CN110869059B - 用于对容器处理设备的表面进行灭菌的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对容器处理设备、优选是干式无菌设备的表面进行灭菌的装置(1)，其包括：用于加热载流体的加热装置(14)，用于将灭菌剂计量到所述载流体中的计量装置(2)，以及用于对所述待灭菌表面施加由所述载流体和所述灭菌剂构成的加热的混合物的施加装置(100，110)。

Description

用于对容器处理设备的表面进行灭菌的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对容器处理设备、例如饮料灌装设备的表面、例如与产品接触的表面进行灭菌的装置和方法。

背景技术

已知在产品更换时以及在生产中断之后，对与产品接触的表面和例如与饮料灌装设备中的清洁室接触的表面定期进行清洁和灭菌。为此，例如已知，首先借助清洁介质对待灭菌表面进行清洁，以便例如冲洗掉产品残留物、粘附的异物和其他不期望的物质。

然后用热水冲洗表面，以便从相应待清洁的设备区域中完全抽出清洁介质。紧接着通常进行干燥步骤，在该干燥步骤中例如吹入干空气或热空气，以实现对仍被施加有水的表面的完全干燥。

在表面完全干燥之后，为了对饮料灌装设备进行灭菌，将蒸发的H₂O₂施加到待灭菌表面，使得蒸发的H₂O₂与所有待灭菌表面接触。在足够长的作用时间之后，对相应表面进行灭菌。该方法也称为干式无菌，并用于对饮料灌装设备的无菌区域进行清洁和灭菌。这些无菌区域通常布置在所谓的隔离器内，借助该隔离器可以进行设备组件相对于环境的限定界限，并在该隔离器内提供具有减少的细菌负荷的限定气氛。

位于该隔离器内的所有表面都使用上述方法进行清洁、干燥并随后借助蒸发的H₂O₂进行灭菌。

在进行了灭菌之后，饮料灌装设备则再次处于灭菌状态并因此准备用于生产。

如果在饮料灌装设备中需要生产中断，随着该生产中断而出现例如对隔离器的介入，例如以便手动解决机械问题，则需要中断生产并重新执行上述清洁，以使设备再次处于灭菌状态。

发明内容

从已知的现有技术出发，本发明的目的是提供一种装置和方法，该装置和方法实现在容器处理设备以及尤其是饮料灌装设备中的待灭菌表面的更简化的灭菌。

该目的通过具有权利要求1的特征的一种用于对饮料处理设备的表面进行灭菌的装置来实现。有利的改进方案从从属权利要求、本说明书和附图得出。

因此，提出了一种用于对容器处理设备的表面进行灭菌的装置，其包括：用于加热载流体的加热装置，用于将灭菌剂计量到所述载流体中的计量装置，以及用于对所述待灭菌表面施加由所述载流体和所述灭菌剂构成的加热的混合物的施加装置。

由于设置有计量装置，使用所述计量装置将灭菌剂计量到所述载流体中，并且设置有施加装置，使用所述施加装置对所述待灭菌表面施加由所述载流体和所述灭菌剂构成的加热的混合物，因而可以更有效地执行对容器处理设备的待灭菌表面的灭菌以及尤其是中间灭菌。

尤其地，这样能够现在用单一步骤执行灭菌方法的三个先前单独执行的步骤，即，用热水冲洗，完全干燥相应表面，以及随后通过用蒸发的H₂O₂处理来对表面进行灭菌。因此，也能够执行特别快速的中间灭菌。

中间灭菌也可以与干式无菌方法(冲洗，干燥，施加蒸发的H₂O₂)结合使用，其中，在开始生产之前或者在产品更换时执行干式无菌方法，以用于初始灭菌，并且在强制性生产中断之后执行中间灭菌，以用于设备的定期处理。

由于由载流体和灭菌剂构成的混合物被加热并被施加到相应待灭菌表面，因而一方面借助加热的载流体实现冲洗作用。另一方面，由于温度升高，灭菌剂的灭菌作用提高，并且也使用在升高的温度下施加的灭菌剂对容器处理设备的待灭菌表面进行灭菌。这样，可以加速灭菌过程。此外，由于由载流体和灭菌剂构成的混合物的温度升高，容器处理设备的相应表面也被加热，从而支持该表面的后续干燥。

对表面进行灭菌在此应理解为以如下方式处理相应表面，即在灭菌之后不再存在能够繁殖的细菌。尤其地，这意味着，尤其是对于在饮料灌装设备中灌装的相应填充产品而言，破坏产品的细菌是不存在的或者是不再能够繁殖的。

换句话说，已灭菌表面应理解为这样的表面，该表面肯定不具有致病和形成毒素的微生物，并且不具有使在饮料灌装设备中灌装的填充产品在正常转运条件下会不可靠地恶化的其他微生物和酶。

作为载流体，可以例如使用水，并且特别优选地使用灭菌水。

作为灭菌剂，可以优选地使用过乙酸(C₂H₄O₃)，也称为过氧乙酸。一方面，通过加热装置或是仅施加到载流体或是已经施加到由载流体和过乙酸构成的混合物的高温能够改善过乙酸的灭菌性能。此外，过乙酸具有在高温下蒸发的趋势，使得灭菌剂或过乙酸残留物不会残留在最终灭菌的表面上，而是与载流体一起蒸发。结果是，可以特别优选地在相应抽出混合物的蒸汽的情况下得到干燥和灭菌的表面。

与已知的中间灭菌相比，这尤其是节省了在使用以H₂O₂形式的蒸发的灭菌介质之前在用水冲洗掉相应表面之后将相应待灭菌表面完全干燥所花费的时间。在根据现有技术的常规方法中，需要用蒸发的H₂O₂完全干燥待灭菌表面，以便一定实现蒸发的H₂O₂与表面各区域的接触。应一定避免在待灭菌表面上残留水滴，因为在这些残留水滴的区域中，不发生对位于水滴下方的待灭菌表面的施加。

通过在此提出的能够对待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物所使用的装置，可以相应地节省上述费时间的工艺步骤。

优选地，所述计量装置如此布置，使得所述灭菌剂在所述加热装置的上游被计量到所述载流体中，并且由所述载流体和所述灭菌剂构成的所述混合物在所述加热装置中被加热。这样，可以可靠地提供混合物的限定温度而不依赖于计量到载流体中的灭菌剂的体积。

优选地，所述计量装置也可以如此布置，使得所述灭菌剂在所述加热装置的下游被计量到已在所述加热装置中被加热的所述载流体中。这样，使灭菌剂得到更有效的使用，因为通过加热至少部分地对载流体进行灭菌，使得灭菌剂通过载流体的灭菌而在一定程度上尚未被消耗。

借助计量装置还可以实现的是，过乙酸以预定浓度如此被供应到载流体，使得所得到的由载流体和灭菌介质构成的加热的混合物具有尽可能高的灭菌性能。

特别优选地，可以在所述加热装置的上游设置有用于将水作为载流体供应的载流体供应部，并且可以设置有灭菌水产生装置以对水进行灭菌，其中，所述灭菌水产生装置优选地包括布置在所述加热装置的下游的停留管线，所述停留管线用于提供借助所述加热装置加热的水的预定停留持续时间。因此，这样，在加热装置中被加热到相应灭菌温度的水可以在借助停留区段给定的停留时间内保持在升高的温度下并相应地以此方式进行灭菌。停留区段如此测定，使得载流体在流过停留区段时依赖于流速而经历预定的停留持续时间并因此可以实现灭菌。

如果停留区段设置成灭菌水产生装置，则特别优选的是，如此设置计量装置，使得已经在停留区段的开始处进行灭菌介质的计量，以便也借助灭菌介质来支持水的灭菌。

然而，在一个替代或附加的实施方式中，所述计量装置也可以设置在所述停留区段的端部，从而将灭菌剂计量到已经稍微冷却的载流体中，所述载流体此时已经是灭菌的。这样，可以节省灭菌介质并且可以减少或避免灭菌介质的立即蒸发。

为了对所述容器处理装置的待灭菌表面进行施加，可以设置有施加装置。施加装置可以例如以喷嘴或冲洗喷嘴的形式设置，以便对例如隔离器或者容器处理装置的隔离器内部的组件和其他装置的位于外部的表面进行清洁。然而，施加装置也可以是例如呈分支或阀形式的供应装置，借助其可以将由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物相应地引入到容器处理装置的管线或介质引导路径中。因此，然后对容器处理设备内的表面进行灭菌。因此，施加装置既可以用于对位于外部的表面施加由载流体和灭菌剂构成的混合物上，也可以用于对相应的流体引导管线，尤其是填充产品引导管线施加由载流体和灭菌剂构成的混合物。

优选地，所述用于计量灭菌剂的计量装置优选地与用于收纳过乙酸的灭菌剂罐连接，并且所述计量装置将过乙酸计量到载流体中。

此外，特别优选地还设置有抽出装置，借助所述抽出装置可以将在对所述容器处理装置的相应待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物时产生的蒸汽从所述容器处理装置的相应已灭菌区域中抽出。尤其地，借助通风装置能够从容器处理装置的待灭菌区域中将蒸发的灭菌剂与蒸发的载流体一起抽出，该蒸发的载流体由于高温而蒸发，利用该高温与载体液一起被施加到待灭菌表面上。

在另一个优选改进方案中，所述计量装置包括用于确定所述载流体中的所述灭菌剂的浓度的传感器，并且设置有控制或调节装置，所述控制或调节装置基于所述传感器的信号控制或调节所述灭毒剂的计量。在一个替代方案中或者除此之外，还可以借助体积流量传感器以预定的体积流量将灭菌剂引入到载流体中。

上述目的还通过具有权利要求8的特征的一种方法来实现。有利的改进方案从本说明书、从属权利要求和附图得出。

因此，提出了一种用于对容器处理装置的表面进行灭菌的方法，其中对待灭菌表面施加由水和过乙酸构成的加热的混合物。

特别有选地，所述混合物具有50℃至80℃、优选是60℃至70℃的温度。

上述目的还通过具有权利要求10的特征的一种用于在处理容器设备中处理容器的方法来实现。有利的改进方案从本说明书、从属权利要求和附图得出。

因此，提出了一种用于操作容器处理装置的方法，其包括：在所述容器处理装置中处理容器，中断所述容器处理装置中的所述容器的处理，在生产中断的情况下对所述容器处理装置的至少一个待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物，以及重新开始所述容器的处理。

由于首先执行容器处理，然后中断容器处理，在中断容器处理之后，将由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物施加到容器处理装置的待灭菌表面，之后再次开始处理容器，可以通过单个处理步骤执行对待灭菌表面的灭菌，尤其是以中间灭菌的形式的灭菌。

在所述方法的一个改进方案中，在对待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物之后，可以使用水，特别优选是热灭菌水执行对容器处理装置的已灭菌表面的冲洗。水或灭菌水特别优选地具有至少90℃的温度。

在另一个步骤中，可以随后在对待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物或者对容器处理装置的已灭菌表面施加水，尤其是热灭菌水之后，借助通风装置将所有蒸汽从容器处理装置中抽出或者用干空气对容器处理装置进行补充干燥。

附图说明

通过下面的附图描述来更详细地说明本发明的其他优选实施方式。在附图中：

图1示出了用于对容器处理装置的表面进行灭菌的装置的示意图。

具体实施方式

下面参照附图描述优选实施例。

图1示出了用于对例如用于用饮料填充瓶子或其他容器的饮料灌装设备的容器处理装置的表面进行灭菌的装置1的示意图。

待灭菌表面可以例如以容器处理装置的处理机构的表面的形式，例如饮料灌装设备的填充机构或封闭机构的表面的形式存在。待灭菌表面也可以是容器处理装置的包壳或隔离器的表面。

待灭菌表面也可以是界定容器处理装置的引导介质的通道的表面。换句话说，也可以借助所述装置对通道和管线进行灭菌。

容器处理装置可以例如是无菌饮料灌装设备，优选是干式无菌饮料灌装设备。在开始生产之前或者在在更换产品时，优选地使用干式无菌灭菌方法(包括冲洗，干燥，用蒸发的H₂O₂处理)。然后，在生产中断之后，使用本文所述的由载流体和灭菌剂构成的热混合物用于中间灭菌。

为了对表面进行灭菌，装置1包含CIP供给部10，借助该CIP供给部10可以将以下面描述的方式制造和加热的由载流体和灭菌剂构成的混合物施加到容器处理装置的待灭菌表面。

为此，例如紧挨着CIP供给部10设置有喷嘴100或阀110，借助该喷嘴100或该阀110可以将由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物施加到容器处理装置的相应待灭菌表面。

载流体可以例如以工艺水的形式通过工艺水供应部12被供应，然后通过循环泵120被供应到加热装置14，在该加热装置中对载流体进行加热，然后通过CIP供给部10相应地被引导到容器处理装置的区域，在该区域中设置有待灭菌表面。

借助在此构成为热交换器的加热装置14，可以对通过工艺水供应部12被供应的工艺水进行加热。优选地，设置有温度传感器16，该温度传感器16监控载流体的温度并相应地调节加热装置。在所示的实施例中，工艺蒸汽用于在热交换器中提供热能。但是，加热装置14也可以以任何其他已知的方式构成，例如以电加热器的形式构成。

紧挨着加热装置14，也就是在加热装置14的下游，设置有停留区段16，该停留区段16如此设计，使得在加热装置14中被加热的工艺水被保持到已将其在加热装置14中保持的高温超过预定时间。这样，可以对收纳在停留区段16中的加热的工艺水进行灭菌，该工艺水在此用作载流体。优选地，停留区段16是隔热的，以便可以有效地使用必要的热能供应。

加热的工艺水的温度借助温度传感器160进行监控，该温度传感器160也用于调节构成为热交换器的加热装置14的热蒸汽供应部162。

作为由载流体和灭菌剂构成的混合物在对待灭菌表面进行施加时可以具有的温度，优选地设置有50℃至80℃、优选是60℃至70℃的温度，特别是在使用水作为载流体并使用过乙酸作为灭菌剂时。

曾经在容器处理装置中用于对相应表面进行灭菌的流体要么作为蒸汽被抽出，要么被丢弃。

在一个替代方案中，用于灭菌的流体的至少一部分可以通过CIP返回部18被泵送回到回路中，并且然后可以例如再次使用循环泵120供应到加热装置14和停留区段16，然后重新通过CIP供给部10被施加到各自待灭菌表面。

一旦系统中存在预定量的载流体，就停止工艺水12的供应，然后可以借助回路中的循环泵120将该载流体相应地移动到灭菌回路中。

为了对容器处理装置的待灭菌表面进行灭菌，还设置有计量装置2，其中，计量装置2可以通过计量阀20将灭菌剂计量到载流体中。

因此，在图1所示的实施例中，计量装置2的计量阀20如此通向停留区段16，使得将灭菌剂朝停留区段16的端部计量到停留在停留区段16中的载流体中。因此，载流体已经在停留区段16中经过了预定时间，从而在计量灭菌剂时，已经在很大程度上对载流体进行了灭菌，从而灭菌剂不会立即被载流体消耗。

然而，在一个替代实施方式中，计量装置2的计量阀20也可以设置在停留区段16的开始处，也就是紧接在加热装置14之后，或者也可以在加热装置14的上游，从而可以在载流体流内的不同位置相应地制成由载流体和灭菌剂构成的混合物。

所有变型例的共同点在于，在CIP供给部10上，也就是说，准备相应制备的用于对表面进行灭菌的混合物所在的位置，对该混合物进行加热，从而可以将加热的混合物施加到待灭菌表面。

换句话说，在CIP供给部10处的由载流体和灭菌剂构成的混合物可以具有一定温度和载流体内灭菌剂的一定浓度。

为了在此实现混合物的期望温度以及载流体中灭菌剂的期望浓度，例如在CIP供给部10的区域中设置有用于确定载流体中灭菌剂的浓度的传感器24。然后，基于传感器24的信号，可以借助控制或调节装置26如此控制或调节计量装置2的计量阀20，使得在载流体中实现期望的灭菌剂浓度。

在所示的实施例中，计量装置2具有两个罐22，在该两个罐22中相应地提供有灭菌剂。灭菌剂优选是过乙酸，其可以相应地被提供到两个罐中，以实现装置1的连续操作并且实现从一个罐22到相应另一个罐22的切换，如果第一个罐22即将用尽或必须总体上提供更大体积的过乙酸以便在CIP供给部10处提供期望浓度的话。

所示的装置1可以用于在容器处理装置中，在生产暂停时，在产品更换时，或者在生产中断时，借助例如以喷嘴100或供应阀110形式的施加装置，使用在CIP供给部10处提供的由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物对容器处理装置的待灭菌表面进行灭菌。

由于混合物的温度升高，由此实现了对相应待灭菌表面的特别有效的灭菌，因为灭菌剂由于该温度而具有更高的作用。为了达到相同的灭菌作用，可以由于温度升高而相应地使用与冷应用相比数量减少的灭菌剂进行处理。

由于温度升高，例如，即使在使用过乙酸作为灭菌剂的情况下，也可以在容器处理装置内实现过乙酸与载流体一起的快速蒸发，从而混合物以及尤其是过乙酸不会残留在已处理表面上，并因此例如不会发生对在重新开始生产后灌装的填充产品的污染。因此，可以省去单独冲洗掉过乙酸的步骤。

蒸发的过乙酸也可以与载流体一起通过通风装置容易地从容器处理装置中被抽出。尤其是在支持用干空气吹入的情况下，实现干燥。

在所述方法的一个改进方案中，已经在停留区段16中停留了相应长的时间之后被灭菌的热灭菌水，优选是具有大于90℃的温度的灭菌水也可以通过施加装置对相应已灭菌的表面进行补充冲洗并且同时将表面加热到如此程度，使得能够对仅还被施加灭菌水的表面进行特别快速的蒸发或干燥。

在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1 用于对容器处理装置的表面进行灭菌的装置

10 CIP供给部

12 工艺水工艺部

14 热交换器

16 停留区段

18 CIP返回部

100 喷嘴

110 供应阀

120 循环泵

160 温度传感器

162 热蒸汽供应部

2 计量装置

20 计量阀

22 灭菌介质罐

24 用于确定灭菌介质的浓度的传感器

26 控制或调节装置

Claims (16)

1.一种用于对容器处理设备的表面进行灭菌的装置(1)，其包括：用于加热载流体的加热装置(14)，用于将灭菌剂计量到所述载流体中的计量装置(2)，以及用于对所述待灭菌表面施加由所述载流体和所述灭菌剂构成的加热的混合物的施加装置(100，110)，

其中，在所述加热装置(14)的上游设置有用于将水作为载流体供应的载流体供应部(12)，并且设置有灭菌水产生装置以对水进行灭菌。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述计量装置(2)如此布置，使得所述灭菌剂在所述加热装置(14)的上游被计量到所述载流体中，并且由所述载流体和所述灭菌剂构成的所述混合物在所述加热装置(14)中被加热。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述计量装置(2)如此布置，使得所述灭菌剂在所述加热装置(14)的下游被计量到已在所述加热装置(14)中被加热的所述载流体中。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述灭菌水产生装置包括布置在所述加热装置(14)的下游的停留区段(16)，所述停留区段(16)用于提供借助所述加热装置(14)加热的水的预定停留持续时间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述施加装置(100，110)具有喷嘴(100)和/或供应装置，所述喷嘴(100)用于对所述待灭菌表面施加所述加热的混合物，所述供应装置具有供应阀(110)，用于将所述加热的混合物供应到具有所述待灭菌表面的通道中。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述用于计量所述灭菌剂的计量装置(2)与用于收纳过乙酸的杀菌剂罐连接，并且所述计量装置(2)将过乙酸计量到所述载流体中。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述计量装置(2)包括用于确定所述载流体中的所述灭菌剂的浓度的传感器(24)，并且设置有控制或调节装置(26)，所述控制或调节装置(26)基于所述传感器(24)的信号控制或调节所述灭菌剂的计量。

8.根据权利要求1所述的装置(1)，其中所述容器处理设备是干式无菌设备。

9.一种用于操作容器处理装置的方法，其包括：在所述容器处理装置中处理容器，中断所述容器处理装置中的所述容器的处理，在生产中断的情况下对所述容器处理装置的至少一个待灭菌表面施加由载流体和灭菌剂构成的加热的混合物，以及重新开始所述容器的处理，其中使用水作为所述载流体。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在对所述容器处理装置的所述至少一个待灭菌表面施加之后，对所述已灭菌表面施加热水。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述热水是热灭菌水。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述热水在大于90℃的温度下。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，在对所述待灭菌表面施加由所述载流体和所述灭菌剂构成的加热的混合物之后，通过除去形成的蒸汽来干燥所述容器处理装置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过引入干空气来干燥所述容器处理装置。

15.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，在处理所述容器之前，通过干式无菌方法执行灭菌。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述容器处理装置是干式无菌设备。

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