CN1128526A - 饮料消毒装瓶的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种饮料消毒装瓶的方法，包括的步骤有首先在清洗台中利用碱液清洗瓶子，然后将瓶子输送到分开的装料台中装入预先消毒的饮料，最后在封口台中封口，当执行上述方法时，在空间隔开的台中连续地数次通过引入蒸汽和/或热水对瓶子内部进行消毒。这种分步消毒瓶子的方法达到极高的细菌杀灭率，消耗的能量低而瓶子的装卸很稳当。此外，在台之间的输送区中防止瓶子重新污染的措施可以省去，因此可以保证易于进入输送区。
Description
本发明涉及一种根据权利要求1的总述条款的饮料消毒装瓶方法和一种根据权利要求13的总述条款的完成上述方法的装置。
德国专利DE—pat、733623已经公开了在温碱液处理之后在冲洗机内通过数个喷嘴向瓶子中喷入温度为85℃到高于100℃的液体或蒸汽而消毒瓶子的措施，这些喷嘴一个接一个地排列，安置在瓶孔外边。随后，瓶子在几个步骤中通过消毒过的水或消毒空气冷却，最后将瓶子排放在输送带上。利用该输送带，将瓶子输送到装料机而后输送到封口机，为了保持瓶子无菌，使用了隧道状的盖子。但是，结果是不能达到完全无菌的输送，以致于一再地发生带有来自周围空气的细菌的瓶子被引入装料机的情况。此外，在输送带上发生差错时盖子妨碍快速进入，因此，在分开的机器之间包括常规的多路输送机构、瓶子组合机构和瓶子分配机构的现代化高效装瓶设置中是不可能接受这些盖子的。
根据德国专利DE—pat.2437588的方法中存在类似情况，其中清洗机中的消毒是通过将温度为85到95℃的热水喷射到瓶子内外侧上而实现的。其后，瓶子立即从清洗机推出并保持65至70℃的温度，它们被输送到装料机；在这种输送过程中，提出一种层状充气系统，以提供一种抵制周围环境的消毒屏蔽。尽管在瓶子输送区域中采取了这些复杂的措施和补充加热，但这两种情况下都不能完全避免在清洗过的瓶子中形成细菌，而利用输送系统克服上述缺陷在很大程度上是不可能的。因此，这种饮料消毒装瓶在实际上是不可能获得通过的；它不适合在现代高效设置中使用。
其次，德国专利公布4036290公开了这样一种方法，即在清洗机中利用碱液清洗过的瓶子不受屏蔽地输送到装料机，它们直接在饮料流入之前通过引入蒸汽经过伸入瓶子的装料机回流气体管而进行消毒。在清洗机中由于新鲜水喷射以及在未保护因而易于接触的输送区中已经渗入瓶子的对饮料有害的细菌能够以此种方式在很大程度上予以杀灭。在实用中正常使用的大约2秒钟的蒸汽处理时间内所消耗的能量是比较小的，同时，装料部件也在每次装瓶操作之前重新消毒。但是，这种操作过程并不能始终以所要的高杀灭率充分杀灭特定的饮料有害微生物，特别是霉菌芽孢。虽然这可以通过延长蒸汽处理时间来补救，但这样一种时间的延长会导致增加费用的扩大装料尺寸以及强烈加热装料部件和玻璃瓶，而这会损害饮料的味道并增加瓶子破损率。在所有其它方面，这种方法十分适合于现代的高效设备。
最后，有人也提出过，作为上述装料机内消毒过程的替代方法，在对热量特别敏感的饮料的情况下消毒过程应当在与装料机联接的冲洗机中完成，而瓶子应当在冲洗机和装料机之间的短路径上受到防止重新污染的蒸汽通道的保护(“KRONES杂志”1992年5月和1992年10月)。这个方法也十分适合于现代高效设备，但由于在冲洗机中瓶子单排高速输送而处理时间有限，它不可能以理想的杀灭率(例如百分之九十)杀灭抵抗力极强的细菌。
本发明的目的是，在开始时提到的那种类型的方法的情况下，利用简单机构产生对饮料有害微生物的足够高的杀灭率(即使这种饮料有害微生物极端耐热)并提供一种高效的无故障操作。此外，还提供实施这种方法的装置。
关于该方法，上述目的是通过在权利要求的特征条款中公开的特点而达到的。
由此，当使用根据本发明的方法时，瓶子内部的消毒并不以集中的方式在一个台中进行，而是与至今为止的主要趋势相反，分别在空间上和时间上隔开的几个相位和几个台中进行。由于前面相位中进行的加热而产生的后续相位中温度的提高，获得了一种复合效果，使杀菌效果大大提高。因此，即使是特别耐热的令人害怕的霉菌Byssochlamys fulua、Byssochlamys niuea和Neosartorya fischeri的芽孢也可用廉价的能量以极高的杀灭率杀灭。此外，不需要采取措施来防止瓶子内部消毒过程的各个相位和台之间的重新污染，因为输送期间得到的小量细菌将在随后的消毒相位中杀灭。因此，根据本发明的方法理想地适合于包括若干分开的机器和中间输送机构的现代高效设备中饮料的消毒装瓶。
权利要求2至12中公开了本发明方法的其它有利发展。一种特别强调的进一步发展是在根据权利要求10的高于大气压的压力下的室内利用根据权利要求5的过热水对瓶子内部的消毒。这种方法能够利用位于瓶子外边的喷嘴有目的地在短促的处理时间内大量供应热量到瓶子底部，因此，它特别适合于在清洗台中使用并适合于利用普通喷嘴进行。此外，它肯定不需要在每次消毒瓶子内部期间加热整个瓶子壁。相反，根据权利要求6，在瓶子中进行所谓外层消毒就足够了。这将降低能量消耗，在处理玻璃瓶的情况下，瓶子破损率惊人地低而不降低杀菌效果。
关于装置，本发明的任务通过权利要求13的特点解决。
根据本发明的一种装置具有像一台没有消毒机构的装置一样简单而清晰的结构设计。它很容易接触到，特别是在瓶子输送器区域，使得任何时候都可以消除失误，从而保持高效率。尽管有这些特点，通过瓶子内部的重复消毒作用，可以获得极高的杀菌作用。
权利要求14至29中公开了根据本发明的装置的其它有利发展。如可从权利要求26和27中看到的，如果处理的瓶子是可以回收的瓶子，它们有待检查以便发现它们是否洁净和是否受到损伤，那么可以在装置中很容易地结合一台常规的电子空瓶检验机。这只需要考虑通过无菌的外加到瓶孔上的定心锥来避免多余的重新污染。利用在权利要求29中公开的用加热的润滑剂润滑输送带，可以加热特别危险的瓶子底部。
下面将在附图的基础上说明本发明的一个实施例，附图中：
图1表示用于在可以回收的玻璃瓶装入果汁的消毒装瓶的成套设备的示意顶视图，带有对方法步骤的程序的简短说明；
图2表示在消毒瓶子内部用的机构的区域中的图1设备的清洗机的垂直部分截面；
图3示意表示图1设备的冲洗机中四个处理相位；
图4表示在消毒内部期间通过图1设备的装料机的装料部件的垂直截面。
图1至4的设备设计用于在玻璃制成的可以回收的瓶子24装入果汁的消毒装瓶。该设备包括清洗机1、冲洗机4、装料机2和封口机3。
如可从图2中看到的，清洗机1是一种双端型清洗机，在最后的碱液/溶液浴21和热水喷射机构22之后，包括一个底部敞开的箱子形状的压力室18。压力室18浸入充满热水的槽25，该压力室18的内部已利用压缩机26外加一个0.1巴的过压，该压缩机由未示出的控制机构控制，将无菌空气压入上述压力室18内。这具有这样的效果，在压力室18的内部，获得一个比槽25中水位低1米的水位。压力室18的沿运动方向延伸的两个侧壁下槽25一起形成一个虹吸管型入口门19和一个虹吸管型出口门20。在通过热水喷射机构22之后，利用瓶套28输送瓶子24，瓶套28从连续驱动的循环链27上向下垂入槽25中，水平地通过入口门19，向上进入在水位上面的压力室18内部，水平地移动一段距离，然后重新向下进入水浴，沿水平方向通过出口门20，最后向上移出槽25并进入最终热水喷射机构23。随后，瓶子24移向卸载机构29，后者引导瓶子脱出瓶套28并将其安置在瓶子输送机5上。
在压力室18内部在瓶子24的水平移动路径下方和水位上方沿循环方向横向设置三个平行的喷射管8，它们设有对应于每个瓶套28的瓶子24数目的多个喷嘴开孔。喷射管8可以由未示出的机构转动地支承并可以与瓶子24的移动同步地转动，使得从喷嘴喷出的水流首先以一个倾斜角进入瓶子，在那里水流垂直向上冲击底部，最后水流以一个倾斜角向下沿瓶壁作用在瓶子上。三个喷射管8通过管线11连接到一个包括高压泵的105℃过热水发生器16上。由于压力室18中过压占优势，过热水由喷射管8喷入瓶子24而不形成过量蒸汽，在那里过热水主要冲击上述瓶子24的底部。这有一个效果，就是在一个短的路径上在极短的时间内将大量热引入瓶子，使得在瓶子24的整个内部获得比100℃高得多的温度。从瓶子24流出的水收集在盆44中并返回到过热水发生器16中。一部分过热水在喷射过程期间变成蒸汽并冷凝在压力室18内，从而增加槽25中的水量。这种增加由一个未示出的溢流机构被偿。因此，盆44也另外连接在一个新鲜水供应管线30上，通过该管线自动替换冷凝水。
因此，在清洗机1的压力室18中，通过喷入过热水，瓶子24的内部受到第一次消毒，并且，与先前利用热碱液的清洗一起，这种消毒实际上将完全消灭瓶子24内部的所有细菌。在出口门20的区域中和(如果具有的话)在随后的热水喷射机构23的区域中，瓶子24稍许冷却，使它们在离开清洗机1时温度为约80至90℃。冷却至更低温度也是可能的。这可能已经通过压力室18前面的喷水机构开始，因为，如上所述，瓶壁只通过喷射管8部分受热。因此，外壁的温度可以容易地比100℃低得多。
瓶子24从清洗机1传送到瓶子输送机5上，后者如通常情形那样由多个电动机驱动的铰链带链形成，以数排和直立位置输送瓶子24。在瓶子输送机5的端部设置一个合并机构，该机构将瓶子24合并形成单独一排同时加速。在瓶子输送机5包括其合并机构的整个区域中，瓶子24不存在任何盖子或屏蔽，在瓶子24倒下或碰倒造成的失误情况下，操作者可以迅速干预而不受阻碍。瓶子输送机5上的瓶子24逐渐冷下来，在正常操作期间，它们在合并区域内的温度约为60℃。由于先加热正常使用的链润滑剂然后将润滑剂喷在铰链带链上，在底部区域中可以保持稍高的温度。
瓶子输送机5是一个连续输送机，同时具有一定的缓冲作用，后随一个循环型的冲洗机4。该冲洗机4包括一个进给蜗杆、一个进给星轮、一个装有瓶子24用的可以枢轴式转动和可以控制的夹头31的转子和一个卸载星轮。以直立正常位置进给的瓶子24(图3a)利用上述夹头31倒转180°，使其瓶孔向下。在这个位置上，由顶部开放的垂直冲洗管9形成的喷嘴引入上述瓶子24的颈部。冲洗管9与转子一起转动并通过可以单个控制的控制阀14连接在环状主管路12上。该环状主管路12包含饱和蒸汽，蒸汽的温度约为105℃，通过控制阀14的时间控制开孔吹入瓶子内部(例如)6秒钟(图3b)。蒸汽可以通过冲洗管9和瓶孔之间的环状间隙逸入敞开的空气中。
每个冲洗管9通过另一个控制阀32另外连接在另一个环状主管路33上，后者包含无菌空气。在蒸汽处理之后，该无菌空气由控制阀32的时间控制开孔吹入瓶子内部(例如)3秒钟(图3c)。这产生的效果是在蒸汽处理期间产生的冷凝物通过冲洗除去，而瓶子24的内部受到干燥。随后，利用夹头31将瓶子24倒转到正常位置，当它们占据上述正常位置时，它们从冲洗机4中送出(图3d)。
由此，瓶子24的内部在上述冲洗机4中通过饱和蒸汽中的冲击受到第二次消毒。在这个第二次消毒过程中，开始温度为约60℃的瓶子24的内壁被加热到在所有区域中高于100℃的消毒温度。因此，在瓶子输送带5上输送上述瓶子的过程中通过其敞开的瓶孔渗入瓶子24中的细菌将被再一次极大程度地消灭。
从冲洗机4，利用一个短的单线螺旋输送机6将瓶子24输送到装料机2。也可以不用这种螺旋输送机6而通过一种配置使两者直接相连。在这种配置中冲洗机4的卸载星轮与装料机2的进给星轮直接啮合或通过一个中间传送星轮啮合。在任何情况下，由于瓶子24的强制型输送，这个区域中预计不存在失误。因此，可以在瓶子24的瓶孔区域内装置一个带蒸汽供应管线35的孔道34，该孔道34防止细菌极大程度地侵入瓶子开孔中(图3d)。
装有进给星轮、转子和卸载星轮的装料机2在其结构设计方面对应于德国申请4036290。因此，它包括多个配置在转子周围的同样类型的装料部件17以及与这些装料部件17相联结并与其一起循环的提升部件36。来自冲洗机4的空瓶24首先由提升部件36向着装料部件17提升一部分距离。在这个过程中，一个回流气体管10伸入瓶颈。这个回流气体管通过控制阀15的时间控制开孔经装料部件17中的通道连接到管线13上，该管线13包含温度例如为105℃的饱和蒸汽。由此该饱和蒸汽通过回流气体管10流动一个例如2秒钟的预定时间，或者通过由上述回流气体管10的开孔形成的喷嘴，沿中心进入瓶子24，下到底部，随后通过回流气体管10和瓶孔之间的环状间隙逸入回流气体通道37(图4)。在这个过程中，从冲洗机4来的已经具有极高温度的瓶子24的整个内部被加热到比100℃高得多的温度。
由此，在装料机2中，每个瓶子24通过吹入饱和蒸汽受到第三次也是最后一次内部消毒。在这最后一次消毒期间，在清洗机1中瓶子内部的第一次消毒和冲洗机4中瓶子内部的第二次消毒时“残存”的细菌和饮料有害生物将受到肯定的高度杀灭。就整体来说，根据本发明的“分步消毒”达到的杀菌率比同样消毒时间和同样能量的一步消毒达到的杀菌率要高得多。
当控制阀15已经关闭时，装料部件17的增压气体阀38将打开，从而使CO2从通道39通过回流气体管10引入瓶子24。这将具有这样一种效果，就是大多数消毒蒸汽以及大多数形成的冷凝物被排放到敞开的空气中。其后，提升部件36继续提升，由此将使瓶子24对着装料部件17完全而紧密地受压，使得它将装入CO2，直到达到例如3巴的调节的反压力，增压气体阀38仍然打开。当然也可以不用CO2而使用消毒空气作为增压气体和冲洗气体。当增压过程结束时，增压气体阀38将关闭，随后，回流气体阀40和液体阀41将同时打开。已经例如通过消毒过滤预先消毒过的待装瓶的果汁现在可以通过产品管线42和装料部件17的排放孔流入瓶子24。当通过电学探针43测得的预定装料程度达到时，液体阀41将关闭，从而装料操作将结束。
其后，提升部件36与装满的瓶子24一起下降。在装料机2的排放端部，瓶子24由输送星轮7在正常的输送高度上接收并转移到封口机3上。利用图3d的孔道吹入蒸汽可以再一次避免细菌侵入。在封口机3中，用早先利用蒸汽消毒过的拱顶塞子之类封闭瓶子24。
如果可以回收的瓶子被装料，在图1至图4的设备中可以容易地结合一个空瓶用的常规的电子检验机，最好装在瓶子输送机5和冲洗机4之间。在这方面，使空瓶检验机的定心锥可以消毒是有利的，该定心锥加在瓶子的瓶孔区域内。这种消毒例如可以通过整体加热使定心锥恒定保持温度高于100℃来实现。也可以通过在一定间隔烧烤或照射来实施化学消毒或热消毒。
瓶子、罐或类似容器在清洗机1中的处理也可以利用酸来代替碱液或补充碱液而完成。
Claims (29)
1.一种饮料消毒装瓶的方法，包括的步骤有首先在清洗台中利用碱液清洗瓶子，而后将瓶子输送到分开的装料台，在该装料台中用预先消毒的饮料装瓶，最后在封口台中对瓶子封口，清洗的空瓶内部用引入的蒸汽和/或热水消毒，其特征在于，瓶子内部通过引入蒸汽和/或热水的消毒是在空间隔开的台中接续地数次完成的。
2.一种根据权利要求1的方法，其特征在于，在消毒瓶子内部的台之间，上述瓶子以直立位置输送并具有敞开的孔。
3.一种根据权利要求2的方法，其特征在于，在瓶子内部的暂时分开的消毒操作之间，上述瓶子输送时没有盖盖子、充气、照射，没有采取防止细菌生成的任何此类其它措施。
4.一种根据权利要求1至3中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒方法至少有一种是通过吹入温度最低为105℃的饱和蒸汽而实现的。
5.一种根据权利要求1—4中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒方法至少有一种是通过喷入温度最低为105℃的过热水而实现的。
6.一种根据权利要求1—5中的一项的方法，其特征在于，在瓶子内部的每次消毒过程期间，热量的供应被认为只有在瓶子内部才达到至少100℃的消毒温度。
7.一种根据权利要求1—6中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒过程之一是在清洗台中完成的。
8.一种根据权利要求1—7中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒过程之一是在装料台中完成的。
9.一种根据权利要求1—8中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒过程之一是在一个配置在上述清洗台和装料台之间的分开的消毒台中完成的。
10.一种根据权利要求1—9中的一项的方法，其特征在于，瓶子内部的消毒过程至少有一个是在大气压力之上的压力下在一个室内完成的。
11.一种根据权利要求1至10中的一项的方法，其特征在于，在至少一个瓶子内部消毒过程期间，瓶子是倒转的，使得它们的瓶孔向下。
12.一种根据权利要求1至11中的一项的方法，其特征在于，在至少一次瓶子内部消毒之后，该瓶子用消毒空气冲洗。
13.一种完成权利要求1所述方法的装置，包括一台清洗机、一台装料机和一台封口机，它们通过瓶子输送机相互连接，其特征在于，上述机器中至少有两台(1，2)装有将蒸汽和/或热水引入瓶子内部用的机构(8，10)。
14.一种根据权利要求13的装置，其特征在于，上述清洗机(1)和装料机(2)之间插入一台冲洗机器/冲洗机(4)，后者装有将蒸汽和/或热水引入瓶子内部用的机构(9)。
15.一种根据权利要求13或14的装置，其特征在于，上述机构(8，9，10)包括至少一个连接在蒸汽和/或热水管线(11，12，13)上的喷嘴。
16.一种根据权利要求15的装置，其特征在于，喷嘴(9，10)的前面是控制阀(14，15)。
17.一种根据权利要求15或16的装置，其特征在于，喷嘴(8)连接到机构(16)上，用于产生温度至少为105℃的过热水。
18.一种根据权利要求15至17中的一项的装置，其特征在于，喷嘴(9，10)适合于插入瓶子的内部。
19.一种根据权利要求15至18中的一项的装置，其特征在于，喷嘴(8，9，10)适合与瓶子一起移动。
20.一种根据权利要求15至19中的一项的装置，其特征在于，喷嘴(10)受装料机(1)的装料部件(17)的装料管或回流气体管的限定。
21.一种根据权利要求15至20中的一项的装置，其特征在于，喷嘴(10)分别受洗机管(4)和冲洗机的中洗管的限定。
22.一种根据权利要求15至21中的一项的装置，其特征在于，喷嘴(8)受清洗机(11)的至少一个喷射管的限定。
23.一种根据权利要求22的装置，其特征在于，上述喷射管(8)是这样支承在清洗机(1)中的，使得它适合于转动或沿直线移动。
24.一种根据权利要求13至23中的一项的装置，其特征在于，清洗机(1)中形成一个增压室(18)，该增压室设有瓶子用的虹吸型入口门(19)和虹吸型出口门(20)，还在于上述引入蒸汽和/或热水和/或过热水用的机构(8)配置在上述压力室内。
25.一种根据权利要求24的装置，其特征在于，压力室(18)设置在最后的碱浴(21)和卸载装置(29)之间，如果需要，带有中间的喷水机构(22，23)。
26.一种根据权利要求13至25中的一项的装置，其特征在于，一个空瓶检验机插在清洗机(1)和装料机(2)或冲洗机器/冲洗机(4)之间，该空瓶检验机的定心锥适合于被消毒，它被外加压瓶子的孔上。
27.一种根据权利要求26的装置，其特征在于，该定心链适合于被加热。
28.一种根据权利要求13至27中的一项的装置，其特征在于，在清洗机(1)之后，瓶子输送机(5)被设计用于多排输送瓶子并基本上可从上面和/或从侧面自由地进入。
29.一种根据权利要求28的装置，其特征在于，多路瓶子输送机(5)的铰链带链用加热的润滑油润滑。
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