CN112660514A

CN112660514A - 在饮料灌装设施中的容器的灭菌

Info

Publication number: CN112660514A
Application number: CN202011090185.1A
Authority: CN
Inventors: 于尔根·泽尔纳; 约瑟夫·豪斯拉登; 格特鲁德·泽尔纳-魏因
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2040-10-13
Also published as: CN112660514B; EP3808382A1; JP2021062920A; EP3808382C0; EP3808382B1; DE102019127711A1

Abstract

本发明涉及一种用于借助处理介质处理包装机构(2)的设备(1)和方法，尤其用于对在饮料灌装设施中的容器灭菌，其中所述设备(1)具有：处理元件(30)，其设立用于为包装机构(2)至少部段地加载处理介质；处理介质输送管路(10)，其设立用于将处理介质输送给处理元件(30)；和催化装置(40)，其设置和设立在处理介质输送管路(10)中，用于由处理介质穿流并且在化学方面改变处理介质。

Description

在饮料灌装设施中的容器的灭菌

技术领域

本发明涉及一种用于借助于处理介质处理包装机构的设备和方法，尤其用于对饮料灌装设施中的容器灭菌。

背景技术

在用食品、例如果汁、软饮等填充容器时，出于卫生和健康原因力争达到高的纯度和高的灭菌程度。为了该目的，将容器，例如玻璃瓶或PET瓶在填充之前灭菌。

灭菌可以借助于由水蒸气和消毒剂组成的混合物实现。因此已知，为了对无菌设施进行容器除菌使用液态的过乙酸。为此，将过乙酸稀释为大约2500ppm的应用浓度，冷地泵送至在处理仪器处的喷嘴并且在那在双组分喷嘴中与蒸汽混合并且直接作为蒸汽雾导入容器中。通过与蒸汽混合加热过乙酸，例如加热至大约70℃并且稀释。

所述方法的一个变型形式和改进方案从EP 2 653 396 A1中得到，所述方法针对塑料容器的应用优化。

对于多种已知的细菌如“萎缩芽孢杆菌”，在所述方法中灭菌动力学是足够的。然而相对于所使用的形式的也称作为“PAA”的过乙酸具有显著的抵抗力的细菌越来越多地出现。特别是，在此名称为“奇异芽孢杆菌/蚕豆芽孢杆菌(Phaenibacillus chibensis/favisporus)”的类型越来越成问题，尤其是在亚洲。该细菌，在下文中也称为“PC”，相对于PAA是非常有抵抗力的。

为了在包装技术方面灭菌，将PAA在大多数情况下以处于化学平衡的，由过乙酸、乙酸和H₂O₂(过氧化氢)组成的混合物形式应用。这三种组成部分的混合比例在此不可任意地设定，因为混合总是再致力于多种稳定平衡状态中的一种。

已知的是，在PC情况下，具有较少份额的H₂O₂的PAA的灭菌作用比在标准平衡中明显更有效。H₂O₂的份额的降低可以通过如从JP2014-080207A2中已知的为PAA混合物输送催化酶的方式实现。

这种方法然而需要使用相对昂贵的催化酶，其还须借助于一定的准备工作阶段定量分配，以便保证所需的反应时间。由此产生的PAA混合物是不能较长时间贮存的，因为还出现初始的平衡。

发明内容

以已知的现有技术为出发点，本发明的一个目的是，提出一种用于借助于处理介质处理包装机构，尤其用于对在饮料灌装设施中的容器灭菌的改进的设备和改进的方法。

所述目的通过本发明的设备以及方法实现。有利的改进方案由本发明的下述描述以及优选实施例的说明中得到。

所述设备用于处理包装机构，所述包装机构优选使用在食品工业中。处理尤其包括用于杀灭细菌的消毒和/或灭菌。特别优选地，在灌装液态食品之前进行处理，作为站或与用于用饮料、汤汁等，例如碳酸或非碳酸水、软饮、啤酒、果汁、冰沙或混合饮料灌装的灌装设施一起工作。

如果表述“容器”、“处理元件”和其他表述在此以单数形式被使用，那么这主要为了语言方面的简单性。复数也包含在内，除非明确地或技术上排除在外。

所述设备具有至少一个处理元件，所述处理元件设立用于为包装机构至少部段地加载处理介质。此外，设有处理介质输送管路，其设立用于将处理介质输送给处理元件。根据本发明，所述设备具有催化装置，其设置和设立在处理介质输送管路中，用于由处理介质穿流并且在化学方面改变处理介质。化学改变在此用于改进或优化处理介质的有效性。这优选通过将处理介质的组分的份额由催化装置相对于彼此改变来实现，只要所述处理介质由多种组分构成。这也可以包括消除化学平衡状态，因为在此所描述的设备能够将处理介质也在不稳定的化学状态中应用。

根据本发明的处理设备的重要的技术贡献在于，为了优化或提升处理介质的有效性，可以放弃添加昂贵的酶，例如催化酶，或其他化学物质。由此，节省资源和成本地实现有效性提升。还有，借助常见系统的仅少量结构改变可实现有效性的优化，即仅通过安装催化装置可实现。由此，可低成本且节约时间地执行现有设施的可能的改装。

因此，通过直接在施加到包装机构上之前将催化装置安装在处理介质输送管路中的方式，改进的处理介质的制备不需要或仅需要不显著的准备工作阶段。由此也可实现有效性提升的基于处理介质的化学不稳定状态的形式。

优选地，催化装置具有填充有催化材料的催化室，所述催化材料例如呈小球形式。催化材料是相对于处理介质基本上惰性的，即化学稳定的。优选地，催化材料包括氧化铂和/或二氧化锰。以这种方式，催化装置能够以结构简单、价格便宜且可靠的方式实现。

优选地，催化装置具有过滤器，所述过滤器例如包括过滤纤维网，所述过滤纤维网以可由处理介质穿流的形式安置或夹紧在催化室中，由此处理介质能够以构造上集成的方式而不具有可能的污染。

优选地，所述设备还具有蒸汽输送管路，所述蒸汽输送管路设立用于将蒸汽，优选热蒸汽输送给处理元件。为了该目的，处理元件例如具有与处理介质输送管路和蒸汽输送管路流体连接的混合室，所述混合室设立用于将处理介质通过蒸汽稀释，优选还调温，并且将混合物经由喷嘴输出到包装机构上。以这种方式可以将处理介质根据应用适当地稀释进而定量分配。此外，可以将处理介质冷地输入并且通过蒸汽以合并的方式调温，尤其加热。借助于热蒸汽和通过应用双组分喷嘴的已知的应用方案可以尽可能地保留，其中仅为用于输送(冷的)处理介质的分支补充催化装置。处理介质的制备以及热蒸汽的产生，介质的融合、可能的雾化和施加可以基本上不变地继续使用，由此可低成本、节省资源且节约时间地执行现有设施的可能的改进。

优选地，处理介质是由过乙酸、乙酸和过氧化氢组成的混合物。所述混合物通常处于稳定平衡中。这种过乙酸混合物被证实为是对于杀灭多种已知的细菌，其中包含“萎缩芽孢杆菌(Bacillus Atrophaeus)”，特别有效的。为了将作用也扩大到其他细菌例如“奇异芽孢杆菌/蚕豆芽孢杆菌(Phaenibacillus chibensis/favisporus)”上，在此所描述的催化剂是非常适合的，因为所述催化剂减少在混合物中的过氧化氢份额进而提高处理介质的有效性。将H₂O₂份额减小至零在此不是绝对必需的，因为过乙酸的相对份额的提高已经造成良好的灭菌结果，尤其是对于在亚洲越来越多出现的“奇异芽孢杆菌/蚕豆芽孢杆菌”。

上文提到的目的还通过用于借助于处理介质处理包装机构，尤其用于对在饮料灌装设施中的容器灭菌的方法实现，其中所述方法包括提供处理介质，优选灭菌介质；将处理介质引导穿过催化装置，由此化学方面改变处理介质；为包装机构加载通过催化装置化学方面改变的处理介质。

关于设备所描述的特征、技术效果、优点以及实施例类似地适用于方法并且反之亦然。

这样，处理介质优选由多种组分构成，其中催化装置出于上述原因优选将一种或多种组分的份额相对于彼此改变。

优选地，组分的份额处于化学平衡中，其中催化装置出于上述原因在此情况下使处理介质离开化学平衡状态。

优选地，催化装置出于上述原因而具有填充有催化材料的催化室，所述催化材料优选呈小球形式，所述催化材料是相对于处理介质惰性的。优选地，催化材料包括氧化铂和/或二氧化锰。

优选地，处理介质出于上述原因包括由过乙酸、乙酸和过氧化氢优选以稳定平衡中的比例组成的混合物。

优选地，催化装置出于上述原因减少混合物中的过氧化氢份额。

优选地，出于上述原因还提供蒸汽，优选热蒸汽，所述蒸汽混入通过催化装置化学方面改变的处理介质，由此在将混合物输出到包装机构上之前，将处理介质稀释，优选调温。

优选地，包装机构是容器，其中将通过催化装置化学改变的处理介质引入，优选喷入容器内部中。作为容器例如考虑玻璃瓶或PET瓶。

本发明的其他优点和特征从优选实施例的下述说明中可见。其中所描述的特征能够以单独形式或以与一个或多个上述特征组合的形式实施，只要特征不互相矛盾。优选实施例的下述说明在此参照附图进行。

附图说明

本发明的优选的其他实施方式通过对附图的下述说明详细阐述。在此示出：

图1示出用于处理包装机构，尤其用于对要用食品填充的容器灭菌的设备的示意图；

图2示出用于处理包装机构，尤其用于对要用食品填充的容器灭菌的方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图描述优选的实施例。在此，相同的、类似的或起相同作用的元件在不同附图中必要时设有相同的附图标记，并且部分地省去对这些元件进行重复描述，以便避免冗余。

图1示出用于对包装机构2进行处理，尤其灭菌的设备1的示意图。优选地，包装机构2是要用食品填充的容器。所述设备1在此也称作为“处理设备”。

所述设备1具有用于流体处理介质的处理介质输送管路10，所述处理介质用于处理容器2，特别是其内腔。处理介质优选是消毒剂，特别优选是由过乙酸、乙酸和过氧化氢以稳定的化学平衡状态的比例组成的混合物。

处理介质输送管路10设立用于将处理介质输送给处理元件30，所述处理元件设立用于为包装机构2至少部段地施加处理介质。优选地，处理元件30为了该目的而包括一个或多个喷嘴，所述喷嘴将处理介质尤其导入容器内部并且在此必要时雾化。

处理介质输送管路10可以从储存器或环形管路分支出。此外，处理介质输送管路10可以具有用于监控和控制流量的装置，例如阀、计量装置、传感器单元等，然而其在图1中为了简明起见没有示出。

处理设备1还优选具有蒸汽输送管路20，所述蒸汽输送管路设立用于将热蒸汽输送给处理元件30。在此情况下，处理元件30具有混合室31，处理介质和蒸汽导入所述混合室中，由此处理元件30构成为双组分喷嘴，所述双组分喷嘴将处理介质和蒸汽混合并且例如作为蒸汽雾输送给要处理的包装机构2。

优选地，将上文提到的由过乙酸、乙酸和过氧化氢组成的混合物冷地输送给混合室31并且在那与热蒸汽混合，由此将处理介质稀释，优选稀释为大约2500ppm的应用浓度并且同时加热，优选加热至大约70℃。

在处理介质输送管路10中安装催化装置40，所述催化装置设立用于对处理介质进行化学改性，以便改进所述处理介质的有效性。特别优选地，催化装置40用于减少由过乙酸、乙酸和过氧化氢组成的混合物中的H₂O₂份额，由此扩大所述优选的处理介质的灭菌作用。

催化装置40直接连接在处理元件30，从而混合室31上游，由此，为了改装常规处理设备，仅需要少量机械制造方面的改型。此外由此保证，在为包装机构2施加处理介质之前，在催化反应或改性，尤其是减少H₂O₂份额之后，不会再出现初始平衡。

在过乙酸的情况下，不必要必需将H₂O₂份额减少为零，因为过乙酸的相对份额的提高已经造成尤其关于PC的良好的灭菌结果。

催化装置40包括可由处理介质穿流的催化室41，所述催化室填充有催化材料42。作为催化材料42使用在液体中不可溶解并且不由处理介质的反应组分消耗的材料。由此，在过乙酸的情况下，催化材料42是相对于过乙酸惰性的。优选地，催化材料42包括氧化铂和/或二氧化锰。催化材料42例如能够以在包装中的小球的形式引入催化室41中。附加地，催化装置40可以具有过滤器43，优选过滤纤维网，其具有大约0.1mm的厚度，所述过滤器以可穿流的形式安置或夹紧在催化室41中。

根据一个借助于图2的流程图说明的优选的处理工艺，在步骤S1中将要处理的包装机构2输送给处理元件30的作用区域。在步骤S2中提供热蒸汽并且将热蒸汽输送给处理元件30的混合室31。在步骤S3中提供处理介质。接着，将处理介质引导穿过催化装置40，由此实现有效性提高，优选通过使处理介质离开化学平衡进入化学不稳定状态中的方式实现。在过乙酸混合物的情况下，催化装置40优选设立用于减少H₂O₂份额，由此扩大灭菌作用。这样优化的处理介质在步骤S4中输送给混合室31，在混合室中通过热蒸汽将处理介质稀释和调温。接着，为包装机构2加载由蒸汽和处理介质组成的混合物，其方式为处理元件30将混合物导出并且必要时将其雾化。

尽管方法步骤按顺序被描述，但是其实现方式并不限于上面选择的顺序。可以在技术方面有意义的范围内自由选择方法步骤的顺序，该范围还包括部分或基本上完全的并行执行。

这里阐述的处理设备1以及相应的处理工艺的重要技术贡献在于，可以省去昂贵的酶如催化酶或其他化学物质的添加，以提高处理介质的有效性。因此，以节省资源和成本的方式实现了有效性提高。

此外，仅需对常规系统进行较小的结构改变即可优化有效性。特别地，可以基本上保留本身已知的借助于热蒸汽和使用双组分喷嘴的应用方案，其中仅为用于输送冷的处理介质的分支扩展催化装置。处理介质的制备以及热蒸汽的产生，介质的融合、可能的雾化和加载可以基本上不变地继续使用。由此可低成本且节约时间地执行现有设施的可能的改装。

就应用而言，在示例性实施例中示出的所有单个特征可以彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。

附图标记列表

1 用于处理包装机构的设备

2 包装机构

10 处理介质输送管路

20 蒸汽输送管路

30 处理元件

31 混合室

40 催化装置

41 催化室

42 催化材料

43 过滤器

Claims

1.一种用于借助处理介质处理包装机构(2)的设备(1)，尤其用于对在饮料灌装设施中的容器灭菌，其中所述设备(1)具有：

处理元件(30)，其设立用于为所述包装机构(2)至少部段地加载处理介质；

处理介质输送管路(10)，其设立用于将所述处理介质输送给所述处理元件(30)；和

催化装置(40)，其设置和设立在所述处理介质输送管路(10)中，用于由所述处理介质穿流并且在化学方面改变所述处理介质。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述催化装置(40)具有填充有催化材料(42)的催化室(41)，所述催化材料优选呈小球的形式，所述催化材料是相对于所述处理介质惰性的，其中所述催化材料(42)优选包括氧化铂和/或二氧化锰。

3.根据权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，所述催化装置(40)具有过滤器(43)，所述过滤器优选包括过滤纤维网，所述过滤纤维网以能由所述处理介质穿流的形式安置在所述催化室(41)中。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，还设有蒸汽输送管路(20)，所述蒸汽输送管路设立用于将蒸汽，优选热蒸汽输送给所述处理元件(30)。

5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述处理元件(30)具有与所述处理介质输送管路(10)和所述蒸汽输送管路(20)流体连接的混合室(31)，其设立用于通过所述蒸汽对所述处理介质进行稀释，优选调温，并且用于将混合物经由喷嘴输出到所述包装机构(2)上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述处理介质是由过乙酸、乙酸和过氧化氢优选以稳定的平衡状态的比例组成的混合物。

7.根据权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，所述催化装置(40)设立用于减少在所述混合物中的过氧化氢份额。

8.一种用于借助于处理介质处理包装机构(2)的方法，尤其用于对在饮料灌装设施中的容器灭菌，其中所述方法包括如下步骤：

提供处理介质，优选灭菌介质；

将所述处理介质引导穿过催化装置(40)，由此在化学方面改变所述处理介质；

为所述包装机构(2)加载通过所述催化装置(40)在化学方面改变的处理介质。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述处理介质由多种组分构成，并且所述催化装置(40)改变一种或多种组分的份额。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述组分的份额处于化学平衡状态中，并且所述催化装置(40)使所述处理介质离开所述化学平衡状态。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述催化装置(40)具有填充有催化材料(42)的催化室(41)，所述催化材料优选呈小球的形式，所述催化材料是相对于所述处理介质惰性的，其中所述催化材料(42)优选包括氧化铂和/或二氧化锰。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理介质是由过乙酸、乙酸和过氧化氢优选以稳定的平衡状态的比例组成的混合物。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述催化装置(40)减少所述混合物中的过氧化氢份额。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其特征在于，还提供蒸汽，优选热蒸汽，所述蒸汽混入通过所述催化装置(40)在化学方面改变的处理介质，由此对所述处理介质进行稀释，优选调温，并且将混合物输出到所述包装机构(2)上。

15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述包装机构(2)是容器，并且将通过所述催化装置(40)在化学方面改变的处理介质引入，优选喷入容器内部。