DE10140807A1

DE10140807A1 - Maschinenanlage zum Sterilisieren und Befüllen von Behältern

Info

Publication number: DE10140807A1
Application number: DE10140807A
Authority: DE
Inventors: Werner Stahlecker; Peter Awakowicz; Robert Frost
Original assignee: Haaga Ruediger GmbH
Current assignee: Haaga Ruediger GmbH
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2003-02-27
Also published as: CN1543417A; JP2005500204A; US20040253156A1; CN100422052C; WO2003016142A1; ITMI20021746A1

Abstract

Eine zyklisch arbeitende Maschinenanlage zum Sterilisieren und Befüllen von Behältern weist eine Sterilisationskammer auf, der eine in einem unsterilen Raum angeordnete Zuführeinrichtung zum gemeinsamen Einbringen einer vorgegebenen Anzahl von zu sterilisierenden Behältern sowie eine Abführeinrichtung zum gemeinsamen Entnehmen der sterilisierten Behälter zugeordnet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Abführeinrichtung in einem sterilen Reinraum angeordnet, der von der Zuführeinrichtung durch die als Schleuse wirkende Sterilisationskammer getrennt ist. In der Sterilisationskammer kann gegebenenfalls eine Fülleinrichtung angeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine zyklisch arbeitende Maschinenanlage zum Sterilisieren und Befüllen von Behältern, mit einer Sterilisationskammer, mit einer Fülleinrichtung, mit einer in einem unsterilen Raum angeordneten Zuführeinrichtung zum gemeinsamen Einbringen einer vorgegebenen Anzahl von zu sterilisierenden Behältern in die Sterilisationskammer sowie mit einer Abführeinrichtung zum gemeinsamen Entnehmen der sterilisierten Behälter aus der Sterilisationskammer und zum Weiterbefördern der Behälter.
Maschinenanlagen dieser Art sind aus der Praxis bekannt. Die Zuführeinrichtung enthält ein Transportband, welches in einem ersten Zyklus die zu sterilisierenden Behälter, beispielsweise Flaschen, von einer Behälterzuführung in einem unsterilen Raum neben die Sterilisationskammer transportiert. In einem folgenden Zyklus werden die im Transportband bereit gehaltenen Behälter gleichzeitig in Halterungen eines abgesenkten Beladebodens der Sterilisationskammer eingeschoben. Der Beladeboden wird danach nach oben in die Sterilisationskammer gefahren, und der an sich beliebige Sterilisationsvorgang läuft ab. Nach Beendigung desselben wird der Beladeboden wieder abgesenkt. Im nun folgenden Zyklus werden die sterilisierten Behälter aus dem Beladeboden heraus in ein der Abführeinrichtung zugehöriges zweites Transportband hineingezogen. Danach fährt das zweite Transportband diese eben sterilisierten Behälter in eine Füllkammer. In einem weiteren Zyklus werden diese Behälter dann wiederum gleichzeitig in einer Parallelverschiebung unter Füllventile geschoben und gefüllt. Schließlich werden die befüllten Behälter in einem weiteren Zyklus aus den Füllplätzen heraus in ein wieder gegenüberliegendes Transportband geschoben, welches die Behälter dann zu den Verschließstationen führt.

Bei der bekannten Maschinenanlage besteht eine stete Verbindung zwischen der Zuführeinrichtung und der Abführeinrichtung, und die zu sterilisierenden Behälter der Zuführeinrichtung befinden sich daher im gleichen Raum wie die sterilisierten Behälter der Abführeinrichtung. Man versucht, Rekontaminationen dadurch zu vermeiden, dass geeignete Strömungsverhältnisse geschaffen werden. Da aber keine hermetische Trennung des unsterilen und des sterilen Bereichs vorgesehen ist, gibt es bei der bekannten Maschinenanlage durchaus das Risiko einer Kontamination.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für die bekannte Maschinenanlage das Risiko einer Kontamination auszuschalten.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Abführeinrichtung in einem sterilen Reinraum angeordnet ist, der von der Zuführeinrichtung durch die als Schleuse wirkende Sterilisationskammer getrennt ist.

Die Sterilisationskammer kann zwischen der Zuführeinrichtung und dem sterilen Reinraum dadurch als Schleuse ausgebildet werden, dass sie an ihren Seiten durch unabhängig voneinander äffen- und schließbare Schotten begrenzt ist, die vorteilhaft als Hebeschotten oder Senkschotten ausgebildet sind. Dadurch lässt sich die Sterilisationskammer während des Einbringens der Behälter gegenüber dem sterilen Reinraum und während des Entnehmens der sterilisierten Behälter gegenüber der Zuführeinrichtung hermetisch abtrennen. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Fülleinrichtung direkt in der Sterilisationskammer angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Maschinenanlage und die Art des Zuführens und Abführens jeweils einer Gruppe von Behältern in Querrichtung der Maschinenanlage,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Schnittfläche II-II der Fig. 1,
Fig. 3A bis 3F in schematischer Darstellung die einzelnen Bewegungsabläufe beim Sterilisieren der Behälter,
Fig. 4 eine schematisch und perspektivisch dargestellte Maschinenanlage, deren Zuführ- und Abführeinrichtungen in Längsrichtung der Maschinenanlage angeordnet sind.
Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Maschinenanlage 1 ist ein zyklisch arbeitender Linearläufer, der dem Sterilisieren, Befüllen und Verschließen von Behältern 2 dient. Die Maschinenanlage 1 enthält unter anderem eine evakuierbare Sterilisationskammer 3, welcher in Längsrichtung der Maschinenanlage 1 eine Füllkammer 4 sowie weitere nicht dargestellte Kammern nachgeordnet sind. Die Füllkammer 4 ist von der Sterilisationskammer 3 durch eine Trennwand 5 abgetrennt.
Die Maschinenanlage 1 enthält eine in einem unreinen Raum angeordnete Zuführeinrichtung 6 für die zu sterilisierenden Behälter 2. Die Zuführeinrichtung 6 ist in Querrichtung der Maschinenanlage 1 seitlich neben der Sterilisationskammer 3 vorgesehen und enthält ein in Zuführrichtung A bewegbares Transportband 14. Die zu sterilisierenden Behälter 2 werden seitlich neben der Sterilisationskammer 3 bereitgestellt und können gemeinsam von der Seite her in die Sterilisationskammer 3 eingebracht werden. Die Anzahl der kollektiv zu sterilisierenden Behälter 2 ist vorgegeben und in der Fig. 1 als Gruppe von zehn Behältern 2 dargestellt.
Die Abführeinrichtung 7, die ein in Bewegungsrichtung B laufendes Transportband 15 enthält, ist auf der der Zuführeinrichtung 6 abgewandten Seite der Sterilisationskammer 3 angeordnet und dient dem gemeinsamen Entnehmen der sterilisierten Behälter 8 aus der Sterilisationskammer 3. Diese sterilisierten Behälter 8 werden dann in Abführrichtung B der Füllkammer 4 zugeführt.
Das bisher beschriebene Schema ist durch gebaute Maschinenanlagen grundsätzlich bekannt und hat den Nachteil, dass die Zuführeinrichtung 6 und die Abführeinrichtung 7 in Prinzip im gleichen Raum angeordnet sind, was einer Vollaseptik abträglich ist.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Abführeinrichtung 7 vollständig hermetisch von der Zuführeinrichtung 6 abgekapselt und in einem sterilen Reinraum 9 untergebracht ist. Nach außen hin ist der sterile Reinraum 9 durch Trennwände 10 und 11 von der Umgebung abgetrennt, gegenüber der Zuführeinrichtung 6 wirkt die Sterilisationskammer 3 als eine Art Schleuse. Diese "Schleuse" arbeitet in besonderer Weise, da ja das Innere der Sterilisationskammer 3 wechselseitig einmal mit der Zuführeinrichtung 6 und das andere Mal mit der Abführeinrichtung 7 verbunden werden muss.
Die Sterilisationskammer 3 ist seitlich durch voneinander unabhängig bewegbare Schotten 12 und 13 hermetisch verschließbar. Diese Schotten 12 und 13 sind entsprechend den Richtungen der in Fig. 2 angedeuteten Doppelpfeile bewegbar und in der Lage, auf Grund ihrer Kinematik die Sterilisationskammer 3 während des Sterilisierens hermetisch nach außen abzuschließen. Die Schotten 12, 13 sind, wie später anhand der Fig. 3 noch erläutert werden wird, vorteilhaft als Hebeschotten oder Senkschotten ausgebildet.
Es sei noch vermerkt, dass die Transportbänder 14 und 15 über geeignete Umlenkräder 16 und 17 geführt sind und geeignete Halterungen 18 und 20 für die Behälter 2 bzw. 8 aufweisen. In analoger Weise sind für die Sterilisationskammer 3 Halterungen 19 für die zu sterilisierenden Behälter 2 vorgesehen.
Wie bereits erwähnt, ist die Art des Sterilisierens in der Sterilisationskammer 3 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung an sich beliebig. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, das Sterilisieren unter Verwendung von Wasserstoffperoxid durchzuführen, welches in wässriger Lösung einem Verdampfer zugeführt, verdampft und anschließend in die evakuierbare Sterilisationskammer 3 geleitet wird, wo ein aus Wasser und Wasserstoffperoxid gebildetes Dampfgemisch dann an den Oberflächen der zu sterilisierenden Behälter 2 sowie der Sterilisationskammer 3 kondensiert und damit schlagartig ein Sterilisieren bewirkt. Bei der Kondensation wird Verdampfungsenthalpie frei, was die nötige Energie liefert, um ein Wasserstoffperoxidmolekül derart zu dissozüeren, dass ein Sauerstoffatom frei wird. Dieser chemisch hoch reaktive atomare Sauerstoff ist nach Ansicht der Anmelderin für die keimabtötende Wirkung verantwortlich, wobei es genügt, wenn die zu sterilisierenden Oberflächen mit einem mikroskopisch dünnen homogenen Flüssigkeitsfilm beim Kondensieren benetzt werden. Das Kondensat kann anschließend durch nicht dargestellte Pumpen abgesaugt werden. Diese Sterilisationsmethode hat zudem den großen Vorteil, dass zugleich auch die Sterilisationskammer 3 bei jedem Sterilisationsvorgang erneut keimfrei gemacht wird.
Das Zusammenspiel der Sterilisationskammer 3 mit der Zuführeinrichtung 6 und der Abführeinrichtung 7 wird nachfolgend anhand der Fig. 3A bis 3F erläutert, wobei die Fig. 3F den Endzustand erläutert, der mit dem Anfangszustand gemäß Fig. 3A identisch ist.
Die Fig. 3A bis 3F zeigen insbesondere, dass die Sterilisationskammer 3 während des Einbringens der Behälter 2 gegenüber dem sterilen Reinraum 9 und während des Entnehmens der sterilisierten Behälter 8 gegenüber der Zuführeinrichtung 6 hermetisch abgetrennt ist.
Die Fig. 3A zeigt denjenigen Zustand der Maschinenanlage 1, bei welchem eine Gruppe von zu sterilisierenden Behältern 2 mittels der Zuführeinrichtung 6 seitlich neben der Sterilisationskammer 3 bereitgehalten wird. Das die Sterilisationskammer 3 zur Zuführeinrichtung 6 hin begrenzende Schott 12 ist, wie ersichtlich, angehoben worden, so dass eine direkte Verbindung zwischen der Zuführeinrichtung 6 und der Sterilisationskammer 3 besteht. Gegenüber dem sterilen Reinraum 9, in welchem sich die Abführeinrichtung 7 befindet, dichtet das Schott 13 die Sterilisationskammer 3 seitlich ab.
Die Fig. 3B zeigt, wie die Gruppe von zu sterilisierenden Behältern 2 quer zur Sterilisationskammer 3 in diese eingeführt wurde, wobei das Schott 12 noch immer angehoben ist. Auf der in Fig. 3B nicht mit dargestellten Zuführeinrichtung 6 befinden sich momentan keine Behälter 2 mehr.
Gemäß Fig. 3C dichten beide Schotten 12 und 13 die Sterilisationskammer 3 nunmehr seitlich ab, so dass die Sterilisationskammer 3 sowohl gegenüber der Zuführeinrichtung 6 als auch gegenüber der im sterilen Reinraum 9 befindlichen Abführeinrichtung 7 dicht verschlossen ist. Die Gruppe von Behältern 2 wird nunmehr geschlossen in der Sterilisationskammer 3 keimfrei gemacht, so dass anschließend sterilisierte Behälter 8 vorhanden sind.
Nunmehr wird gemäß Fig. 3D das Schott 13, welches die Sterilisationskammer 3 zum sterilen Reinraum 9 hin begrenzt, in der gezeichneten Weise hochgefahren, während das andere Schott 12 der Sterilisationskammer 3 weiterhin gegenüber der Zuführeinrichtung 6 und den dort erneut bereitgehaltenen neuen zu sterilisierenden Behältern 2 abdichtet. Die sterilisierten Behälter 8 können somit zu Abführeinrichtung 7 in den sterilen Reinraum 9 seitlich entnommen werden.
Der letztgenannte Zustand in Fig. 3E dargestellt, wo ersichtlich ist, dass die Gruppe von sterilisierten Behältern 8 aus der Sterilisationskammer 3 seitwärts auf die Abführeinrichtung 7 übergeben wurde. Wenn nunmehr das dem sterilen Reinraum 9 zugeordnete Schott 13 durch Absenken die Sterilisationskammer 3 seitlich wieder abdichtet und das andere, der Zuführeinrichtung 6 zugeordnete Schott 12 nach oben gefahren wird, entsteht wieder der eingangs erwähnte Zustand gemäß Fig. 3A, der hier als Fig. 3F nochmals dargestellt ist.
Bei der schematisch dargestellten Maschinenanlage 21 nach Fig. 4 sind die Zuführeinrichtung 24 und die Abführeinrichtung 25 in Längsrichtung der Maschinenanlage 21 durch die Sterilisationskammer 22 getrennt, die gegebenenfalls zusätzlich die Fülleinrichtung enthalten kann. Der sterile Reinraum 28 ist auch hier von der in einem unreinen Raum 23 angeordneten Zuführeinrichtung 24 durch die als Schleuse wirkende Sterilisationskammer 22 und eine Trennwand 29 getrennt. Für die Sterilisationskammer 22 gibt es eine vorzugsweise als Klappe ausgebildete Einlasstür 26 sowie eine Auslasstür 27.

Claims

1. Zyklisch arbeitende Maschinenanlage zum Sterilisieren und Befüllen von Behältern, mit einer Sterilisationskammer, mit einer Fülleinrichtung, mit einer in einem unsterilen Raum angeordneten Zuführeinrichtung zum gemeinsamen Einbringen einer vorgegebenen Anzahl von zu sterilisierenden Behältern in die Sterilisationskammer sowie mit einer Abführeinrichtung zum gemeinsamen Entnehmen der sterilisierten Behälter aus der Sterilisationskammer und zum Weiterbefördern der Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung (7; 25) in einem sterilen Reinraum (9; 28) angeordnet ist, der von der Zuführeinrichtung (6; 24) durch die als Schleuse wirkende Sterilisationskammer (3; 22) getrennt ist.

2. Maschinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülleinrichtung in der Sterilisationskammer (22) angeordnet ist.

3. Maschinenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (24) und die Abführeinrichtung (25) in Längsrichtung der Maschinenanlage (21) durch die Sterilisationskammer (22) getrennt und durch eine Trennwand (29) voneinander abgeteilt sind.

4. Maschinenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (6) und die Abführeinrichtung (7) in Querrichtung der Maschinenanlage (1) durch die Sterilisationskammer (3) getrennt und durch eine Trennwand (11) voneinander abgeteilt sind.

5. Maschinenanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisationskammer (3) an ihren Seiten durch unabhängig voneinander öffen- und schließbare Schotten (12, 13) begrenzt ist.

6. Maschinenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schotten (12, 13) als Hebeschotten oder Senkschotten ausgebildet sind.

7. Maschinenanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisationskammer (3) während des Einbringens der Behälter (2) gegenüber dem sterilen Reinraum (9) und während des Entnehmens der sterilisierten Behälter (8) gegenüber der Zuführeinrichtung (6) hermetisch abgetrennt ist.