菌，杀菌装置10可以形成为定量装置或者可以包括定量装置。为此，在所描述的和在这方面优选的设备1中，具有浓度按重量计在30％和40％之间(特别是浓度按重量计约为35％)的过氧化氢水溶液11在蒸发器12中的电加热表面上蒸发。在所描述的和在这方面优选的设备1中，蒸气的温度达到250℃和300℃之间，例如270℃。蒸气与过滤的空气7一起从喷嘴吹出，以便将过氧化氢均匀地引导至待被杀菌的容器2的表面上。其内的过滤的空气7增加了杀菌气体的总体积，在所描述的和在这方面优选的设备1中，杀菌气体的总体积总计为浓度在按体积计2％和10％之间，特别是按体积计2.5％和8％之间。因此，可以通过低消耗过氧化氢来实现对容器2的杀菌。过氧化氢与存在于容器2的表面上的微生物在容器2的表面上、在150℃和270℃之间的温度下反应，特别是在约170℃至约220℃之间的温度下反应，从而杀死这些微生物。
在对容器2杀菌之后，通过经由干燥装置13使这些容器与杀过菌的空气7a碰撞而干燥这些容器，使得在随后使用填充装置14给容器2填充食物产品(在所描述的和在这方面优选的设备1中食物产品为饮料)之前，去除过氧化氢和冷凝水。然后，填充的容器2被封闭。在所描述的和在这方面优选的设备1中，使用封闭装置15通过折叠包装件的上部部位并且密封相对应的部位而封闭填充的容器，其中，彼此接触的包装件部分彼此熔接。然后，通过运输装置4从无菌室3运输封闭的容器2。随后，可以从运输装置4的单元室6一个接一个地去除容器2。
在运输装置4下面的杀菌区域3a的下端处，杀过菌的空气、水蒸气和蒸气态的过氧化氢的混合物经由吸气箱(suction box)16去除。在所描述的和在这方面优选的设备1中，吸气箱16没有在填充和密封区域3b下方延伸。因此，杀过菌的空气同样不会从填充和密封区域3b去除，从而，经由吸气箱去除的体积流将增加，并且由于相应的稀释的原因，过氧化氢浓度将降低。气体混合物可以例如具有50℃和80℃之间的温度，特别是在60℃和70℃之间的温度。然后，去除的气体混合物供应至冷凝器17，在冷凝器17中，水和过氧化氢部分冷凝。冷凝器可以是具有多个管子暂存器的管束式热交换器。在此，优选的是，各个管子暂存器分别以交叉流动的方式操作，并且冷却剂以串联和与待冷凝的气体混合物逆流的方式流动通过各个管子暂存器。在此，待冷凝的气体混合物以Z字形的方式被从底部引导到顶部通过各个管子暂存器。在此，选择供应至杀菌区域3a的气流上的气体混合物的成分和/或冷凝器17的至少一个温度，使得冷凝物18中的过氧化氢的浓度按重量计在约30％和约35％之间。然而，从根本上说，其它浓度也可以是有利的，诸如例如冷凝物18中的过氧化氢的浓度按重量计至少为15％、至少为20％、或者至少为25％，以及例如冷凝物18中的过氧化氢的浓度按重量计至多为70％、至多为50％、或者至多为40％。
冷凝物18随后供应至调控装置19，在调控装置19中，冷凝物18在具有由烧结聚乙烯制成的过滤器的过滤装置20中除去来自杀菌区域3的灰尘和/或其它颗粒。为了清洁过滤器，可以定期回洗过滤器。
如此清洁的冷凝物18供应至调整装置21，以调整所需的过氧化氢浓度，在所描述的和在这方面优选的设备1中，所述调整装置21包括稀释装置22和浓缩装置23。稀释装置22具有在储存容器24中的水(优选是去矿物质水)的供应源32，在稀释装置22中，可以通过添加水稀释来自冷凝器17的冷凝物18。从而，过氧化氢浓度优选调整至按重量计在30％和40％之间的数值，特别是按重量计约为35％的数值。浓缩装置23包括至少一个吸收单元25，该吸收单元25包括用于吸收水的分子筛，在单独的步骤中将水再次从分子筛驱出。浓缩的过氧化氢溶液可以被引回至储存容器24中。过氧化氢溶液的调节间歇地分批发生。
具有调整的浓度的过氧化氢溶液从储存容器24被引导至中间储存器27，在中间储存器27中，通过供应装置28供应另外的过氧化氢，以用于补偿消耗的过氧化氢以及包含在离开冷凝器17的气相25中的过氧化氢。优选地，这经由可以与储存容器24中的调整的浓度相对应的预定浓度的过氧化氢溶液发生。
此外，在所描述的和在这方面优选的设备1中，与过氧化氢接触的设备1的表面可以由材料编号为1.4404或者1.4571(各V4A)的钢、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或者玻璃组成。可替选地，接触表面可被钝化和/或加热。附带地，为了防止过氧化氢的蒸发，在冷凝器17和蒸发器12之间的过氧化氢溶液的温度可以保持在低于50℃的温度水平。可替选地或附加地，可以将有机的和/或无机的稳定剂添加过氧化氢溶液中，该过氧化氢溶液也可以被蒸发和/或离开蒸发器12作为气雾剂。在所描述的和在这方面优选的设备1中，设置了泵，该泵用于将冷凝物18从冷凝器17传送至中间储存器27并且进一步到达蒸发器12。这些泵29可以形成供应单元或者形成为供应单元的一部分。可替选地或附加地，调节装置19也可以完全地或部分地是供应单元的一部分。这同样适用于先前没有详细提及但是可以没有任何疑问地从图1中搜集到的相应的管线或类似物。此外，设置了用于从杀菌区域3a或者吸气箱16去除水蒸气、蒸气态的过氧化氢以及杀过菌的空气的去除装置30。设置了另外的用于操作浓缩装置23的泵31。
图2中的流程框图示意性地示出了先前描述的设备1的操作方法。在此，发生在无菌室中或者发生在与无菌室直接连接部中的方法步骤布置在代表无菌室的框A中。关于容器B的处理步骤一个接一个地竖直布置。最初，将容器B应用至使容器B运输通过无菌室A的运输单元。然后将容器B供应至杀菌区域SZ中。在杀菌区域SZ中，用热的杀过菌的空气预热容器B；杀过菌的空气最初通过过滤大致净化的空气L而产生。杀过菌的空气在另外的位置也被吹进无菌室A中。
在预热容器B之后，用大致净化的空气、水蒸气和蒸气态的过氧化氢的混合物对预热的容器B杀菌。在进一步的步骤中，将杀过菌的容器B转移至填充和密封区域FS中，并且在此用来自储存室的食物填充杀过菌的容器B。随后，在密封站通过超声波熔接将容器B封闭和密封。然后，借助于运输装置将如此密封的容器引导离开无菌室A。然后，将完成的容器B从运输装置分离。
将包含的水蒸气、蒸气态的过氧化氢和杀过菌的空气的气体混合物G从杀菌区域SZ去除，并将上述气体混合物G供应至冷凝器。冷凝物K和气相P离开冷凝器，在所描述的和在这方面优选的设备1中，去除作为废气的所述气相P。除了从杀菌区域SZ去除的空气，气相P还包括水蒸气和过氧化氢的残留物。将冷凝物K传送至用框代表的调节装置E，在调节装置E中设置了用于过滤冷凝物K以分离固体的过滤装置。随后，净化的冷凝物到达储存容器以调节净化的冷凝物，特别是调整冷凝物的过氧化氢浓度。经由稀释装置通过添加水(特别是去矿物质水)可以降低冷凝物中的过氧化氢浓度。可替选地或附加地，通过部分分离冷凝物的水增加冷凝物的氢浓度，并且实际上优选地，恰好达到可以提供所需的过氧化氢浓度的程度。然后，相应地调节的过氧化氢溶液被重新装满并分配至中间储存器，过氧化氢溶液可以从中间储存器连续地供应至蒸发器。可以在中间储存器中通过添加合适浓度的过氧化氢的新鲜的过氧化氢溶液H来代替消耗的过氧化氢。在此，新鲜的过氧化氢溶液的浓度大约与供应至中间储存器的调节的冷凝物的浓度相对应。再次将冷凝物供应至蒸发器以对另外的容器杀菌。

Claims (44)

1.一种对容器(2)杀菌以容纳填充装置(14)中的食物的方法，
其中，在蒸发器(12)中蒸发过氧化氢溶液(11)；
其中，在杀菌区域(3a)中使至少一个容器(2)与蒸气态的过氧化氢碰撞；
其中，将所述蒸气态的过氧化氢的未消耗的部分从所述杀菌区域(3a)至少部分地去除；和
其中，将所去除的蒸气态的过氧化氢在冷凝器(17)中至少部分地冷凝，以及将所冷凝的过氧化氢再次供应至所述蒸发器(12)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述食物是可流动的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将杀过菌的空气供应至所述杀菌区域(3a)，以及
其中，所述杀过菌的空气(7a)被与所述蒸气态的过氧化氢一起从所述杀菌区域(3a)至少部分地去除，并且被供应至所述冷凝器(17)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将杀过菌的空气供应至所述杀菌区域(3a)，以预热和/或干燥所述至少一个容器，以及
其中，所述杀过菌的空气(7a)被与所述蒸气态的过氧化氢一起从所述杀菌区域(3a)至少部分地去除，并且被供应至所述冷凝器(17)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在所述蒸发器(12)中蒸发过氧化氢水溶液；
其中，将所述蒸气态的过氧化氢的所述未消耗的部分和水蒸气分别从所述杀菌区域(3a)至少部分地去除，并且在冷凝器(17)中至少部分地冷凝。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在底部侧去除所述过氧化氢。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在运输装置(4)的下方去除所述过氧化氢，所述运输装置(4)将所述至少一个容器(2)运输通过设备(1)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷凝器(17)以如下方式操作：冷凝物(18)具有比在蒸发之前的所述过氧化氢溶液(11)更高或更低的过氧化氢浓度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至少10％，和/或所述过氧化氢浓度总计为按重量计至多70％。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至少15％。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至少20％。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至少25％。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至多50％。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过氧化氢浓度总计为按重量计至多40％。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，调整在所述冷凝器(17)中积累的冷凝物(18)至预定的过氧化氢浓度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述预定的过氧化氢浓度按重量计在25％和50％之间。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述预定的过氧化氢浓度按重量计在30％和40％之间。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述预定的过氧化氢浓度按重量计在33％和37％之间。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，浓缩物的过氧化氢浓度通过稀释来调整，和/或通过浓缩来调整。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述稀释为用水稀释。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述浓缩为使用分子筛的浓缩。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述冷凝器(17)中积累的冷凝物(18)被过滤以分离杂质，和/或被供应至用于离子交换的离子交换器。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，在调整前，在所述冷凝器(17)中积累的冷凝物(18)被过滤以分离杂质，和/或被供应至用于离子交换的离子交换器。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所述离子交换器是阳离子交换器。
25.根据权利要求1所述的方法，其中，在与所述蒸气态的过氧化氢碰撞之前，所述至少一个容器(2)在所述杀菌区域(3a)中用热的杀过菌的空气(7a)预热；在与所述蒸气态的过氧化氢碰撞之后，所述至少一个容器(2)用杀过菌的空气(7a)干燥；在与所述蒸气态的过氧化氢碰撞之后，所述至少一个容器(2)用产品填充；和/或，在所述填充之后封闭所述至少一个容器(2)。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述产品是可流动的。
27.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于运输装置(4)，一个接一个地将多个容器(2)运输通过所述杀菌区域(3a)。
28.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于运输装置(4)，一个接一个地将多个容器(2)运输通过无菌室(3)。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，所述运输装置(4)具有分别用于容纳单个容器(2)的多个单元室。
30.根据权利要求27或28所述的方法，其中，所述运输装置(4)是运输链(5)。
31.根据权利要求1所述的方法，其中，将包装件用作容器(2)。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述包装件是纸板复合包装件。
33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述包装件是向上敞开的。
34.一种用食物填充杀过菌的容器(2)的设备，所述设备包括：用于容纳至少一个容器(2)的杀菌区域(3a)；用于蒸发过氧化氢溶液(11)的蒸发器(12)；用于在所述杀菌区域(3a)使所述至少一个容器(2)与蒸气态的过氧化氢碰撞的杀菌装置(10)；以及用于将所述蒸气态的过氧化氢的未消耗部分从所述杀菌区域(3a)至少部分地去除的去除装置(30)，其特征在于，设置有用于至少部分地冷凝所去除的蒸气态的过氧化氢的冷凝器(17)，以及设置有用于向所述蒸发器(12)供应冷凝的过氧化氢的供应单元。
35.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，所述食物是可流动的。
36.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，所述设备用以实施根据权利要求1至33中任一项所述的方法。
37.根据权利要求34至36中任一项所述的设备，其特征在于，
设置有用于从所述冷凝器(17)的冷凝物(18)去除杂质的过滤装置(19)，设置有用于将所述冷凝的过氧化氢的浓度稀释至预定的浓度的稀释装置(22)，设置有用于增大所述冷凝的过氧化氢的浓度的浓缩装置(23)，和/或，设置有用于更换未冷凝的过氧化氢的供应装置(28)。
38.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，
设置有用于在所述杀菌区域(3a)中利用热的杀过菌的空气(7a)预热所述至少一个容器(2)的预热装置(9)，设置有用于在所述杀菌区域(3a)中利用杀过菌的空气(7a)干燥杀过菌的容器(2)的干燥装置(13)，设置有用于在填充和密封区域(3b)中用食物填充所述杀过菌的容器(2)的填充装置(14)，和/或设置有用于在所述填充和密封区域(3b)中封闭填充好的所述容器(2)的封闭装置(15)。
39.根据权利要求38所述的设备，其特征在于，设置有运输装置(4)，所述运输装置(4)用于一个接一个地将多个容器(2)运输通过所述杀菌区域(3a)和/或所述填充和密封区域(3b)。
40.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，设置有运输装置(4)，所述运输装置(4)用于一个接一个地将多个容器(2)运输通过所述杀菌区域(3a)。
41.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，设置有运输装置(4)，所述运输装置(4)用于一个接一个地将多个容器(2)运输通过无菌室(3)。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的设备，其特征在于，所述运输装置(4)具有分别用于容纳单个容器(2)的多个单元室(6)。
43.根据权利要求39至41中任一项所述的设备，其特征在于，所述运输装置(4)是运输链(5)。
44.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，
设置有用于控制和/或调节根据权利要求1至33中任一项所述的方法的至少一个控制装置。
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