CN112110402B - 用于容器的内部消毒的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在具有产品的容器的吹制和填充系统中对所述容器进行消毒的系统，特别是涉及一种用于通过紫外C辐射LED发射器对所述容器进行内部消毒的系统。本发明特别涉及一种容器(C)或预制件(P)的消毒单元(6)，其中，该消毒单元包括转盘(13)，在转盘上支撑有多个消毒构件(8、108)，该消毒构件可在升高位置和降低位置之间移动，其中，所述降低位置构造为允许消毒构件(8、108)进入待消毒的所述容器(C)或预制件(P)，其中，所述消毒构件(8、108)中的每个包括发射UV‑C辐射的多个消毒元件(20)或者与发射UV‑C辐射或可见光‑红外场(VIS)辐射的激光源(102)连接。

Description

用于容器的内部消毒的系统
技术领域
本发明涉及一种用于在具有产品的容器的吹制和填充系统中对所述容器进行消毒的系统，特别是涉及一种用于通过紫外C辐射LED发射器对所述容器进行内部消毒的系统。
背景技术
如已知的，在填充步骤中，用对微生物污染敏感的产品(例如，牛奶和类似产品)填充容器需要卫生水平，该卫生水平被定义为“超洁净”，即，以第IV级标准VDMA2/2000第三版2016填充，以及被定义为“无菌”，即，以第V级标准VDMA 2/2000第三版2016填充。
目前，容器的主要消毒系统需要使用氧化和杀菌物质，这导致许多缺点，例如：
-具有可能污染食品的杀菌处理的残留物的风险；
-具有在补充和处理步骤期间污染操作者本身的风险。
还已知容器的其他消毒系统，所有这些系统都涉及各种缺点，特别是：
-脉冲光，由于电弧灯的构造，该脉冲光需要在两端处供给，因此其具有与大多数瓶子的狭窄颈部不相容的体积。脉冲光还需要以各种连续脉冲提供的大量电功率，因此需要使用非常强大的电源系统。最后，只有大约20％的脉冲光发射光谱处于杀菌电磁辐射场中，而剩余的80％的发射光谱不仅无效，而且在给定波长下可能激活微生物中的损伤修复机制，这使得操作处于无效的风险。
-低压紫外灯，尽管其具有集中在有效波长范围内的光谱，但是其发射非常适量的能量，因此不足以辐射自动装瓶机中的容器内部。此外，这些灯使用汞蒸气，其定时达到与在自动装瓶机中的使用不相容的操作速度和最佳操作温度。此外，汞蒸气的使用与接下来的欧洲环境标准形成对比。
-高压紫外灯，尽管其具有较大的能量发射，但是导致与低压紫外灯相同的缺点，并且还涉及爆炸的风险。
发明内容
因此，基于本发明的问题是提供一种用于在容器的吹制和填充系统中对所述容器进行消毒的系统，所述容器具有对微生物污染敏感的产品。
这种问题通过一种具有对微生物污染敏感的产品的容器的吹制和填充系统来解决，所述系统包括如下文中限定的消毒单元，该限定形成本说明书的组成部分。
因此，本发明的第一目的是一种容器的吹制和填充系统，包括经受吹制步骤的容器的消毒单元，其中，所述消毒单元包括多个消毒元件，该消毒元件包括杀菌UV-C辐射LED发射器。
本发明的第二目的是一种容器的吹制和填充系统，包括如上限定的预制件的消毒单元，该消毒单元布置在吹制站的上游。
附图说明
参考以下附图，从下面仅通过非限制性的、指示性的实例给出的本发明的某些实施方式的描述中，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明显：
图1示出了根据本发明的包括用于容器的内部消毒的单元的吹制和填充系统的第一实施方式的简化平面图；
图2示出了根据本发明的用于容器的内部消毒的单元的简化透视图；
图3示出了根据图2中的方向A的用于容器的内部消毒的单元的侧视图；
图4示出了图3中的用于容器的内部消毒的单元的细节的侧视图；
图5示出了图4中的细节的侧剖视图；
图6示出了图5中的细节的内部元件的透视图；
图7示出了图6中的元件的一部分的放大透视图；
图8示出了根据本发明的包括用于容器的内部消毒的单元的吹制和填充系统的第二实施方式的简化平面图；
图9示出了根据图8中的实施方式的用于容器的内部消毒的单元的简化透视图；
图10A示出了根据本发明的不同实施方式的消毒构件的侧剖视图；
图10B示出了图10A中的消毒构件的透明透视图；
图10C示出了图10A中的消毒构件的透明侧视图；
图10D示出了图10A中的消毒构件的细节的剖面透视图；
图11A示出了包括图10A中的消毒构件的消毒单元的透明透视图；
图11B示出了图11A中的消毒单元在不同操作条件下的透明透视图；
图12示出了图10A中的消毒构件在操作条件下的简化示意性侧视图；
图13示出了图12中的光学组件的不同变型的视图；
图14A至图14B分别示出了由图10A中的消毒构件产生的辐射图案的简化顶视图和简化侧视图；
图15示出了图10A中的消毒构件的光学组件的第一细节的辐射的射线路径的侧视图；
图16示出了图10A中的消毒构件的光学组件的第二细节的侧视图；
图17示出了根据一个实施方式的本发明的消毒构件的剖面透视图；
图18示出了图17中的实施方式的细节的透视图；
图19示出了图17中的实施方式的不同细节的透视图。
具体实施方式
参考附图，整体上用附图标记1表示的根据本发明的容器的吹制和填充系统包括：用于通过合适的处理装置3将预制件P输入到系统中的加热炉2、放置在加热炉2下游的吹制单元4、布置在吹制单元4下游的具有填充产品的填充单元5，以及消毒单元6，在图1的实施方式中，该消毒单元布置在吹制单元4和填充单元5之间的中间位置。因此，在这个实施方式中，消毒单元6适于对从吹制单元4离开的容器(通常是瓶子)进行消毒。
吹制单元4和填充单元5优选地是旋转型的，并且分别包括用于处理预制件和容器的合适的分布星形件7、7'、7”。
吹制单元4和填充单元5是传统类型的，因此不再详细描述。吹制单元4优选地是拉伸吹制单元。
在图8和图9所示的不同实施方式中，整体上用附图标记101表示的容器的吹制和填充系统包括：用于通过合适的处理装置3将预制件P输入到系统中的加热炉2、放置在加热炉2下游的吹制单元4、布置在吹制单元4下游的具有填充产品的填充单元5，以及消毒单元6，在图8的实施方式中，该消毒单元布置在处理装置3和加热炉2之间的中间位置。因此，在这种实施方式中，消毒单元6适于对进入加热炉2中的预制件P进行消毒。
参考图2、图3和图9，容器C或预制件P的消毒单元6包括其上支撑有多个消毒构件8的转盘13，该消毒构件可在升高位置和降低位置之间移动，其中，所述降低位置构造为允许将消毒构件8引入到待消毒的所述容器C或预制件P中。
转盘13通过合适的驱动系统9旋转移动，并且包括支撑盘10，在该支撑盘的外围上布置有当容器C或预制件P由转盘13拾取并旋转时用于容器或预制件的颈部的多个支撑元件。消毒构件8的支撑结构11位于支撑盘10的上方，固定到转盘13的该支撑结构11可与支撑盘10一体旋转。
合适的分布星形件12、12'与转盘13彼此相切地联接，以便向转盘13供给输入的容器C或预制件P，并且拾取输出的消毒的预制件P或容器C，以便将其送至后续处理，在图1的实施方式中，该后续处理是填充单元5，而在图8的实施方式中，该后续处理是加热炉2。
转盘13和分布星形件12、12'支撑在设置有支腿14a的框架14上，并且封闭在容纳结构15中，在该容纳结构中通常借助于无菌空气的过压来保持受控气氛。
容纳结构15构造为允许例如通过每个消毒构件8上的合适的警告LED进行视觉操作检查，以及允许对操作者进行充分的保护以免受到用于消毒的电离辐射的影响。容纳结构15通常包括侧壁15a和顶部15b。
消毒单元6还包括通风装置16，在该装置的下游布置有除湿装置17和无菌过滤器18，以便将干燥和无菌的空气引入到容纳结构15中。引入的空气优选地是预冷却的空气。通风装置16、除湿装置17和无菌过滤器18例如布置在容纳结构15的顶部上。
参考图4至图7，根据一个实施方式，消毒构件8包括管状体19，其沿着轴线X-X延伸，并且优选地具有小于容器C或预制件P的颈部开口的均匀直径，以便无干扰地插入其中。
管状体19构造为使制冷剂流体(优选地是冷水)在其中流动。
管状体19具有近端部分19a和远端部分19b，远端部分构造为通过颈部开口插入到容器C或预制件P中。近端部分19a在其近端端部23a处敞开，而远端部分19b在其远端端部23b处封闭。
管状体19的远端部分19b包括多个在其外表面上的紫外辐射消毒元件20。消毒元件20优选地覆盖远端部分19b的柱形部分和远端端部23b的(优选地半球形的)表面。
消毒元件20优选地是UV-C辐射LED，其特征是在200-290nm范围内的窄发射光谱，其中峰值波长优选地是265nm和/或275nm。这些特征确保获得最大杀菌效果，同时使这种处理在无效波长下的能量分散最小化。
管状体19还包括布置在近端部分19a的柱形表面上、靠近近端端部23a的开口26。
在管状体19上还布置有驱动轮21，用于与凸轮33(图3所示)相互作用，以在机器的操作步骤期间升高消毒构件8(构件8未插入容器C或预制件P中)和降低消毒构件(构件8插入容器C或预制件P中)。
管状体19在其中容纳有管22，该管沿着轴线X-X在近端端部22a和远端端部22b之间延伸。
管22的近端端部22a相对于管状体19的近端端部23a向外伸出，并以开口24结束。第二开口25布置在管22的远端端部22b的近侧，优选地在其邻近所述末端22b的柱形部分上。
管22的近端端部22a还包括连接到管道(未示出)的连接装置28。
管22的外径小于管状体19的内部通道，以便在相应的相对表面之间留下间隙27。出于相同的原因，管22具有沿着轴线X-X的延伸部分，该延伸部分小于管状体19的延伸部分，以便在相应的远端端部22b、23b之间产生空间27'。
管状体19的开口26构造为引入所述制冷剂流体(通常是冷水)，其在环形间隙27中以及在管22和管状体19的内表面之间的空间27'中循环，如图5所示，然后通过开口25进入管22，然后离开开口24，并且通过所述管道而由回流收集器31收集。
消毒单元6的所有管22通过相关的紧固装置28和合适的管道连接到制冷剂流体的回流收集器31(图3)。
管22包括多个沿着其外表面的肋29。肋29优选地具有沿着管22的周缘布置的弯曲翅片的形状，以形成冠部30。多个冠部30优选地以规则的间隔沿着轴线X-X布置在管22的表面上。
肋29引起制冷剂流体的充分湍流和混合，这促进了与管状体19的表面的热交换，以便有效地去除由消毒元件20产生的热量。
在优选实施方式中，冷却液体来自在吹制单元4中已经可用的冷却回路。
消毒单元6还包括将电能分配到消毒构件8的LED的电收集器32。
从上述内容可以容易地推断出本发明的优点，特别是涉及仅能够发射杀菌(窄光谱)辐射、以低功率操作并且在生态学上可接受的、不包含汞蒸气的消毒元件。
特别地，图1中的实施方式具有以下优点：
-其在紧邻填充机的附近执行杀菌，从而允许对过度污染的控制，因此确保系统具有整个过程的良好可靠性，消除了杀菌之后污染的风险；
-其在通过拉伸吹制由预制件P获得瓶子之后，在瓶子的内表面上用UV-C辐射进行消毒，这导致相对于预制件每表面单位的污染减少十倍，其中消毒所需的辐射功率减少了相等的倍数；
-引入到消毒单元6中的无菌且干燥的空气使微生物抗性降低；
-预制件P的预热和在前述步骤中使用的干燥高压气流促进瓶子的杀菌。
图8中的实施方式(其中，消毒单元6布置在加热炉2的下游)具有的优点是更加紧凑和负担得起的系统，因为预制件的节距是大约45mm，而不是为瓶子提供的大约120mm。
图10A至图10D、图11A至图11B、图12、图13、图14A至图14B、图15和图16至图19中示出了替代实施方式，同样在此情况下，消毒单元(未作为整体示出)完全类似于上述单元6，并且在用过滤空气调节的环境中布置在填充机上游的相同位置。
在这种实施方式中，如图11A和图11B所示，瓶子C由其颈部通过夹持器100支撑，该夹持器可操作地紧固在与消毒单元6的转盘(未示出)相关联的臂101上。消毒构件108布置在瓶子C上方并与其轴线对准。如前所述，消毒单元6的转盘包括多个消毒构件108，每个消毒构件与支撑瓶子C的夹持器100可操作地关联。
激光源102也紧固在臂101上或其附近，激光源通过柔性光纤103连接到消毒构件108。
在某些实施方式中，对于所有消毒构件108可以有一个激光源102，并且其可以在固定位置布置在转盘的侧面，在机械位置和空间上最有利的位置。这里，激光源通过例如在市场上可获得的电动和数字旋转收集器之间选择的电动和数字旋转收集器联接到各个消毒构件。
在其他实施方式中，激光源102可直接布置在每个消毒构件108上方，以便简化光路并且消除经由光纤传输的需要。
通过对每个正在处理的瓶子C使用专用激光源102，杀菌光功率可以在非常短的时间内变化，以根据此时照亮的表面的暴露量来调制辐照度，从而所有调节仅留给激光源的调制。该激光源，通常是二极管激光器，可发射准直光束，该准直光束直接推到消毒构件的光学组件上(参见下面的描述)，而不需要进一步的光学校正。
本发明使用由激光源产生并以准直形式引入到瓶子中的杀菌UV-C辐射(250至330nm)或可见光-红外辐射(VIR)(400至1200nm)。辐射的作用具有通过降解DNA的UV-C电离辐射，或通过利用可见光和/或红外(VIR)范围内的光束的热效应使微生物失活的能力，该热效应使微生物达到高温，例如以引起有机物质的热解及其不可逆损伤。两种类型的辐射(UV或可见光-红外(VIR))中的一种的选择由以下考虑决定：UV在低功率下也更有效，但是其不容易产生辐射并在波导(光路)上使用。相反，VIR辐射需要比UV辐射更高的功率，然而，如果适当地选择波长，则此辐射可能非常有效。例如，如果考虑大约940nm的波长，通常在750nm和1100nm之间，则也被着色和再循环的PET具有高透明度，因此此辐射可以以增加的功率操作，主要由微生物吸收直到使其达到在非常短的时间内(一秒的数量级)引起不可逆损伤的温度，而不使PET降解。假定波长朝向红外范围，即，超过700nm，则PET的光学行为，如反射、吸收和透射，相对于瓶用树脂的常规着色是不变的。而且，对于装有减少辐射透射的材料(例如二氧化钛和氧化锌)的瓶子，PET的可能的过热将不会导致美学上的损害，因为由氧化物引起的着色完全掩盖了PET本身的可能的美学上的损害。从技术的观点来看，这些波长下的激光源的可用性是巨大的，具有高能量效率，此外，用于产生光路所需的此波长的光学装置在工业水平上是广泛可用的。
相对于另一光源使用诸如激光器的单色光源的优点在于，可将高功率集中在界限分明的区域中，容器的形状易于适应。如下所述，可将激光辐射引导到瓶子中，通过可确定和选择的值达到瓶子的每个内表面，并且其可构造为在有限表面上具有增加的强度的“光叶片”，以便借助于作用的快速性来降解微生物并且使PET载体保持不变。
激光源102可用水冷却，或者根据激光源的功率，通过珀尔帖冷却器或珀尔帖电池电冷却。
如图10D所示，消毒构件108包括壳体104，其中布置有杆105，该杆可在升高位置和降低位置之间竖直移动，在升高位置，杆定位在瓶子C的颈部上方，在降低位置，杆的下部109插入瓶子C中。
光纤103连接到准直器106，该准直器用于根据具有柱形截面的光束来漫射穿过光纤的辐射。准直器在竖直平移运动中与杆105成一体。
杆105包括：
-上部107，其具有管状形状，以便在其中结合传输激光辐射的光纤的路径，并且具有进给螺杆外表面，
-可旋转下部109，其中包含一系列光学装置，以使由准直器106产生的柱形辐射束符合具有非常薄的矩形截面的束，以及
-衬套或支承元件110，其与上部107成一体，并且其中，下部109枢转地关联，以便与包含照明器的螺杆保持较低的同轴度公差。
第一直接驱动致动器111在基本上中间位置(确保移动装置的适当同轴度并且排除向致动器供给移动缆线的需要)紧固到壳体104的内壁，使引导元件112(例如，由自润滑材料制成的再循环滚珠引导件、螺杆或螺旋引导件)旋转，该引导元件112向上部107的进给螺杆表面施加扭矩。上部107插入到包括竖直凹槽114的管状元件113中。插入所述竖直凹槽114中使得防止上部107旋转的轴瓦116布置在上部107的上端115处。因此，上部107可以仅在由第一致动器111施加的力的作用下，借助于与旋转引导元件112相互作用的进给螺杆轮廓而进行竖直平移运动。图11B示出了杆105处于降低位置并引入到瓶子C中的操作条件。
第二直接驱动致动器118位于杆105的下部109，并且在其转子中结合杆105本身。将旋转动作通过与转子相关联的凸起或轴瓦(未示出)传递到杆105的下部109，该凸起或轴瓦插入到所述下部109上的纵向凹槽117中。因此，杆105的下部109与上部107的平移运动一体地自由竖直滑动，并且与第二致动器118的转子一体地旋转。
致动器111、118是直接驱动致动器，并且其旋转运动通过直接位于其转子中的联接器而传递。在市场上，这些电机被定义为直接驱动旋转伺服电机、直流电机或步进电机。此解决方案允许刚性、紧凑和封闭的结构，而无需借助于使用驱动构件，这也是由于载荷非常有限的事实。再次由于动态负载非常有限，所以电机具有非常低的功率和转矩，因此其例如不需要用流体进行强制冷却。所示的解决方案提供了良好的紧凑性，特别是轴向刚度，这对于优化光束的形状是非常有利的；事实上，利用此结构方案，准直器106和下游的光学装置之间的同轴度公差可以容易地包含在可接受的值。
壳体104包括分别在第一致动器111和第二致动器118处的第一开口119a和第二开口119b，以允许布线(电源和信号连接)，以及在其下端104a处的第三开口119c，用于过滤的压缩空气的进入，以保持杆的端部上的光学部件清洁。
上述实施方式具有通过简单地改变电机控制的参数而快速适应瓶子尺寸变化的优点，即，其仅通过数字参数而允许瓶子规格变化。在以下描述的实施方式中，其中相关运动部分地或全部地留给瓶子，在规格变化的情况下可能需要用于机械地适应机器的某些操作。
实际上，在一个不同的实施方式中，杆105的运动可通过沿着转盘的曲线路径布置的凸轮33(图3和图9)来致动。杆105的下部109的旋转可以以三种方式获得：
a)使杆105通过专用的电控电机(致动器118)而旋转，或者
b)使杆105通过驱动器而旋转，该驱动器将转盘的旋转传递到光学组件，例如通过齿条系统或通过将凸轮(或电机)所提供的竖直运动转换成旋转运动的螺杆，或者
c)使瓶子旋转，同时杆105仅具有竖直运动。
另一实施方式包括保持整个光学系统固定，并且仅通过瓶子C的运动来进行竖直和旋转运动，该瓶子通过专用的电控电机或通过凸轮和来自转盘运动的驱动而被再次升高和旋转。旋转和平移运动可以根据固定的规律。
根据未具体示出的其他实施方式，杆105可安装在竖直移动的支撑件中，例如在特定轨道上滑动，由驱动系统或凸轮执行，并且杆可通过特定的驱动系统或通过齿轮啮合和运动减速而旋转，该齿轮啮合和运动减速利用了转盘的驱动系统。
如上所述，杆105在其中包围光学系统120，该光学系统限定由激光源102产生的辐射的光路，并且稍后参考图12、图13、图14A至图14B、图15和图16对其进行描述。
光学系统120依次包括：
-准直器106；
-第一组柱面微透镜121和第二组柱面微透镜122；
-第一柱面透镜123和第二柱面透镜124；
-光学组件125，其依次包括：i)第一凹柱面透镜126，ii)分束器127，iii)第二凹柱面透镜128，以及iv)光楔129，其相对于第一凹柱面透镜126和第二凹柱面透镜128垂直地布置在分束器处。
分束器127是光学中非常常见的光学装置，并且由沿着倾斜平面127c(这里是倾斜45°)连接的两个棱镜127a、127b组成。在连接之前，棱镜127a、127b的两个面涂覆有涂层，该涂层允许该辐射分成可以在横向方向(光束F3，瓶壁)和纵向方向(光束F4，瓶底)之间选择的比例。当这种涂层是由光子晶体组成的层时，在消毒过程期间，可通过电信号或磁信号选择两个辐射束的两个部分的相关强度。
一旦从光纤离开，辐射束F的建模就如下所述。图12中示出了光学装置的组件。
准直器106的目的是使源自光纤103的光束平行，并且该光束形成从准直器106朝向杆105分支的辐射筒状物F1。光纤103的尺寸适当地构造为根据锥形几何形状具有适当的辐射开口。辐射撞击在准直器106的光学组件上，并且光束从其离开，总体上具有柱形截面，根据各个正交截面，关于辐射强度具有增加的均匀度。
柱形光束F1穿过中空的整个杆105，并且在与瓶子的最大尺寸相容的确定距离处与第一组柱面微透镜121和第二组柱面微透镜122相交。这些柱面透镜产生中间焦点，在该中间焦点中产生各种微光束，然后这些微光束与第一柱面透镜123(例如，傅立叶变换透镜)和第二柱面透镜124(例如，正交聚焦透镜)相交，从而在合适的位置操作。因此，产生了叶片形式光束F2，即，具有带两个非常小的边的非常薄的矩形截面。
特别地，两个柱面透镜(傅立叶透镜)123、124在两个横轴上工作；首先，由两组微透镜121、122产生的各种微光束以正方形轮廓定向(透镜123)，然后使输出光束聚焦(透镜124)，从而压缩两个维度中的一个，并且获得光束F2的截面，该截面为薄矩形(图14A至图14B)。
因此，通过采用这两个柱面透镜123、124而不是单独的球面透镜，可在光学组件125中具有两个不同的焦平面，并且因此改善了在两个良好准直的光束中的辐射的集中：一个光束F4指向瓶子C的底部，一个光束F3指向瓶子C的侧壁。当以叶片的方式准直的光束F2到达光学组件125时，第一凹柱面透镜126确保光束沿着分束器127中的整个延伸部分保持准直，如上所述，该分束器具有内部倾斜平面127C，因此，由于透镜126产生的准直，制造光楔129更简单。
朝着横向方向偏转的光束F3的部分撞击光楔129。光楔129的目的是确保光束在竖直方向上的打开，以便当光学组件125靠近瓶子C的底部时，允许到达瓶子的下边缘。光束借助于第一凹柱面透镜126的作用而在水平方向上保持准直。在纵向方向上朝着瓶底延续的光束F4遇到第二凹柱面透镜128，该第二凹柱面透镜以扇形的方式扩展光束，以通过旋转杆105以及因此通过光学组件125以合适的方式扫过底部。
具有分束器127与光楔129的光学组件125(其中，分束器127在中间，连接有两个凹柱面透镜126、128)通过中空金属筒状物130(图10A和图10C)容纳在杆105的端部中，该金属筒状物包括在杆109的纵向端部处的第一开口130a和在布置有光楔129的一侧的第二开口130b，以允许辐射束F3、F4分别朝向瓶子C的壁和底部传播。
各种光学组件紧固在杆105和端部中，如在用于具有普通解决方案的望远镜和光学组件的光学技术中常见的那样。
根据图13所示的前述实施方式的变型，代替提供光学组件125以将光束F2分成具有两个不同方向的两个其他光束F3、F4，可提供包括梯度折射率N(GRIN)透镜的光学组件125'，该透镜使光束F5呈现扇形形状，该扇形在横向上是薄的，但是在纵向上延伸与瓶子的内部一样多。
图17至图19示出了使用上述消毒构件108的实施方式，但是其还另外用于通过反射辐射照射瓶子C的外表面。
实际上，对于所示的关于瓶子的内部辐射的每个可能的解决方案，通过作用于PET透明(非UV-C)的波长，杀菌光束以小于10％的强度损失穿过瓶子的壁，因此外部反射结构(具有容纳电磁辐射的物体，否则电磁辐射将在机器主体中扩散，)允许朝向瓶子表面的反射辐射以用于瓶子外表面的杀菌。
如图17和图19所示，消毒构件108包括容纳件150，该容纳件包括两个半壳151a、151b，其构造为在消毒步骤期间，即，当杆105引入到瓶子中并照射其内表面时(如上所述)，围绕瓶子C闭合。
半壳151a、151b的内表面具有反射性覆盖物，例如通过光亮的金属板制成，例如金板、铝板、银板或铬板，或者具有光学领域中已知的电介质/金属多层。
半壳151a、151b安装在与消毒单元6的转盘成一体的移动支撑件153上。半壳151a、151b与两个夹钳154a、154b成一体，该夹钳支撑在紧固到滑动件156的板155上，该滑动件可在引导件158上在缩回位置和延伸位置(如图19所示)之间移动，在该延伸位置，半壳151a、151b围绕瓶子C布置。引导件158进而支撑在紧固到转盘的臂157上。
半壳151a、151b的移动可通过布置在转盘上的适当位置中的凸轮而发生，该凸轮在杀菌过程开始之前将运动致动到延伸位置和闭合，而朝向过程结束布置在转盘上的其他凸轮/支座选择与两个半壳连接的支座/凸轮，以在释放瓶子之前或期间打开。
当确定形状时，必须考虑待容纳的瓶子的最大尺寸，辐射束的反射方向，以使得其行进的路径不再向后以避免到达激光源并损坏激光源，但是同时，由于容纳件150具有基本上柱形对称性，所以其将光束朝向瓶子反射，同时由于柱对称性而利用会聚效果，为此，几乎保持辐射的强度。
容纳件150的内表面的柱形和半球形形状实际上允许使激光束的以叶片方式的薄形状集中，因此保持为具有良好的近似性，这里是朝向瓶子的外表面反射。因此，具有高辐照度的细光束选择性地作用于微生物并且使PET衬底不变。电磁辐射束向瓶体反射的另一有益效果在于这样的事实：某些微生物形式可能存在于容器或瓶子的表面上，组织为若干层，从而导致下面的层被动地受保护而免于表面消毒作用。可用的辐射能够克服由微生物外层提供的保护。在任何情况下，在相对侧(外侧)上的同时辐射作用导致显著的有益作用。
如图18所示，为了也允许瓶子C的颈部的消毒，夹持器100在夹钳100a、100b的端部处，即在夹持器100的靠近瓶子的颈部的部分处，包括两个反射阀152a、152b，其也能够在颈部的外表面上具有相同的效果。
尽管其不与产品接触，但是瓶子外部的消毒是可以理解的，因为其确保了在填充机中的填充过程具有更好的消毒效果。
通常，颈部和底部是需要更强的内部消毒的部件，因为其受到预制件的加热炉的热作用的影响更小。
显然，仅描述了本发明的某些特定实施方式，在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以对其进行所有那些使其适应特定应用而需要的修改。

Claims (14)

1.一种容器(C)或预制件(P)的消毒单元(6)，其特征在于，所述消毒单元包括转盘(13)，在所述转盘上支撑有多个消毒构件(8、108)，所述消毒构件能在升高位置和降低位置之间移动，其中，所述降低位置构造为允许所述消毒构件(8、108)引入到待消毒的所述容器(C)或预制件(P)中，其中，所述消毒构件(8、108)中的每个包括发射UV-C辐射的多个消毒元件(20)，或者所述消毒构件中的每个与发射UV-C或VIR辐射的激光源(102)连接，其中，所述消毒构件(108)包括杆(105)，所述杆能在升高位置和降低位置之间竖直地移动，在所述升高位置中，所述杆定位在所述容器(C)的颈部上方，在所述降低位置中，所述杆的下部插入所述容器(C)中，其中，所述杆(105)包括：
-上部(107)，具有管状形状，以便在其中结合由光纤(103)传导的激光辐射的光路，所述上部(107)具有进给螺杆外表面，
-能旋转的下部(109)，构造为插入到所述容器(C)的颈部中，以及
-衬套或支承元件(110)，与所述上部(107)成一体，并且其中，所述下部(109)能旋转地关联。
2.根据权利要求1所述的消毒单元(6)，包括容纳结构(15)，在所述容纳结构中通过无菌空气的过压来保持受控气氛。
3.根据权利要求2所述的消毒单元(6)，包括通风装置(16)，在所述通风装置的下游布置有除湿装置(17)和无菌过滤器(18)，以便将干燥且无菌的空气引入到所述容纳结构(15)中，所述干燥且无菌的空气是预冷却的无菌干燥空气。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的消毒单元(6)，其中，所述消毒构件(8)包括沿着轴线(X-X)延伸的管状体(19)，所述管状体(19)包括近端部分(19a)和远端部分(19b)，所述远端部分(19b)构造为插入到所述容器(C)或预制件(P)中，其中，所述近端部分(19a)在其近端端部(23a)处敞开，而所述远端部分(19b)在其远端端部(23b)处封闭，并且其中，所述消毒元件(20)覆盖所述管状体(19)的所述远端部分(19b)的全部或部分。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的消毒单元(6)，其中：
-所述消毒元件(20)是UV-C辐射LED，其特征是在200至290nm范围内的窄发射光谱，其中峰值波长是265nm和/或275nm，或者
-所述激光源(102)发射250至330nm范围内的UV-C辐射或400至1200nm范围内的可见光-红外辐射(VIR)。
6.根据权利要求4所述的消毒单元(6)，其中，所述管状体(19)构造为使制冷剂流体在其中流动，所述制冷剂流体是冷水。
7.根据权利要求1所述的消毒单元(6)，其中，所述杆(105)容纳在壳体(104)中并且包括第一致动器(111)，所述第一致动器在基本上中间位置紧固到所述壳体(104)的内壁，并构造为使引导元件(112)旋转，所述引导元件为由自润滑材料制成的再循环滚珠引导件、螺杆或螺旋引导件，所述引导元件(112)将扭矩施加到所述上部(107)的进给螺杆表面，并且其中，所述上部(107)旋转紧固成使得所述杆(105)的所述上部(107)能借助于与旋转的所述引导元件(112)相互作用的进给螺杆轮廓在由所述第一致动器(111)施加的扭矩的作用下仅进行竖直平移运动。
8.根据权利要求7所述的消毒单元(6)，其中，所述杆(105)的所述上部(107)容纳在包括竖直凹槽(114)的管状元件(113)中，在所述上部(107)的上端(115)处布置有插入到所述竖直凹槽(114)中的轴瓦(116)，使得防止所述上部(107)的旋转。
9.根据权利要求1所述的消毒单元(6)，其中，第二致动器(118)定位在所述杆(105)的所述下部(109)处并且在其转子中结合所述杆(105)本身，使得将旋转动作传递到所述杆(105)的所述下部(109)，所述下部因此与所述上部(107)的平移运动一体地竖直自由滑动并且与所述第二致动器(118)的转子一体地旋转。
10.根据权利要求1所述的消毒单元(6)，其中，所述杆(105)中封闭有光学系统(120)，所述光学系统限定由所述激光源(102)产生的辐射的光路，所述光学系统(120)依次包括：
-准直器(106)；
-第一组柱面微透镜(121)和第二组柱面微透镜(122)；
-第一柱面透镜(123)和第二柱面透镜(124)；
-光学组件(125)，依次包括：i)第一凹柱面透镜(126)，ii)分束器(127)，iii)第二凹柱面透镜(128)，以及iv)光楔(129)，所述光楔相对于所述第一凹柱面透镜(126)和所述第二凹柱面透镜(128)垂直地布置在所述分束器处。
11.根据权利要求10所述的消毒单元(6)，其中，所述分束器(127)由沿着倾斜45°的平面(127C)连接的两个棱镜(127a、127b)形成，其中，所述棱镜(127a、127b)的两个面包括涂层，所述涂层允许将辐射分成具有穿过所述光楔(129)的横向方向的、朝向所述容器(C)的壁引导的第一光束(F3)以及具有纵向方向的、朝向所述容器(C)的底部引导的第二光束(F4)，其中，所述涂层是由光子晶体构成的层，所述光子晶体通过电信号或磁信号允许在消毒过程期间选择两个辐射光束的两个部分的相关强度。
12.根据权利要求1所述的消毒单元(6)，其中，所述消毒构件(108)包括容纳件(150)，所述容纳件包括两个半壳(151a、151b)，所述两个半壳构造为在消毒步骤期间当所述杆(105)被引入到所述容器中并且照射其内表面时围绕所述容器(C)闭合，所述半壳(151a、151b)的内表面具有反射涂层。
13.根据权利要求12所述的消毒单元(6)，包括用于将所述容器(C)支撑在所述消毒构件(108)下方的夹持器(100)，其中，所述夹持器(100)包括两个反射阀(152a、152b)，所述反射阀构造为将由所述杆(105)发射的辐射反射到所述容器(C)的颈部的外壁上。
14.一种容器的吹制和填充系统(1、101)，包括用于通过处理装置(3)将预制件(P)输入到所述系统中的加热炉(2)、放置在所述加热炉(2)下游的吹制单元(4)以及布置在所述吹制单元(4)下游的具有填充产品的填充单元(5)，所述系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的消毒单元(6)，其中，所述消毒单元(6)布置在：
-所述加热炉(2)的上游，以用于对所述预制件(P)进行杀菌，或者
-所述吹制单元(4)的下游，以用于对所述容器(C)进行杀菌。
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