CN1592639A - 通过液态形式的消毒剂对包装材料消毒的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过液体形式的消毒剂对包装材料(1)进行消毒的方法，其包括如下步骤：提供将要消毒的包装材料(1)；提供液体形式的消毒剂的来源(11)；强迫液体消毒剂通过喷嘴(12)以便形成指向包装材料的射流(14a)；将液体消毒剂的射流(14a)经受受控的周期干扰，使得液体消毒剂射流(14a)形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(14)；相对于所述喷嘴(12)运动包装材料或反之亦然，由此所述一系列液滴(14)在包装材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒剂涂层(2)，以及蒸发包装材料(1)上的消毒剂薄膜。本发明还涉及类似方法和实施所述方法的装置。

Description

通过液态形式的消毒剂对包装材料消毒的方法
技术领域
本发明涉及一种通过液态形式的消毒剂对包装材料消毒的方法和装置。
背景技术
无菌包装技术长时间用来包装食品和类似物，特别是对细菌和存放敏感的产品，以便给以产品延长的上架时间，使其可从包装那天开始保持更长的时间，而没有损坏或变质的危险。该技术对于本领域普通技术人员是公知的，并且可从如下事实开始，即产品和包装材料各自经过消毒处理，以便中和出现在包装材料产品内的有害微生物，并且处理后的产品随后在消毒条件下封装在消毒的包装材料内，以便避免细菌再次污染消毒的产品。
用于奶品、果汁和类似液体食品的无菌包装现在通常在如下类型的包装机的帮助下由涂覆塑料的纸或硬纸板材料带或片制造，该包装机在无菌条件下成形、填充并封闭包装。例如在制造奶制品无菌包装的公知包装机中，材料带在基本上与环境完全隔离的腔室内引导通过含有10-35％重量百分比的过氧化氢的浴槽中。在通过浴槽之后，材料带夹紧在挤压辊之间以便从材料带去除多余的消毒剂，并将其返回到浴槽中。
此后没有与机器环境接触的材料带引导通过机器的成形和填充腔室，该腔室同样基本上与环境隔离。在成形和填充腔室内，包装材料通过消毒热空气加热以便从包装材料上蒸发和驱除伴随消毒剂的残留物，由此通过将两个纵向边缘相互密封在纵向搭接接头内而使得材料带成形为管状。采用经由通向管子的过滤器管开口供应到管子内的适当预先消毒的内容物、热处理的奶制品或类似物填充管子，并通过横过管子纵向轴线对管子进行重复横向密封来分成封闭、填充的包装。
该包装通过在横向密封处的切断来相互分开，并随后在最终无菌包装从机器输出之前给以所需的最终几何形状，通常是平行六面体。在整个过程中，在成形和填充腔室内保持消毒热空气的过压，以便防止未消毒的环境空气渗入并重新污染已消毒的内容物和包装材料。
在所述公知的方法中为了实现包装材料的良好消毒的前提条件是整个材料带在通过消毒浴槽之后由粘附的消毒剂薄膜覆盖以便确保包装材料的所有部分有效地进行消毒。薄膜还应该最好薄并厚度均匀，以便有助于在成形和填充腔室内更有效地进行随后的消毒剂蒸发。所述的两个条件实际上难以实现，并经常出现的是在整个材料带表面上消毒剂薄膜的厚度不均匀，这不仅造成消毒效果不均匀和不可预见，而且造成蒸发更加困难。
采用所述方法和采用材料带通过消毒剂的浴槽的其他公知方法的另一缺陷是边缘吸收现象，该现象是在纵向切断边缘内暴露的织物材料具有吸收保持在材料带的织物层内的液体消毒剂的趋势。由于在最终包装中面向内的切断边缘总能很好地受到保护，没有出现与伴随的消毒剂接触并影响包装内容物的危险，但相反，很大的危险是被吸收的液体将至少局部造成包装结构的刚性和稳定性的退化以及同时造成消毒剂不必要的损失。
与此类消毒方法相关的另一问题出现在该消毒方法用来对于包括预制有开口装置的包装材料进行包装时。预制开口用作从浴槽输送大量消毒剂的铲子或水斗。由于开口装置的传统形状，所述挤压辊不能防止这种现象出现。
EP 484730 A1披露一种以液体形式的消毒剂对包装材料进行消毒的方法。包装材料进行放电以便消除包装材料上的表面静电电荷。此后，包装材料以消毒剂湿润，消毒剂以充有静电并均匀分布的雾状形式施加在将要消毒的包装材料的那些区域上。包装材料和凝聚成薄膜的消毒剂一起进行最后加热以便从已经消毒的包装材料上蒸发消毒剂。EP 484730 A1现在认为是最接近的现有技术。
但是，该方法还具有某些缺陷；由于围绕弯曲辊、成形辊等运行的包装材料产生大量的包装材料静电电荷，因此难以适当排出包装材料。另外，消毒剂雾不在包装材料上形成均匀薄膜。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通过以液体形式的消毒剂对包装材料进行消毒的方法和装置，通过该方法和装置可以一致和受控的方式施加消毒剂，该包装不受到边缘吸收的影响，并且通过该方法和装置使用消毒剂，而没有预制孔装置造成的过大损失。
在以下描述中将清楚的这些和其他目的通过一种方法实现，该方法包括以下步骤：提供将要消毒的包装材料，提供液体形式的消毒剂的来源，强迫液体消毒剂通过喷嘴以便形成指向包装材料的射流，将液体消毒剂的射流进行受控的周期干扰，使得液体消毒剂射流形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴，相对于所述喷嘴运动包装材料或反之亦然，由此所述一系列液滴在包装材料上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒剂涂层，并蒸发包装材料上的消毒剂薄膜。其中对于薄膜厚度/质量、温度或分布来说，与所述现有技术的方法相比，该方法具有消毒剂(过氧化氢)受控进行分布的优点。
当详细阅读EP 484730 A1所述的方法时，已经发现即使雾中的液滴看上去似乎均匀分布，并且液滴在较大区域内分布的效果看上去似乎给以该方法某种保障，但雾中的液滴绝不是均匀分布的。这意味着由雾产生的薄膜最多也只是具有不均匀的厚度，但更糟的是即使希望如此在许多情况下薄膜不是连续的薄膜。
公知的是迫使液体流过孔口或喷嘴以产生射流。当射流离开喷嘴时在射流表面将出现随机的干扰。这些干扰以及减小自由流动射流的表面张力的固有内力一起用来减小表面能量，造成射流碎裂成液滴。这种自然的机理造成液滴尺寸以及液滴形成速度随机分布。另外，出现在液滴的方向上随机分布。由于现有技术方法的随机特性，必须大量供应消毒剂以确保接收到最少量消毒剂的包装材料接收到足够的消毒剂。
通过本发明的方法，通过受控的周期干扰来消除随机碎裂，造成以上描述的优点。外部干扰的来源通常是压电晶体，但可以是振动喷嘴的任何其他装置。晶体的电激励造成引入到射流中的机械振动。激励信号的频率影响液滴的尺寸和液滴相互之间的差别，但信号幅度影响从喷嘴到射流碎裂之处的距离。
液滴尺寸不仅取决于激励频率而且取决于喷嘴结构和液体的性能。喷嘴结构影响喷嘴内的流体动力条件、压力降等，好的结构可给以提高的流动。同样重要的是考虑液体的粘度；当粘度随温度减小时，液体的更高温度使得随后喷射速度更高。
另一差别是这些受控的干扰使其可以获得一系列大致沿单个假想线的液滴，而不是现有技术方法那样在液滴方向上随机分布。这使其可以受控的方式在包装材料的不同部分上获得不同数量的消毒剂。这可以是例如包装材料设置预制开口装置的情况。
按照本发明的一个实施例，液滴进行充电，并且偏转电极偏转想要或不想要的液滴。不想要的液滴汇集在某些类型的沟槽内并最好返回到消毒剂的来源或返回到喷嘴。
当然所述包装材料可以卷筒形式供应或没有预制开口，它可以或多或少是直立的坯料或任何其他半成品包装的形式。
所述目的还可通过一种方法来实现，其中所述强迫进入喷嘴和进行干扰的步骤可在单个步骤中进行；即强迫液体消毒剂通过喷嘴以便形成指向包装材料的射流，每当需要干扰时使得所述来源内的液体进行受控的干扰。相对于所述方法来说，该方法的优点已经在上面提到。由于液滴只在需要时形成，因此本发明的这一方面可以调整成能够在包装材料的不同部分上施加不同数量的消毒剂。一系列的液滴还可以是具有一定长度和体积的间歇射流，其体积与多个液滴的体积相对应。
最好是，包装材料上的消毒剂通过加热包装材料上的消毒剂来进行蒸发。
最好是，喷嘴布置成包括多个喷嘴的阵列，由此该阵列相对于包装材料在第一位置和第二位置之间来回运动或反之亦然。如果对于单个喷嘴失效来说需要连续薄膜并完成冗余，第一和第二位置之间的距离应该至少是相对于与包装材料运行方向垂直的方向上距离来说相邻的两个喷嘴之间的距离。通过单独或与该阵列的运动相结合，冗余还可通过包装材料相对于喷嘴阵列的相对运行的方向上的多于一个喷嘴的配置来实现。当然，必须在各自情况中考虑并优化阵列内喷嘴的实际配置和数量以及阵列的运动。除此之外，必须考虑每个喷嘴的可靠性、是否需要连续薄膜、包装材料的运行速度等。根据这些和其他参数的不同值，在某些情况下有利地使用或多或少的固定喷嘴，而在其他情况下在其他情况下更加有利地使用较少的喷嘴，并更多地运动喷嘴阵列。
按照优选的实施例，采用液体消毒剂对包装材料进行消毒通过使得包装材料经受最好是UV辐射的辐射的步骤来进行补充。辅助辐射消毒使其可以使用更少的消毒剂，并进一步增加所述的优点。
本发明的装置通过独立装置权利要求提出的装置来实现。所实现的优点相对于该方法进行讨论。优选实施例在从属权利要求中进行描述。
附图说明
本发明将参考示意附图更加详细地进行描述，附图表示本发明的当前优选实施例的实例。
图1是采用连续方法的装置的侧视图；
图2是采用根据需要的方法的装置的侧视图；
图3是表示喷嘴阵列的平面图。
具体实施方式
主要有两种不同技术实现所述一系列受控、尺寸大致一致并且速度受到控制的液滴；即连续技术和根据需要的技术。
按照两个方面的装置包括消毒剂来源11、21，喷嘴12、22和加压消毒剂的装置13、23。
按照连续方法，例如薄膜的加压装置13迫使液体消毒剂通过喷嘴12以便形成指向包装材料的射流14a，射流经受受控、周期的干扰，造成液体消毒剂射流形成一系列尺寸控制成基本上一致并速度受到控制的液滴14。激励源15通常是高频振动的压电晶体，但当然可以使用实现类似振动的其他装置。消毒剂通常通过接地来放电。
如果出于某些原因包装材料的部分没有提供消毒剂或所提供的数量不同于包装材料的其他部分的数量，这可以通过如下技术来实现，其中液滴通过充电电极16充电，并且根据技术的类型，偏转电极17偏转想要的或不想要的液滴。不想要的液滴通过沟槽18返回。因此，在连续技术中，控制位置和位置速度的最后步骤取决于液滴可进行充电。
连续方法的典型数据：激励源的频率为50000-150000Hz(在某些情况下高达1MHz)；液滴尺寸100-400微米(在某些情况低至10-15微米)。
按照根据需要或脉冲技术，每当需要液滴时，通过将所述来源中的液体经受受控的干扰，使得液体消毒剂被迫通过喷嘴22以便形成在指向包装材料1的方向上运行的一系列尺寸控制成基本上一致并速度受到控制的液滴24。因此，在根据需要的液滴技术中，只在需要时产生具有与多个液滴体积相对应的体积的液滴或间歇射流。在所谓的热或气泡射流的形式中，激励源23是电阻器(电阻加热元件)，该电阻器在通电时加热液体并造成液体膨胀。产生蒸气气泡，产生的压力波强迫等量的液体通过喷嘴。某些根据需要的液滴技术还使用压电晶体23。其他技术使用电极23作为激励源。
在脉冲喷墨技术中，不需要偏转液滴，并因此这些技术不依赖液滴的任何充电来控制长时间的冲击变化。脉冲方法的典型数据：激励源的频率：500-12000Hz；液滴尺寸大致范围30-500微米。
最好是，喷嘴12、22布置在包括多个喷嘴的阵列30中，由此阵列30相对于包装材料1在第一位置A和第二位置B之间来回运动。
应该注意到在权利要求限定的本发明的范围内可以进行所述优选
实施例的多种变型。
消毒剂可例如是过氧化氢水溶液和任何其他消毒化学品。最好是使用具有高达大约40％重量百分比的过氧化氢的过氧化氢水溶液。
激励源还可以是振动薄膜或可将振动传导到液体消毒剂或传导到喷嘴的任何类似装置。

Claims (13)

1.一种通过液体形式的消毒剂对包装材料(1)进行消毒的方法，其包括如下步骤：
提供将要消毒的包装材料(1)；
提供液体形式的消毒剂的来源(11)；
强迫液体消毒剂通过喷嘴(12)以便形成指向包装材料的射流(14a)；
将液体消毒剂的射流(14a)经受受控的周期干扰，使得液体消毒剂射流(14a)形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(14)；
相对于所述喷嘴(12)运动包装材料(1)或反之亦然，由此所述一系列液滴(14)在包装材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒剂涂层(2)，以及
蒸发包装材料(1)上的消毒剂薄膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，液滴进行充电，并且偏转电极(17)将偏转想要的或不想要的液滴。
3.一种通过液体形式的消毒剂对包装材料(1)进行消毒的方法，其包括如下步骤：
提供将要消毒的包装材料(1)；
提供液体形式的消毒剂的来源(21)；
每当需要液滴时，通过将所述来源(21)内的液体经受受控的干扰(23)，强迫液体消毒剂通过喷嘴(22)以便形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(24)；
相对于所述喷嘴(22)运动包装材料(1)或反之亦然，由此所述一系列液滴(24)在包装材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒剂涂层(2)，以及
通过在包装材料(1)上的消毒剂上施加热量(3)，蒸发消毒剂薄膜。
4.如权利要求1-3中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过在包装材料上的消毒剂上施加热量(3)，蒸发消毒剂薄膜。
5.如权利要求1-4中的一项或多项所述的方法，其特征在于，一系列液滴(14、24)形成大致连续薄膜(2)。
6.如权利要求1-5中的一项或多项所述的方法，其特征在于，喷嘴(12、22)布置成包括多个喷嘴(12、22)的阵列(30)，阵列(30)相对于包装材料(1)在第一位置(A)和第二位置(B)之间来回运动或反之亦然。
7.如权利要求1-6中的一项或多项所述的方法，其特征在于，采用消毒剂对于包装材料(1)消毒通过将包装材料经受例如UV辐射的辐射(4)来补充。
8.一种通过液体形式的消毒剂对包装材料进行消毒的装置，其包括：
液体形式的消毒剂的来源(11)；
强迫液体消毒剂通过其中以便形成指向包装材料的射流(14a)的喷嘴(12)；
将液体消毒剂的射流(14a)经受受控、周期干扰的振动装置(15)；以及
相对于所述喷嘴(12)运动包装材料(1)或反之亦然的驱动装置(5)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其还包括对液滴充电的充电电极(16)和偏转想要的或不想要的液滴的偏转电极(17)。
10.一种通过液体形式的消毒剂对包装材料(1)进行消毒的装置，其包括：
液体形式的消毒剂的来源(21)；
每当需要液滴时，将所述来源(21)内的液体经受受控、周期干扰的振动装置(23)；
强迫液体消毒剂通过其中以便形成在指向包装材料(1)的方向上运行的一系列液滴(24)的喷嘴(22)；以及
相对于所述喷嘴(22)运动包装材料(1)或反之亦然的驱动装置(5)。
11.如权利要求8-10中的一项或多项所述的装置，其特征在于，其还包括通过在包装材料(1)上的消毒剂上施加热量以蒸发消毒剂薄膜的加热装置(3)。
12.如权利要求8-11中的一项或多项所述的装置，其特征在于，喷嘴布置成包括多个喷嘴(22)的阵列(30)，阵列(30)相对于包装材料(1)在第一位置(A)和第二位置(B)之间来回运动或反之亦然。
13.如权利要求8-12中的一项或多项所述的装置，其特征在于，其还包括将包装材料经受最好是UV辐射的辐射的辐射源(4)。
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