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Verfahren und Vorrichtung zum sterilen Abpacken von Flüssigkeiten,
insbesondere Milch Man hat bereits vorgeschlagen, bestimmte Produkte, insbesondere
Arzneimittel, innerhalb steriler Räume (im nachstehenden Sterilkabinen genannt)
in sterile Einzelbehälter oder Einzelpackungen abzufüllen, die noch innerhalb der
Sterilkabine keimdicht verschlossen werden.
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Handelt es sich bei den abzupackenden Gütern um Massengüter, wie
beispielsweise Milch, ergibt sich das Problem, die Abfüll- und Verschließmaschine
mit sterilem Verpackungsmaterial laufend zu versorgen.
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Ein bekannter Vorschlag hat dieses Problem in der Weise zu lösen
gesucht, daß man das Verpad:ungsmaterial laufend sterilisierte und der Füll- und
Abpackvorrichtung zuführte. Solche Verfahren haben den Nachteil, daß der Fortgang
beider Arbeitsgänge, nämlich der Sterilisierung des Packungsmaterials einerseits
und des Füllvorganges andererseits, zwangläufig voneinander abhängig ist. Das Tempo
der Abfüllung ist, mit anderen Worten, abhängig von dem Tempo der Sterilisierung
des Packungsmaterials.
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Findet nach einem anderen Vorschlag für die Einschleusung des an
seiner Außenseite unsterilen Verpackungsmaterials in die Sterilkabine eine Flüssigkeitsschleuse
Verwendung, so reicht die Desinfektion des Verpackungsmaterials in der Flüssigkeit
der Flüssigkeitsschleuse nicht aus, eine Sterilhaltung der Sterilkabine auf die
Dauer zu gewährleisten.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, im kontinuierlichenAbpackungsverfahren
volle Sterilität des Verpackungsraumes bei unbegrenzter Schnelligkeit der Abfüllung
zu gewährleisten, ohne daß die Geschwindigkeit des Abfüllvorganges durch das Tempo
der Sterilisierung des Verpackungsmaterials beeinträchtigt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das neue Verfahren darin, daß das
bereits vorher sterilisierte Verpackungsmaterial in geschlossenen Behältern (Patronen)
der Sterilkabine zugeführt wird, indem das geschlossene Entnahmeende der Patrone
über einen allseitig geschlossenen, gesondert sterilisierbaren Kopplungsraum, der
sehr kleinen Querschnitt besitzen kann und demzufolge schnell, einfach und zuverlässig
zu sterilisieren ist, mit einer zunächst ebenfalls verschlossenen Eintrittsöffnung
der Sterilkabine für das Verpackungsmaterial gekoppelt wird. Nach erfolgter Sterilisierung
des Kopplungsraumes können die Eintrittsöffnung und die Entnahmeöffnung der Patrone
der Sterilkabine geöffnet und das Verpackungsmaterial in die Sterilkabine eingeführt
werden.
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Die Erfindung ist mit ihren weiteren Merkmalen an Hand eines zeichnerisch
dargestellten Ausführungsbei spiels beschrieben: Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine
Patrone gemäß der Erfindung zur Aufnahme des sterilen Verpackungsmaterials, die
gleichzeitig Mittel zur Bildung des sterilisierbaren Kopplungsraumes aufweist; Fig.
ja ist ein schematischer Grundriß, der die Füllung der Patrone mit vorher gefertigten,
ineinandersteckbaren Bechern veranschaulicht; Fig. 2 zeigt in schematischer Schnittdarstellung
die Heranführung der Entnahmeöffnung der Patrone an die Eintrittsöffnung der Sterilkabine
für das Verpackungsmaterial; Fig. 3 zeigt die Sterilisierung des Kopplungsraumes
vor Entfernung der Offnungsverschlüsse von Patrone und Sterilkabine; Fig. 4 veranschaulicht
in schematischer Darstellung die Verbindung von Patroneninnenraum und Sterilkabine
nach Entfernung der Öffnungsverschlüsse; Fig. 5 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel,
bei welchem der sterilisierbare Kopplungsraum durch eine an der Sterilkabine angeordnete
Vorrichtung gebildet wird.
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Wie bereits oben zum Ausdruck gebracht, besteht eine wesentliche
Erkenntnis der Erfindung darin, daß die Sterilisierung des Verpackungsmaterials
getrennt von der Abfüllung des Gutes in die Packung und dem Verschluß der Packung
erfolgt.
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Dadurch wird es möglich, die Sterilisierung des Verpackungsmaterials
nach geeigneten bekannten Verfahren auch im diskontinuierlichen Arbeitsgang durchzuführen,
ohne daß. später die kontinuierliche Arbeitsweise des Abfüll- und Verschließvorganges
beeinträchtigt wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Anlieferung des Verpackungsmaterials
in sterilem Zustand innerhalb einer sterilen Packung, die vorzugsweise Patronenform
besitzt und in Fig. 1 dargestellt ist. Die Größe der
Patrone bestimmt
sich nach der Menge und Form des Verpackungsmaterials, das darin untergebracht werden
soll. Die Erfindung denkt daran, in den Patronenbehältern entweder bereits vorher
geformte Packungsbehälter unterzubringen, die späterhin in der Sterilkabine nur
noch gefüllt und verschlossen werden, oder auch das Verpackungsmaterial in Rollenform,
was dann zur Voraussetzung hat, daß zusätzlich zum Ahfüllen und Verschließen auch
die Fertigung des Packungskörpers in der Sterilkabine stattfindet.
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Fig. 1 veranschaulicht beispielsweise, wie becherartig vorgeformte
Packungen in mehreren, beispielsweise sieben Stangen neben- und umeinander angeordnet
sind, wobei die einzelnen Stangen durch Ineinanderstecken einer passenden Anzahl
konisch geformter Packungskörper hergestellt sind. Die Anordnung dieser Stangen
neben- und umeinander veranschaulicht beispielsweise der Grundriß der Fig. 1 a.
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Findet die Fertigung des Behälterkörpers erst in der Sterilkabine
statt, genügt es, in den Patronenbehältern das sterile Verpackungsmaterial in Rollenform
unterzubringen. wobei jede Patrone eine oder mehrere solcher Rollen aufnehmen kann.
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Der Patronenkörper 1 besteht beispielsweise aus Blech und besitzt
die Form eines Zylinders mit geschlossenem Boden 2. Das Ende der Patrone ist bei
der Entnahmeöffnung 3 durch einen zylindrischen, konisch oder ähnlich geformten
Kragen 4 umgeben, der in der nachbeschriebenen Weise zur Bildung des sterilisierbaren
Kopplungsraumes 15 dient. Die Entnahmeöffnung 3 ist durch keimdichten Verschluß
verschließbar. beispielsweise mit Hilfe eines Schraubdeckels 5 mit Gummidichtung.
Der Schraubdeckel 5 trägt einen Gewindebolzen 6.
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Nach s teriler Abpackung des Verpackungsmaterials in der Patrone
1 und sterilem Verschluß der Patrone dient ein Deckel 7 dazu, den oberen Teil der
Patrone gegen äußere Beschädigung zu schützen. Der Deckel 7 kann beispielsweise
mittels Bajonettverschluß leicht lösbar befestigt sein.
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Die Heranführung der Patrone nach Abnahme des Deckels 7 an den Deckel
8 der Einführuiigsöffnmg der Sterilkabine veranschaulicht Fig. 2. Der Deckel 8 ist
unter Zuhilfenahme von Gummidichtungen 9 und leicht lösbaren Befestigungsmitteln
10 in der Wandung der Sterilkabine derart befestigt, daß er durch Armstulpenhandschuhe
von der Bedienungsperson bedient werden kann. In dem Deckel ist zentral ein Gewinde
11 eingelassen, in das der Gewindebolzen 6 paßt.
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Nachdem der Schutzdeckel 7 einer gefüllten Patrone abgenommen ist,
wird diese Patrone in der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung an den Deckel 8 der
Sterilkabine herangebracht und durch Drehung der Patrone der Gewindebolzen 6 in
das Gewinde 11 eingeschraubt. Dadurch wird das obere Patronenende so weit gegen
die Wandung der Sterilkabine angezogen daß sich DichtflächenCa des Kragens 4 gegen
eine Ringdichtung 13 in der Kabinenwandung 14 legen und dadurch den aus Fig. 3 ersichtlichen
geschlossenen und für sich sterilbaren Kopplungsraum 15 bilden.
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Nun kann die Sterilisierung dieses Kopplungsraumes 15 beispielsvçeise
mit überhitztem Dampf erfolgen, der durch Zu- und Ableitungen 19 durch den Raum
15 zirkuliert. Die Sterilisierung dieses Raumes wird auf diese Weise in kurzer Zeit
erreicht, die Dampfzufuhr geschlossen und durch Öffnung eines Ventils 17 nun die
Verbindung des Kopplungsraumes 15 mit dem Innenraum 18 der Sterilkabine hergestellt
Da der Innenraum der Sterilkabine zur Einhaltung
der Sterilität unter leichtem Druck
steht, teilt sich dieser Überdruck nun auch dem Kopplungsraum 15 mit, wodurch ungeachtet
der Zuverlässigkeit der Dichtung 13 ein Eindringen unsteriler Luft in den Kopplungsraum
15 ausgeschlossen wird.
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Der Deckel 5 der Patrone wird ohne Schwierigkeit dadurch gelöst,
daß der Deckel 8 der Sterilkabine in Gewinderichtung des Deckels 5 gedreht wird.
Beide Deckel lassen sich dann gemeinsam in der durch Fig. 4 angedeuteten Weise abheben,
so daß nun das in der Patrone 1 enthaltene Verpackungsmaterial dem Raum 18 bzw.
der Abfüll- und Verschließmaschine zugeführt werden kann.
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Ist der Patronenbehälter 1 leer, so wird in umgekehrter Reihenfolge
der Deckel 5 auf den Patronenkörper wieder aufgeschraubt, wodurch der Deckel 8 die
Sterilkabine wieder abschließt. Der Deckel 8 wird in seiner Schließlage mit Hilfe
der Befestigungsmittel 10 festgelegt, der Lufthahn 17 geschlossen, die Patrone 1
wieder abgeschraubt und gegen eine frische Patrone ausgewechselt, worauf der beschriebene
Arbeitsvorgang von neuem beginnt.
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Fig. 5 veranschaulicht eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung,
bei welcher die den sterilisierbaren Kopplungsraum bildende Einrichtung an der Sterilkabine
angeordnet ist. In diesem Falle kann der Patronenkörper 1 zur Aufnahme becherartig
oder ähnlich ausgebildeter Packungsstapel bzw. einer oder mehrerer Rollen Verpackungsmaterial
einfache Zylinderform besitzen. Die Füllung dieser Patrone mit Verpackungsmaterial
sowie Verschluß und Sterilisierung der Patrone können auf irgendeine geeignete Weise
erfolgen. In dem gekennzeichneten Ausführungsheispiel ist angenommen, daß die Patrone
vom Entleerungsende 3 her mit gewünschtem Verpakkungsmaterial l>eschickt und
das Entnahmeende 3 dann in geeigneterWeiseverschlossen wird, beispielsweise durch
Aufbördeln eines Konservendosendeckels 5. Das entgegengesetzte Ende des Patronenbehälters
trägt einen Verschlußboden 2, in welchem beispielsweise zwei Ventile 21 vorgesehen
sind. Diese Ventile ermöglichen es, den gefüllten Innenraum der Patrone in mehrfacher
Wiederholung und in beliebiger Reihenfolge mit einem Sterilisierungsmedium zu durchspiilen,
zu evakuieren und schließlich vorteilhafterweise mit einem sterilen Medium, beispielsweise
steriler Luft, unter geringem Überdruck zu füllen.
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Um das Verpackungsmaterial der Sterilkabine 18 zuzuführen, ist an
der Außenwandung der Kabine über dem Deckel 8 für die Einführungsöffnung der Kabine
ein zylindrischer Kragen 4 befestigt, der eine elastische, in den Kragen 4 hineinragende
Manschette 22 trägt, wie sie z. B. unter der Bezeichnung >Simmerring« bekannt
ist. Der lichte Durchmesser dieser elastischen Manschette 22 ist etwas kleiner als
der Außendurchmesser der Entnahmeöffnung 3 der Patrone, aber groß genug, um das
Patronenende 3 gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Bördelkante des Verschlußdeckels
5 durch die Manschette 22 hindurch in die in Fig. 5 punktiert gekennzeichnete Lage
einschieben zu können. Die Form der Manschettendichtung 22 und ihre Anbringung an
dem Kragen 4 ist derart, daß die Dichtung nach Einschieben des Patronenendes durch
einen Überdruck im Raum 15 dichtend gegen die Wandung des Patronenendes gepreßt
wird. Der Deckel 8 ist zweckmäßig ausgehöhlt oder vertieft ausgebildet, um die Patrone
so weit in die Dichtung 22 einführen zu können, daß ihr Ende 3 später nach Abnahme
des Deckels 8 frei in die Sterilkabine
hineinragt. Das hat den
Vorteil, daß man den Deckel 5 nach Durchführung der sterilen Kopplung und Entfernung
des Deckels 8 vom Inneren der Sterilkabine her ohne Schwierigkeiten abschneiden
oder in anderer Weise entfernen kann, ohne daß es zu diesem Zweck notwendig ist,
den sterilen Kopplungsraum 15 größer auszubilden.
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Die weitere Handhabung ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung
der Fig. 1 bis 4. Durch eine entsprechend ausgebildete Dampfzu- bzw. -ableitung
19 wird der Kopplungsraum 15 sterilisiert, nach Beendigung der Sterilisierung durch
Öffnung des Ventils 17 der Druck zwischen Kopplungsraum 15 und Sterilkabinel8 ausgeglichen,
der Deckel 8 abgenommen und nun der Patronenverschlußdeckel 5 in geeigneter Weise
entfernt. Nach Entnahme des sterilen Verpackungsmaterials werden der Deckel 8 und
das Ventil 17 wieder geschlossen, der leere Patronenkörper aus der Dichtung 22 herausgezogen,
eine neue Patrone eingeschoben und die weiteren Arbeitsgänge in der beschriebenen
Weise wiederholt.
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Es liegt auf der Hand, daß in der erfindungsgemäßen Weise gleichzeitig
auch mehrere Einführungsöffnungen für Verpackungsmaterial zur Sterilkabine vorgesehen
werden können, wobei es auch möglich ist, die einzelnen Kopplungsräume 15 untereinander
zu verbinden. um sämtliche Einführungsöffnungen gleichzeitig bedienen und sterilisieren
zu können.
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Natürlich können bei allen Ausführungsformen irgendwelche geeigneten
Mittel vorgesehen sein, die die Patrone in ihrer richtigen Arbeitsstellung vor der
Eintrittsöffnung der Sterilkabine halten.