DE102005004658B3

DE102005004658B3 - Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung eines gasförmigen Fluids

Info

Publication number: DE102005004658B3
Application number: DE102005004658A
Authority: DE
Inventors: Sabine Knauff
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: WO2006072403A1; TW200630273A

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung eines gasförmigen Fluids, insbesondere Sterilluft, in Aseptikzonen (1, 1') von Füll- oder Abpackmaschinen. Um auf einfache Weise eine zuverlässige Sterilluftverteilung in einer Aseptikzone zu ermöglichen, bei der neben der einfachen Konstruktion nur ein geringer Aufwand an Reinigung und Wartung erforderlich ist, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung wenigstens einen Schlauch (2, 2', 2'') aufweist, der im Bereich der Decken- oder Seitenzone einer Aseptikzone (1, 1') befestigt ist, der mit wenigstens einer Fluidzufuhr in Verbindung steht und der eine Vielzahl von Löchern (3) aufweist, deren Anzahl, Verteilung und Größe dem zu versorgenden Raum entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung eines gasförmigen Fluids, insbesondere Sterilluft, in Aseptikzonen von Füll- oder Abpackmaschinen.
In Füll- oder Abpackmaschinen mit Aseptikzonen erfolgt zur Vermeidung von Verkeimung eine Bedüsung mit Sterilluft während des Füll- bzw. Abpackvorganges. Solche Maschinen können beispielsweise für die Abfüllung von Getränken oder aber für das Abpacken von Lebensmitteln, Medikamenten oder dergleichen eingesetzt werden.

Die CH 05 23 820 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum maschinellen Verpacken sterilisierter Produkte. Damit soll eine gleichmäßige Verteilung von Sterilluft in der Aseptikzone einer Füll- und Abpackmaschine erzielt werden, wozu eine Rohrleitung entlang der Aseptikzone angeordnet ist. Diese Rohrleitung weist eine Vielzahl von Löchern auf, durch welche die Sterilluft in die Aseptikzone strömen kann.

Aus der EP 0 427 348 A1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung einer Aseptikzone einer Abpackmaschine bekannt. Die Vorrichtung weist zwei sich seitlich entlang der Aseptikzone erstreckende Rohre auf, welche Sprühöffnungen aufweisen und mit einem Reinigungsmittel beaufschlagbar sind. Im Falle der Beaufschlagung mit Reinigungsmittel spritzt dieses durch die Sprühöffnungen in die Aseptikzone. Um alle Bereiche der Aseptikzone zu erreichen, werden die Rohre in Rotation versetzt.

Die US 60 41 834 A betrifft eine Füllmaschine zum Abfüllen von Getränkeverpackungen, die auf einem Transportband in einer Reihe angeordnet sind. An den Fülleinrichtungen der Abfülleinrichtung ist ein nach unten offenes Gehäuse angebracht. In diesem Gehäuse enden neben den Fülleinrichtungen zusätzliche Rohrleitungen, aus denen der Innenraum des Gehäuses mit trockener Luft beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise soll Kondensatbildung an den zu füllenden Behältern verhindert werden.

In der DE 93 11 106 U1 wird eine Anlage zum sterilen Füllen und Verschließen von Flaschen bzw. Behältern beschrieben. Mit der bekannten Anlage werden die Behälter vor dem eigentlichen Füllprozess mit einem heißen Sterilisationsmittel behandelt und in einer aseptischen Überführungsstrecke zu den Fülleinrichtungen transportiert. Dabei kann der Aseptikzone ein Sterilisationsmedium zugeführt werden. Als Sterilisationsmittel wird insbesondere Dampf verwendet, der über Austrittsöffnungen in einer Wand der Aseptikzone gleichmäßig verteilt zugeführt wird. Die Wand bildet einen nach außen hin geschlossenen Innenraum, der an eine Versorgungsleitung angeschlossen werden kann. Alternativ dazu kann in der Aseptikzone auch ein Rohr vorgesehen sein, das zum Zuführen von Dampf an eine Versorgungsleitung angeschlossen werden kann.

Während die eigentlichen die Flüssigkeit oder Lebensmittel aufnehmenden Behälter zur Desinfektion mit einem Sterilisiermittel wie H₂O₂ sterilisiert und anschließend mit steriler Luft ausgespült werden, muss bis zum endgültigen Verschließen der Behälter eine Reinraumatmosphäre herrschen, um das Eindringen von Keimen und dergleichen zuverlässig auszuschließen. Daher sind solche Aseptikzonen häufig an ihrer Oberseite mit Lochblechen versehen, aus denen Sterilluft mit möglichst laminarer Strömung von oben nach unten geleitet wird, um die Behälteröffnungen vor Verkeimung zu schützen. Die Aseptikzonen stehen dabei meist unter einem leichten Überdruck, um jegliches Eindringen von nicht steriler Luft auszuschließen.

Nach Füll- bzw. Produktionsende müssen die entsprechenden Vorrichtungen und damit auch die Aseptikzonen gereinigt werden. Das erfolgt mit dafür vorgesehenen Reinigungsmitteln und hauptsächlich manuell. Anschließend wird die gesamte Aseptikzone mit einem Sterilisiermittel wie beispielsweise H₂O₂ sterilisiert. Dazu müssen in der Regel einzelne Teile demontiert werden.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung so auszugestalten und weiterzubilden, dass die vorerwähnten Nachteile vermieden werden und auf einfache Weise eine zuverlässige Sterilluftverteilung in einer Aseptikzone ermöglicht wird. Neben der einfachen Konstruktion soll die Vorrichtung nur einen geringen Aufwand an Reinigung und Wartung erfordern.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch wenigstens einen Schlauch, der im Bereich der Decken- oder Seitenzone einer Aseptikzone befestigt ist, der mit wenigstens einer Fluidzufuhr in Verbindung steht, der eine Vielzahl von Löchern aufweist, deren Anzahl, Verteilung und Größe dem zu versorgenden Raum entspricht und der für eine Einwegverwendung vorgesehen ist. Durch die Einwegverwendung kann ein nicht unerheblicher Reinigungsaufwand eingespart werden

Zur Lochung entsprechend den Erfordernissen des zu versorgenden Raumes können die Löcher nach einer weiteren Lehre der Erfindung Durchmesser zwischen 0,1 mm und 10 mm, vorzugsweise 2 mm, aufweisen. Es ist klar, dass die Lochdurchmesser für den jeweiligen Anwendungsfall auf die tatsächlichen Gegebenheiten abgestimmt werden können. Durch die einfache Konstruktion ist auch das nachträgliche Einbringen, aber auch das Verschließen von Löchern möglich.

Der Durchmesser des Schlauches kann über seine Länge gleich sein oder aber, vollständig oder abschnittsweise auch variieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich dadurch auf einfache Weise auch den schwierigsten Geometrien vorhandener Aseptikzonen optimal anpassen. Es ist ebenso möglich, dass sich der Durchmesser des Schlauches vom Einlass her bis zum Schlauchende konisch verjüngt. Auf diese Weise ist eine optimale Druckverteilung gewährleistet, so dass vom Schlauchanfang bis zu dessen Ende stets die gleiche Luftmenge durch die gleich großen Öffnungen austritt, um die gewünschte Sterilluftverteilung zu erreichen.

Es lassen sich vorkonfektionierte Schläuche für jeden beliebigen Anwendungsfall konzipieren, wobei die eventuelle Gefahr von Vertauschungen konstruktiv, beispielsweise über verschiedene Durchmesser, oder aber auch durch entsprechende Markierungen, Farbgebungen od. dgl. zuverlässig ausgeschlossen werden kann.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass jeder Einlass des Schlauches mit einem Schnellverschluss zum Anschluss an eine stationäre Vorrichtung der Füll- bzw. Abpackmaschine versehen ist. Durch diese Ausgestaltung kann es nicht zu Undichtigkeiten und damit zum Eintrag unsteriler Luft in den Schlauch kommen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Einlass, also die Koppelstelle zwischen stationärer Verrohrung und angeschlossenem Schlauch innerhalb der Aseptikzone vorgesehen. Auf diese Weise wird die Gefahr des Eintrags unsteriler Luft in die Aseptikzone zuverlässig abgewendet.

Auch sind Kupplungen zwischen einzelnen Schlauchabschnitten denkbar. Aufgrund der großen Modularität der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich einerseits eine exakte Anpassung auf die jeweilige Aseptikzone erreichen und andererseits ist auch ein Nachrüsten vorhandener Füll- bzw. Abpackmaschinen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlauch aus flexiblem und reißfestem Werkstoff hergestellt, wobei es sich von selbst versteht, dass der Werkstoff eine glatte Oberfläche aufweisen muss, beständig gegen Sterilisiermittel wie H₂O₂ oder Peressigsäure und darüber hinaus auch für die Verwendung im Lebensmittelbereich zugelassen ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Schlauch zueinander beabstandet angeordnete Aufhängevorrichtungen aufweist. Diese können auf seiner Oberseite oder aber auch seitlich angeordnet sein. Die Aufhängevorrichtungen können bevorzugt auch Elemente aufweisen, welche in einer in der Aseptikzone stationär befestigten Schiene längsverschieblich geführt sind. Hier erfolgt das Einhängen gewissermaßen wie bei einer Gardinenschiene, wobei der Einzug des erfindungsgemäßen Schlauches manuell oder maschinell automatisiert erfolgen kann.

Die Ausführung ohne Aufhängevorrichtungen ist gleichermaßen möglich. Durch die Beaufschlagung mit dem Medium nimmt der Schlauch selbsttätig die geforderte Position und Form ein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlauch in seinem Inneren Formhalteelemente aufweist. Solche Formhalteelemente dienen dazu, dass der Schlauch auch bei Nichtbeaufschlagung von Sterilluft nicht zusammenfällt. Solche Formhalteelemente können bevorzugt als einzelne Ringe ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, über die gesamte Länge des Schlauches oder Abschnitte davon entsprechende wendelförmige Formhalteelemente einzusetzen.

Die Ausführung ohne Formhalteelemente ist gleichermaßen möglich. Durch die Beaufschlagung mit dem Medium nimmt der Schlauch selbsttätig die geforderte Position und Form ein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer – geöffneten – Aseptikzone einer Füllmaschine,
2 den Gegenstand aus 1 im Vertikalschnitt entlang der Linie II-II,
3 eine schematische Darstellung der Anordnung eines erfindungsgemäßen Schlauches in einer Rundlauf-Füllmaschine in Draufsicht,
4 den Gegenstand aus 3 im Vertikalschnitt in Richtung des Pfeiles IV,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung eines erfindungsgemäßen Schlauches,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung eines erfindungsgemäßen Schlauches und
7 ein anderes Ausführungsbeispiel der Anordnung eines erfindungsgemäßen Schlauches.
In 1 ist – stark schematisiert – eine Aseptikzone 1 dargestellt, bei der die vordere Seitenwand fehlt. Im oberen Bereich der Aseptikzone 1 ist parallel zur nicht näher bezeichneten oberen Wandung ein Schlauch 2 befestigt, welcher an einem Ende mit einer Fluidzufuhr in Verbindung steht. Am anderen (nicht dargestellten) Ende kann er mit einem weiteren Fluidanschluss versehen oder auch verschlossen sein. Der Schlauch 2 erstreckt sich damit über die gesamte Länge der Aseptikzone 1. Eine Vielzahl kleiner Löcher 3 im unteren Bereich des Schlauchs 2 sorgen für eine nach unten gerichtete Sterilluftströmung innerhalb der Aseptikzone 1. Durch sie wird die in den Schlauch 2 gepresste Sterilluft durch eine entsprechende Anordnung und Dimensionierung derart in der Aseptikzone 1 verteilt, dass eine von oben nach unten gerichtete, gleichmäßig laminare Sterilluftströmung entsteht. Die Verteilung der Löcher 3 kann auch nachträglich variiert werden, um eine optimale Strömung zu erreichen.
Ein Füllauslass 4, welcher stationär in der Aseptikzone 1 angeordnet ist, füllt in Pfeilrichtung transportierte Verpackungsbehälter P auf bekannte Weise, und durch die Löcher 3 austretende Sterilluft sorgt bis zum Verschließen der Verpackungsbehälter P dafür, dass keine Keime, Schmutz od. dgl. an den noch unverschlossenen Kopfraum des Verpackungsbehälters P oder gar in das nicht dargestellte Produkt gelangen können. Aus 1 geht ferner hervor, dass das der Fluidzufuhr zugeneigte Ende des Schlauches 2 mit einem Schnellverschluss 5 in Verbindung steht, welcher wiederum mit einer stationären Verrohrung zur Sterilluftzufuhr verbunden ist. Der Schlauch 2 kann dabei wie dargestellt über Befestigungen 6 am Deckenbereich der Aseptikzone 1 befestigt sein.
Die Anordnung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Aseptikzone 1 geht noch klarer aus 2 hervor, bei der im Deckenbereich der beidseitig geschlossenen Aseptikzone 1 zwei Schläuche 2 angeordnet sind, die wie zuvor näher beschrieben ausgestaltet sind. Diese Anordnung ist immer dann von Vorteil, wenn die räumlichen Verhältnisse keinen ausreichenden Raum für einen einzigen Schlauch bieten.
Während zuvor die Anwendung in einer Längsläufer-Füllmaschine beschrieben wurde, ist in den 3 und 4 die erfindungsgemäße Anordnung in einer Aseptikzone 1' einer Rundläufer-Füllmaschine gezeigt. Hier ist ein mit Löchern 3 versehener Schlauch 2' mit seinen beiden Enden mittels Schnellverschlüssen 5' an jeweils einer Fluidzufuhr angeschlossen, so dass der gesamte Ringraum der Aseptikzone 1' mit Sterilluft beaufschlagt werden kann.
Die 5 bis 7 zeigen nun weitere Ausführungsbeispiele der Ausgestaltung bzw. Anordnung eines erfindungsgemäßen Schlauches 2 bzw. 2'', wobei im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß 5 der gezeigte Schlauch 2 in seinem Inneren eine Mehrzahl von Formhalteringen 7 aufweist, welche dazu dienen, ein Zusammenfallen des drucklosen Schlauches 2 zu verhindern. Auf diese Weise wird der Schlauch 2 stets in seiner gewünschten Form gehalten, so dass bei Produktionsbeginn die eingeleitete Sterilluft direkt durch die bedingt durch die "feste" Form bereits ordnungsgemäß. ausgerichtetern Löcher 3 strömen kann.
In 6 ist eine andere Art der Befestigung des Schlauches 2 durch Aufhängelemente 8 realisiert, welche in einer an der (nicht dargestellten) Decke einer Aseptikzone befestigten Schiene 9 längsverschieblich angeordnet sind. Die Form des zylindrischen Schlauches 2 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine im Inneren des Schlauches 2 angeordnete Wendel 10 auch bei abgeschaltetem Fluiddruck gehalten.
Schließlich zeigt 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schlauches 2'', bei dem sich der Durchmesser vom Einlass bis zu seinem nicht näher bezeichneten Ende konisch verjüngt. Auch hierbei hält eine eingesetzte Formhaltewendel 10' den Schlauch 2'' auch in drucklosem Zustand in der gewünschten Lage und Form.
Es ist klar, dass die Zeichnung nur Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt und dass der Gegenstand der Erfindung auch beliebig anders und auf die jeweiligen Erfordernisse angepasst ausgestaltete Schläuche umfasst, wobei diese auch aus einzelnen, miteinander verkoppelten Schlauchabschnitten bestehen können.

Claims

Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung eines gasförmigen Fluids, insbesondere Sterilluft, in Aseptikzonen von Füll- oder Abpackmaschinen, gekennzeichnet durch wenigstens einen Schlauch (2, 2', 2''), der im Bereich der Decken- oder Seitenzone einer Aseptikzone (1, 1') befestigt ist, er mit wenigstens einer Zufuhr des gasförmigen Fluids in Verbindung steht, der eine Vielzahl von Löchern (3) aufweist, deren Anzahl, Verteilung und Größe dem zu versorgenden Raum entspricht und der für eine Einwegverwendung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (3) einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 10 mm, vorzugsweise von 2 mm, aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schlauches (2'') über seine Länge gleich bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schlauches (2'') über seine Länge variiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einlass des Schlauches (2, 2') mit einem Schnellverschluss (5, 5') zum Anschluss an eine stationäre Verrohrung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einlass innerhalb der Aseptikzone (1, 1') vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen Schlauchabschnitten Kupplungen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2, 2', 2'') aus einem flexiblen und reißfesten Werkstoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2, 2', 2'') zueinander beabstandet angeordnete Aufhängevorrichtungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängevorrichtungen Elemente (8) aufweisen, welche an einer in der Aseptikzone (1) stationär befestigten Schiene (9) längsverschieblich geführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängevorrichtungen an der Asepktikzone (1) stationär befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2, 2', 2'') in seinem Inneren Formhalteelemente aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhalteelemente als Ringe (7) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Formhalteelemente als eine oder mehrere Wendel (10, 10') vorgesehen sind.