CZ283947B6 - Způsob sterilizace a plnění potravinářských kartonů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vnitřek kartónu je nejdříva postříkán roztokem peroxidu vodíku. Kartóny jsou pak zpracovány horkým vzduchem k odstranění peroxidu vodíku. Horký vzduch je aplikován pomocí dutého trnu (22) opatřeného tryskami (38,40) na jeho jednom konci. Tvar dutého trnu (22) odpovídá zhruba tvaru kartónu. Když je dutý trn (22) zasunut do kartónu přivede se vzduch proti vnitřním stěnám a dnu kartónu a je pak odčerpán z kartónu, přičemž proudí směrem vzhůru mezi postraními stěnami (30,34) dutého trnu (22) a postranními stěnami kartónu.ŕ

Description

Způsob sterilizace a plnění potravinářských kartonů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast vynálezu

Vynález se týká způsobu a zařízení ke sterilizaci kartonů před jejich naplněním a zvláště pak prodloužení skladovací životnosti potravinářských výrobků, zapečetěných v lepenkových kartonech.

Dosavadní stav techniky

Lepenkové kartony jsou všeobecně používány pro balení pasterovaných a ultrapasterovaných výrobků z mléka a šťáv. Tyto výrobky jsou obecně baleny v kartonech se zalomeným víkem, které jsou před naplněním předtvarovány a mají uzavřené dno. Zpravidla jsou kartony dopravovány skrz plnicí stanici na dopravníku. Předtím, než se kartony naplní, je vstříknut do vnitřku kartonu roztok peroxidu vodíku za účelem usmrcení bakterií, které způsobují zkažení mléka. K zabránění poškození zdraví pracovníků peroxidem vodíku musí být přijata bezpečnostní opatření. Povolené množství peroxidu vodíku v ovzduší, kde se zdržují dělníci, je dáno limity, stanovenými bezpečnostními a zdravotními předpisy.

Poté, co je roztok peroxidu vodíku vstříknut do kartonu, je nutné vysušit vnitřek kartonu před tím, než je karton naplněn mlékem nebo jiným potravinářským výrobkem. Roztok peroxidu vodíku se u běžných konvenčních plnicích strojů odstraní zvnitřku kartonu použitím horkého vzduchu. Dopravník, který dopravuje kartony skrz stroj, zastavuje v předem určených časových intervalech za účelem provedení takových operací, jako je plnění, uzavírání a pečetění, které je třeba postupně na kartonu provést. Jestliže operace vyžaduje více času, než poskytuje předem určený interval, pak je nutné zvětšit časový interval, nebo začlenit další stanice, kde se operace ještě jednou nebo vícekrát opakuje. Způsob vhánění horkého vzduchu do kartonu u známých strojů nepostačuje k úplnému odstranění peroxidu vodíku zvnitřku kartonu v jedné stanici, a je nutné vložit několik dalších sušicích stanic, než mohou být kartony naplněny mlékem. Potřeba většího množství sušicích stanic u těchto dřívějších balicích strojů nejenom zvyšuje náklady na stroj, ale rovněž omezuje jejich produktivitu.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vyřešit zdokonalený způsob a zařízení ke sterilizaci vnitřku kartonů roztokem peroxidu vodíku.

Dalším úkolem vynálezu je snížit potřebnou dobu a tepelnou zátěž pro provádění sterilizace vnitřku kartonů.

Dalším úkolem je vy řešit systém peroxidu vodíku, který ochraňuje pracovníky před škodlivými účinky chemických výparů.

Tyto úkoly jsou splněny v souladu s přednostním provedením vynálezu systémem sterilizace kartonů, který má dvě stanice. V první stanici se aplikuje postřik vnitřního povrchu předtvarovaných kartonů atomizovaným peroxidem vodíku. V druhé stanici se do kartonu zasune tm. Tm má řadu trysek, které směrují horký sterilizovaný vzduch proti vnitřnímu povrchu kartonu. Průtok horkého vzduchu a rozložení trysek způsobuje, že páry peroxidu vodíku a kapičky kapaliny jsou účinně odstraněny zvnitřku kartonu, aniž by se výrazně zvýšil pracovní čas a bez potřeby dodatečného použití horkého vzduchu.

- 1 CZ 283947 B6

Tm se opětovně pohybuje dovnitř a ven z kartonu a je opatřen řadou tryskových otvorů, které zajišťují v podstatě rovnoměrnou distribuci horkého vzduchu podél vnitřního povrchu kartonu. Ohřátí peroxidu tímto způsobem zvyšuje účinnost působení peroxidu vodíku a způsobuje, že páry a kapičky peroxidu vodíku jsou účinně odstraňovány.

První a druhá stanice jsou s výhodou vloženy do komory za účelem ochrany personálu před parami peroxidu vodíku.

Popis obrázků na výkrese

Přednostní provedení vynálezu je znázorněno na přiložených výkresech, na kterých značí:

obr. 1 schematický pohled na zařízení k plnění kartonů, obsahující systém sterilizace kartonů podle vynálezu, obr. 2 boční pohled na sterilizační jednotku zařízení, obr. 3 nárysný pohled na zařízení k plnění kartonů, obr. 4 půdorysný pohled a zařízení k plnění kartonů, obr. 5 izometrický pohled na sušicí tmy, obr. 6 boční pohled najeden ze sušicích trnů, obr. 7 pohled v řezu na sušicí tm podél linie 7-7 z obr. 6, obr. 8 půdorysný pohled na tm, a obr. 9 pohled v řezu na tm podél linie 9-9 z obr. 8.

Příklady provedení vynálezu

Ve vztahu k obr. 1 jsou zařízení a postup podle vynálezu aplikovány na konvenční plnicí stroje, jak je například popsán v US patentu 4.448.008 pro použití k plnění předtvarovaných kartonů kapalnými potravinářskými produkty, například mlékem nebo šťávou. Do těchto konvenčních automatických plnicích strojů jsou dodávány předtvarované složené kartony. Stroj rozevře karton, takže vytvoří trubku, zapečetí dno trubky tak, že se vytvoří karton s otevřeným vrškem, a umístí karton na dopravník. Během postupu kartonu skrz stroj je karton plněn kapalným potravinářským produktem, a pak se vršek uzavře a zapečetí. Naplněný karton pak opustí stroj. Systém sterilizace kartonů podle tohoto vynálezu je včleněn mezi operaci tvarování kartonu a plnění kartonu.

Podle obr. 1 je karton 4 v zařízení 2 k tvarování kartonů umístěn do řady na dráhu 7. Podle konvenční praxe posunuje dopravník 6 kartony přerušovaně současně do dvou stanic, což umožňuje, aby vždy dva kartony byly plněny současně. Pohyb dopravníku má prodlevy, které poskytují dostatečnou dobu k provedení té nejpomalejší operace stroje. Systém podle tohoto vynálezu by mohl být přizpůsoben na stroje, ve kterých jsou kartony posouvány současně do jedné stanice nebo více jak dvou stanic současně. Plnicí stanice 8 jsou ukázány na obr. 1. V plnicí stanici 8 je kapalný výrobek napuštěn do otevřeného vršku kartonů běžným plnicím zařízením. Současně jsou plněny dva kartony 4, které jsou pak posunuty do uzavírací a pečetící stanice (nejsou znázorněny).

Sterilizační systém podle vynálezu je vložen mezi zásobovací část dopravníku 6 a plnicí stanici 8. Sterilizační systém obsahuje stříkací systém 10 peroxidu vodíku a sušicí stanici 12 horkého vzduchu.

Ve stříkací stanici 10 peroxidu vodíku jsou umístěny nad kartony 4 dvě stříkačky 14 tak, aby byla atomizovaná mlha nebo postřik usměrněn na vnitřní povrch kontejneru. Roztok peroxidu vodíku je dodáván do stříkaček 14 skrz vhodná potrubí 16 za účelem atomizace roztoku peroxidu vodíku. Koncentrace roztoku je 0,1-15 procent peroxidu vodíku a průtokové množství skrz trysku se pohybuje mezi 0,1 až 1,0 litru za hodinu. K zajištění rovnoměrného pokrytí vnitřních stěn a dna kartonu peroxidem vodíku je tento rozprašován ve tvaru plného kužele.

Peroxid vodíku, který je aktivován teplem, musí být odstraněn z vnitřku kartonů 4 předtím, než jsou naplněny kapalným výrobkem, a to se uskutečňuje v sušicí stanici 12. Sušicí stanice 12 obsahuje izolovanou skříň 18. V montážní desce 20, která je upevněna na dně izolované skříně 18, jsou uloženy dva tmy 22. Jak je znázorněno na obr. 5-9, jsou tmy 22 duté a vyznačují se dutým trubicovým tělesem 4, které je upevněno na montážní desce 20. Spodní konec trubicového tělesa 24 je uzavřen tryskovou deskou 26. Trubicové těleso 24 má rovněž pár vodicích lišt 28, které jsou protilehle umístěny za účelem nalehnutí na vnitřní stěny kartonu 4, aby se zabránilo zhroucení stěn kartonu 4 na trubicové těleso 24. Jak vyplývá z obr. 7, jsou postranní stěny 30 zkoseny dovnitř směrem k jej ich podélné středové ose. Přední a zadní strana 32, 34 je na spodním konci tmu 22 v podstatě plochá, zatím co část přední a zadní stěny, to je v blízkosti montážní desky 20. je zkosena dovnitř stejným způsobem, jako postranní stěny 30. Montážní deska 20 má otvor 36. který je souosý s vnitřkem trubicového tělesa 24.

Trysková deska 26 má středovou trysku 38 a rohové trysky 40, jak je znázorněno na obr. 7-9. Na obr. 6 je ukázán karton 4 se zapečetěným dnem, umístěný na dopravníku 6, který znázorňuje vzájemnou polohu try skové desky 26 a vnitřku kartonu 4, když je tm 22 spuštěn dovnitř kartonu. Jak vyplývá z obr. 2-4, jsou tmy 22 upevněny ve skříni 18 pomocí montážní desky 20. Do skříně 18 je vháněn vzduch ohebným potrubím 42. Tlakový vzduch je do ohebného potrubí 42 dodáván vzduchovým dmýchadlem 44 nebo jiným vhodným prostředkem. Spojovací trubka 46 zajišťuje pevné připojení izolované skříně 18 na konzolu 48. Ohřívací jednotka 61 je připevněna na konzole 48 mezi potrubí 42 a spojovací trubku 46. Ohřívací jednotka 61 může být provedena jako elektrická odporová jednotka nebo jednotka jiného vhodného typu pro ohřívání vzduchu, který proudí skrz jednotku. Konzola 48 je uložena na vertikálním hřídeli 50, kteiý je vratně posuvně uložen ve vertikální ložiskové jednotce 52. Hnací mechanismus 60, který je s výhodou klikového typu s klikou a ojnicí, udílí hřídeli 50 vertikální vratný pohyb v časovém vztahu k pohybu dalších složek. Koordinace pohybu dopravníku 6 a hnacího ústrojí 60 je kontrolována pohonem 62 stroje. Montážní konzola 48 je na obr. 2 a 3 znázorněna ve své krajní pozici. Vzduch z potrubí 42 je dodáván do vnitřku tmu 22 vzduchovými trubkami 54. K ohřívání vzduchu, procházejícího trubkami 54, slouží ohřívací prvky nebo jiné vhodné prostředky, instalované v ohřívací jednotce 61. Maximální teplota vzduchu by měla být menší, než je teplota, která by způsobila poškození materiálu kartonů. K zabránění přehřátí materiálu kartonů, který je zpravidla potažen polyethylenem, by měla být teplota vzduchu, proudícího skrz trysky, asi 380 °C pro nižší kontejnery a asi 565 °C pro vyšší kontejnery. Průtokové množství vzduchu skrz každý tm 22 je s výhodou 0,28 až 0,42 m³/min.

Protože zařízení podle vynálezu je určeno ke zpracování kartonů různých výšek, je nutné nastavit provozní podmínky v závislosti na tom, jaká je velikost zpracovávaného kartonu. Množství peroxidu vodíku, rozprašovaného do každého kartonu, by mělo být úměrné velikosti povrchu svislých stěn a dna kartonů. Stříkačky 14 mají obvyklou regulaci, která nastavuje průtokové množství roztoku a tlakového vzduchu k dosažení požadovaného stupně postřiku povrchu kartonů. Teplota vzduchu a průtokové množství horkého vzduchu musí tedy být také nastaveny v poměru k velikosti kartonů. Zdvih trnů je stejný pro všechny druhy kartonů, s výhodou 160 mm, a pro nízké kartony je poměr délky tmu 22, zasahující dovnitř kartonu, k výšce kartonu u nízkých kartonů větší, než u vyšších kartonů. Jak je znázorněno na obr. 3, je poloha dráhy 7 nastavitelná, takže vršek kartonu 4 může být umístěn ve vhodné výšce vzhledem k zasouvanému tmu 22 a k účelu naplnění a zapečetění, bez ohledu na velikost plněného a pečetěného kartonu 4.

-3 CZ 283947 B6

Jak vyplývá z obr. 1, jsou sterilizační stanice 20 a sušicí stanice 12 s výhodou uzavřeny v jedné skříni 56. Skříň 56 má na protilehlých koncích otvory, kterými kartony 4 vstupuji a vystupují ze skříně. Průtok vzduchu skrz odváděči potrubí 58 by měl být větší než průtok vzduchu do otvorů na každém konci skříně, kterými kartony vstupují a vystupují, a z trysek v tryskové desce 26, tak, aby páry peroxidu vodíku neunikaly z otvorů, ale směřovaly skrz odváděči potrubí k jejich shromažďování a vyčištění před jejich vypuštěním do atmosféry.

Zařízení funguje tak, že kartony 4 jsou tvarovány a umístěny na dráhu 7. Dopravník 6 postupuje přerušovaně o vzdálenost, která se rovná rozteči mezi dvěma kartony, takže v každé stanici jsou zpracovávány současně vždy dva kartony. Doba zastavení dopravníku je zvolena tak, aby byla dostatečně dlouhá k provedení nutné operace v každé stanici a protože je použit kontinuální dopravník, je doba zastavení určena nejdelší dobou prodlevy. Kartony pak postupují k sušicí stanici 12. Tmy 22 jsou zpočátku zdviženy do polohy, znázorněné plnými čarami na obr. 2. Dmýchadlo 44 je řízeno tak, aby proud vzduchu byl hnán skrz trubku 42 a potrubí 54 do vnitřku trnů 22. Hnací ústrojí 60 funguje tak, že konzola 48 spustí tmy 22 do polohy, ukázané na obr. 3, do vnitřku kartonů na dopravníku, až tmy 22 dosáhnou polohy, znázorněné na obr. 6 vzhledem k dráze 7 dopravníku 6. Vzduch z trubky 42 je ohříván při průchodu skrz ohřívací jednotku 61. Horký vzduch proudí skrz trysky 38 a 40 v tryskové desce 26 a pak svisle vzhůru podél vodicích lišt 28, až projde vrškem kartonu 4. Zdvih trnů 22 je stejný pro malé kartony omezené výšky, jako u velkých kartonů, neboť důležitým znakem vynálezu je, že stroj lze snadno přizpůsobit pro použití nízkých kartonů bez potřeby nastavení nebo změny zdvihu trnů 22. Po předem určené době se tmy 22 zdvihnou a kartony pak postupují do plnicí stanice 8 (obr. 1).

Jako příklad podmínek, které jsou vhodné pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, lze uvést, že koncentrace peroxidu vodíku v roztoku by měla být 0,1 až 15% peroxidu vodíku a přednostně 10 %. Teplota horkého vzduchu při jeho průtoku skrz tryskovou desku 26 je s výhodou 565 až 593 °C pro kartony s výškou 245 mm. Celkové průtokové množství činí přednostně 0,28 až 0,42 m³ za minutu. Vertikální pohyb trnů 22 je asi 160 mm. Při dodržení těchto podmínek by mělo být dosaženo bezpečného snížení množství bakterií B. subtilis.

Při spuštění trnů do vnitřku kartonů a nasměrování proudu horkého vzduchu proti vnitřnímu povrchu kartonu a zvláště proti rohům dna kartonu, jsou zbylé částečky peroxidu vodíku v podstatě odstraněny z vnitřku kartonu v jedné operaci, takže kartony mohou být bezprostředně naplněny po průchodu sušicí stanicí 12. U vyšších kartonů horký vzduch proudí z trysek vzhůru podél prostoru mezi stěnami 30, 32, 34, tmu 22 a podél vnitřních stěn kartonu k účinnému odstranění peroxidu vodíku. Žádného dalšího sušení není třeba.

když byl tento vynález znázorněn a popsán s ohledem na jeho přednostní provedení, je třeba uznat, že jej lze provést s variacemi a změnami aniž by byla opuštěna myšlenka vynálezu tak, jak je vyjádřena v nárocích.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob sterilizace a plnění potravinářských kartonů s předtvarovaným dnem a vzhůru vztyčenými stěnami postřikem vnitřku kartonu roztokem peroxidu vodíku při posunu kartonů na dopravníku, vyznačený tím, že po provedení postřiku se do kartonu spustí tm, do vnitřku tmu se přivede proud horkého vzduchu, který proudí z tmu ven skrz trysky, umístěné proti dnu kartonu, přičemž strany tmu jsou vzdáleny od stěn kartonu k usměrnění horkého vzduchu mezi tm a stěny kartonu a odpaření a odstranění peroxidu vodíku z kartonu, načež se tm vysune z kartonu a sterilizovaný karton se naplní kapalným potravinářským výrobkem.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že postřikovači operace obsahuje rozprášení 0,1 až 15% vodního roztoku peroxidu vodíku na vnitřní povrch dna a stěny kartonu.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dopravník se posouvá periodicky do tří následných stanic, postřikovači operace se uskutečňuje v první stanici, operace se zasunutím a vysunutím tmu se provádí v druhé stanici a ve třetí stanici jsou kartony naplněny kapalným potravinářským výrobkem.
4. 4. Zařízení kprovádění způsobu podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje dopravník /7/ pro periodickou dopravu kartonů /4/ skrz řadu stanic, dutý tm /22/ s trubicovým tělesem /24/ s tryskovou deskou /26/ na spodním konci tmu /22/, ústrojí pro vysunutí a zasunutí tmu /22/ při stabilní poloze kartónu /4/ a systém pro dodávku horkého vzduchu skrz tm /22/ a skrz tryskovou desku /26/.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že tm /22/ obsahuje pár postranních stěn /30/ a přední a zadní stěnu /32, 34/, kde postranní stěny /30/ jsou sklopeny dovnitř směrem ke středové linii každé stěny /30/, a dále obsahuje pár vodicích lišt /28/, umístěných podél středové linie každé postranní stěny /30/.
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačené tím, že trysková deska /26/ je v podstatě čtvercového tvaru a má středovou trysku /38/ a rohovou trysku /40/, umístěnou na každém rohu k zajištění rovnoměrného rozptýlení horkého vzduchu do vnitřku kartonu /40/.
7. 7. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že ústrojí pro vysouvání a zasouvání tmu /22/ obsahuje skříň /18/ pro uložení tmu a motor pro vysouvání a zasouvání skříně /18/ pro zajištění pohybu tmu /22/ směrem k a od dopravníku ΠΙ.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačené tím, že systém pro dopravu horkého vzduchu obsahuje jednak potrubí /54/, spojené s trnem /22/, a jednak obsahuje ohřívací zařízení tohoto potrubí /54/.