DE102005052826A1 - Method and device for sterilizing an undeformed, cycle-conveyed packaging material web - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Einrichtung zum Sterilisieren eienr unverformten, in Taktschritten geförderten Packstoffbahn (PB), die mit einem Sterilisationsmittel mittels eines Aufbringelementes beaufschlagt, anschließend einer keimtötenden Bestrahlung ausgesetzt und unter Sterilbedingungen der Weiterverarbeitung zugeführt wird. DOLLAR A Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß als Sterilisationmittel Wasserstoffperoxyd in Form einer schwachen, wässrigen Lösung in der Größenordnung von 3 bis 7% verwendet und daß die Sterilisationsmittellösung in Bezug auf die zu belegende Abschnittsfläche (F) mengengeregelt in dünnster, im unteren mu-Bereich liegender Schicht mindestens auf der Füllgutseite der Packstoffbahn (PB) durch Aufsprühen aufgebracht wird. DOLLAR A Dieses Aufbringen wird dabei vorteilhaft in Strichmanier sich flächendeckend aufsummierend durchgeführt.The invention relates to a method and a device for sterilizing an undeformed packaging material web (PB) conveyed in cycle steps, which is applied with a sterilizing agent by means of an application element, then subjected to germicidal radiation and fed to further processing under sterile conditions. DOLLAR A According to the invention, it is provided that hydrogen peroxide in the form of a weak, aqueous solution of the order of 3 to 7% is used as the sterilization agent and that the sterilization agent solution in relation to the section area (F) to be covered is in the thinnest, in the lower mu- Area of lying layer is applied by spraying at least on the product side of the packaging material web (PB). DOLLAR A This application is advantageously carried out in line style, adding up over the entire area.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Sterilisieren einer unverformten, taktschrittgeförderten Packstoffbahn, die mit einem Sterilisationsmittel mittels eines Aufbringelementes beaufschlagt, anschließend einer keimtötenden Bestrahlung ausgesetzt und unter Sterilbedingungen der Weiterverarbeitung zugeführt wird.The The invention relates to a method and a device for sterilization an undeformed, cyclically promoted packaging material web, the subjected to a sterilizing agent by means of an application element, subsequently a germicidal Irradiation exposed and under sterile conditions of further processing supplied becomes.
Die
Sterilisationsbehandlung von Packstoffbahnen aus geeignetem Material,
wie Kunststoff-, Metallfolie oder Kombinationen davon, ist hinlänglich bekannt
und in Benutzung, so daß es
diesbezüglich an
sich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Die
Maßnahmen
und Mittel zur Sterilisation von Packstoffen letztlich auch jeweils
in Abhängigkeit
von über
eine bestimmte Zeitspanne in einer Verpackung steril zu haltenden,
insbesondere zum Verzehr bestimmten Füllgutes sind vielgestaltig und
reichen für
den Packstoff bspw. in einzelner oder in kombinierter Anwendung
von Temperaturbehandlungen über
Dampf-und UV-Lichtbeaufschlagungen bis zur Verwendung von Wasserstoffperoxyd
in flüssiger
oder verdampfter bzw. vernebelter Form bspw. gemäß
Da
hinsichtlich noch vertretbarer Keimbelastung bei Nahrungsmitteln
immer strengere Anforderungen gestellt werden, geht in der Praxis
die Tendenz in stärkerem
Maße in
Richtung insbesondere einer kombinierten Anwendung von aufgebrachter H2O2-Lösung als Sterilisationsmittel
mit nachfolgender, keimtötender
Bestrahlung, obgleich Peroxyd an sich giftig ist. Siehe hierzu bspw.
die
Die sterilisierende Wirkung einerseits von Peroxyd und andererseits UV-Bestrahlung ist dabei spätestens seit Anfang der achtziger Jahre des vorigen Jahrhunderts nach der US-PS 4,366,125 bekannt, wobei in diesem Falle die UV-Bestrahlung vor der Trocknung der Packstoffbahn erfolgt und. der vorherige Sterilmittelauftrag gewissermaßen ungezielt in einer Nebelauftragskammer, die mit ihrem bahnseitigen offenen Querschnitt gegen die Packstoffbahn gerichtet ist. Bei diesem Sterilisationsgerät wird übrigens die zu sterilisierende Packstoffbahn im kontinuierlichen Durchlauf, also ungetaktet in einer H2O2-Nebelkammer behandelt und nach UV-Bestrahlung und sich anschließender Trocknung in einer steril zu haltenden Sammelkammer wieder aufgerollt, aus der die Sterilrolle entnommen werden muß, um sie dann bspw. auf einer Verpackungsmaschine unter Sterilbedingungen weiterverarbeiten zu können. Wie der Sterilhaltung der Sterilrolle bei Übergabe und Weiterverarbeitung auf bspw. einer Verpackungsmaschine Rechnung getragen wird, muß dabei dahingestellt bleiben.The sterilizing effect on the one hand of peroxide and on the other hand UV irradiation is known since at least the beginning of the eighties of the last century according to US-PS 4,366,125, in which case the UV irradiation takes place before the drying of the packaging material web and. the previous Sterilmittelauftrag in a sense untargeted in a mist application chamber, which is directed with its web-side open cross-section against the packaging material web. Incidentally, in this sterilizing apparatus, the packaging material web to be sterilized is treated in a continuous pass, that is, uncalibrated in an H 2 O 2 mist chamber and rolled up again after UV irradiation and subsequent drying in a collecting chamber to be kept sterile, from which the sterile roll must be removed. in order to be able to further process them, for example, on a packaging machine under sterile conditions. As the sterility of the sterile roll during transfer and further processing on eg. A packaging machine is taken into account, it must remain an open question.
Bezüglich der
Gegebenheit, daß zum
Wirksamwerden einer nachfolgenden UV-Bestrahlung das aufgebrachte
H2O2 nur noch in
möglichst
geringer Menge auf dem Packstoff vorhanden sein soll, wird hierzu
auf die bereits vorerwähnte
Abgesehen
von der Verwendung grundsätzlich
wässriger
H2O2-Lösungen für Sterilisationszwecke
im hier interessierenden Verwendungsbereich zum Verzehr bestimmten
Füllgutes
hat man bzgl. deren Konzentrationsansätze selbstverständlich freie Hand,
d.h., unter Berücksichtigung
der genannten
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur für einen sparsameren Verbrauch der Sterilisationsmittellösung an sich zu sorgen, sondern gleichermaßen auch für eine möglichst geringen Anteil des an sich giftigen H2O2 in der Sterilmittellösung und dies verbunden mit der Maßgabe, von vornherein einen möglichst dünnen Auftrag der Sterilisationsmittellösung zu erreichen, und zwar, was noch näher erläutert wird, insbesondere mit Rücksicht auf den hier interessierenden Sonderfall der Sterilisation nicht nur einer unverformten, sondern auch im Schritttakt geförderten Packstoffbahn.The invention has for its object to provide not only for a more economical consumption of the sterilant solution itself, but equally for the lowest possible proportion of toxic to itself H 2 O 2 in the sterilant solution and this associated with the proviso, from the outset as possible to achieve thin order of the sterilant solution, and that, which will be explained in more detail, in particular with regard to the special case of sterilization of interest not only an undeformed, but also promoted in the step cycle packaging material web.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich der Verfahrensweise durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale bzw. Verfahrensschritte gelöst. Diesbezüglich vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den noch näher zu erläuternden Unteransprüchen.These Task is with regard to the procedure by the in the license plate of claim 1 cited Characteristics or method steps solved. In this regard, advantageous developments arise after the closer to be explained Dependent claims.
Trotz der Maßgaben einerseits eines von vornherein zu einer gewissermaßen hauchdünnen, d.h., im unteren μ-Bereich (< 100 μ) liegender Sterilisationsmittelschicht führenden flächenbezogenen Mengenauftrages und andererseits einer dazu quasi im Widerspruch (niedrige Konzentration führt an sich zu der Überlegung, dies durch ein Mehr an Menge auszugleichen) stehenden niedrigen Sterilmittelkonzentration in der angegebenen Größenordnung ergibt sich, wie Testversuche gezeigt haben, überraschenderweise eine auch für insbesondere den Lebensmittelbereich absolut befriedigende und ausreichende Keimabtötungsrate. Diesbezüglich kann nur vermutet werden, daß durch den hauchdünnen Sterilisationsmittelauftrag einerseits vorhandene Keime für die anschließende UV-Bestrahlung per se besser zugänglich sind und daß andererseits die hauchdünn aufgetragene Schicht, gemessen an den durchschnittlichen Abmessungen von Keimen in der Größenordnung von ca.1–10 μ, ausreichend dick ist, um die Keime zu erfassen bzw. zu umfassen.In spite of the provisos on the one hand, from the outset, to a certain extent extremely thin, that is, in the lower μ range (<100 μ) lying Sterilizing agent layer leading area-related quantity order and on the other hand, one of them almost in contradiction (low concentration leads to the idea to balance this by putting more in quantity) Sterilmittelkonzentration in the specified order results, as Trials have shown, surprisingly one for too especially the food sector absolutely satisfactory and sufficient Germ kill rate. In this regard, can only be suspected that through the gossamer Sterilization agent on the one hand existing germs for the subsequent UV irradiation better accessible per se are and that on the other hand the very thin applied Layer, measured by the average dimensions of germs in the order of magnitude from about 1 to 10 μ, sufficient thick to capture the germs.
Verbunden ist dies vorteilhaft zum Einen mit einem entsprechend sparsamen Verbrauch an H2O2, und zum Anderen kann die hauchdünn auf die Packstoffbahn aufgebrachte Schicht der Sterilmittellösung auf dieser verbleiben, da die geringe H2O2-Konzentration und auch. die geringe Menge noch in den Zulässigkeitsgrenzen dessen bleiben, was in der gefüllten Verpackung verbleiben bzw. noch vorhanden sein darf. Im übrigen steht, wenn dies besondere Anforderungen verlangen sollten, nichts entgegen, die hauchdünne Schicht vor der anschließenden UV-Bestrahlung auf der Bahn abzutrocknen.This is advantageous on the one hand with a correspondingly economical consumption of H 2 O 2 , and on the other hand, the wafer-thin applied to the packaging material layer layer of Sterilittelellösung remain on this, since the low H 2 O 2 concentration and also. the small amount remain within the permissible limits of what may remain in the filled packaging or may still be present. Moreover, if this should require special requirements, there is nothing to prevent the wafer-thin layer from drying on the web before the subsequent UV irradiation.
Eine Überschußbeseitigung von an sich zuviel bzw. zu reichlich aufgetragenem Sterilisationsmittel ist also beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.A surplus elimination of too much or too much applied sterilant So is not in the process of the invention required.
Durch Tiefzieh- und letztlich auch Schlauchbeutelverpackungsmaschinen werden die Packstoffbahnen im Schritt-Takt gefördert, d.h., eine der betreffenden Maschine zulaufende und eine vorgeschaltete Sterilisationsmittel-Beaufschlagungszone durchlaufende Packstoffbahn würde diese ebenfalls im Schritt-Takt passieren, was aber, wie ohne weiteres vorstellbar und, soweit bekannt, bislang offenbar unbeachtet geblieben, dem Auftrag einer möglichst durchgehend gleichmäßig dünnen H2O2 Schicht entgegensteht, da es beim getakteten Bahnstillstand zwischen den Fördertakten unvermeidbar bei permanent bleibender Sterilmittelaufsprühung auf die Packstoffbahn zu Bereichen verstärkten Sterilmittelauftrages kommt. Diesbezüglich hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen, da sich durch den von vornherein extrem dünnen Sterilisationsmittelauftrag auch dann noch dünn bleibende, schmale Sterilisationsmittel-Überlappungsstreifen auf der getaktet durchlaufenden Packstoffbahn ergeben, die, wie sich gezeigt hat, zum Einen keine wesentlich höhere Belastung der Verpackungen mit H2O2 darstellen. und zum Anderen in einer etwa nachfolgenden Abtrocknungsphase problemlos mit erfaßt und abgetrocknet werden. Vermeidbar wären solche, sich bei getakteter Förderung der der Packstoffbahn ergebende Überlappungsbereiche nur dadurch, daß man die Sterilmittelzufuhr entsprechend getaktet unterbricht, was aber mit Rücksicht auf die sowieso gering aufzubringenden Sterilmittelmengen, wenn überhaupt, nur äußerst schwierig zu realisieren wäre.By deep-drawing and ultimately also tubular bag packaging machines, the packaging material webs are conveyed in a step-cycle, ie, a machine running and an upstream Sterilisationsmittel-Beaufschlagungszone continuous packaging material web this would also happen in step-clock, but what, as readily imaginable and so far known, so far apparently unnoticed, contrary to the order of a continuous uniformly uniformly thin H 2 O 2 layer, as it inevitably occurs at clocked Bahnstillstand between the conveying acts in permanent permanent Sterilmittelaufsprühung on the packaging material to areas reinforced Sterilmittelauftrages. In this regard, the inventive method has proved to be particularly advantageous because even then thin yet thin Sterilisationsmittel overlap strips on the clocked continuous packaging material result due to the extremely thin sterilizing agent order, which, as has been shown, on the one hand no much higher burden represent the packaging with H 2 O 2 . and on the other hand in an approximately subsequent Trockrockphase be detected and dried with ease. Avoidable would be those with clocked promotion of the packaging material web resulting overlapping areas only by interrupting the Sterilmittelzufuhr clocked accordingly, but with respect to the anyway low applied sterile agent quantities, if at all, would be extremely difficult to implement.
Um den extrem dünnen, homogenen Schichtauftrag (vergleichbar mit einer beschlagenen Fenterscheibe) auf die Packstoffbahn zu erreichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, nicht etwa für einen flächigen Auftrag zu sorgen, wie er sich beim Durchlauf der Packstoffbahn durch ein Tauchbad ergäbe oder auch beim Durchlauf durch eine Nebel- oder Bedampfungskammer, sondern das über der ganzen Breite der Packstoffbahn gleichmäßig zu verteilende Sterilisationsmittel in Strichmanier sich flächendeckend aufsummierend aufzubringen.Around the extremely thin, homogeneous layer application (comparable with a misted window) to reach the packaging material web, it has proven to be expedient not for one flat Order to worry about how he is passing through the packaging material web by a dip or even when passing through a mist or vapor deposition chamber, but that over uniformly distributed sterilizing agent throughout the entire width of the packaging material web in Strichmanier nationwide aufummierend apply.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung erforderliche Sterilisationseinrichtung werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The inventive method and to its implementation required sterilization device are described below the drawing of exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Nachfolgend wird auf die hier insbesondere interessierende Schritt-Taktförderung der Packstoffbahn durch eine Tiefziehmaschine Bezug genommen, obgleich das Verfahren auch ohne weiteres bei einer kontinuierlichen Förderung der Packstoffbahn anwendbar ist.following is on the here in particular interest step-step promotion the packaging material web is referenced by a thermoforming machine, although the process also readily in a continuous promotion the packaging material web is applicable.
Die
Sterilisationseinrichtung SE zur Durchführung des Verfahrens an Verpackungsmaschinen, mit
denen also eine Packstoffbahn PB im Schritt-Takt von einem Vorratsrollenhalter
Die
zu sterilisierende Packstoffbahn PB wird dabei im Schritt-Takt vom Vorratsrollenhalter
Die
hierbei an sich allein interessierende Sterilisationseinrichtung
SE befindet sich beim dargestellten Ausführungsbei spiel gemäß
Um
das erfindungsgemäße Verfahren
durchführen
zu können,
ist für
die in
Was
dabei das Auftragselement
Der
in Abhängigkeit
von der Fördergeschwindigkeit
der Packstoffbahn PB einstellbare Sterilisationsmittel-Mengenregler
Die Sterilmittelzufuhr zur Breitzschlitzdüse erfolgt kontinuierlich während des Durchlaufes der ganzen Länge einer aufgerollt zur Verfügung stehenden Packstoffbahn, was bei getakteter Förderung der Packstoffbahn aufgrund der Bahnstillstände zu den vorerwähnten schmalen Überlappungsstreifen führt.The Sterile agent supply to the wide slit nozzle takes place continuously during the Run the whole length one rolled up stationary packaging material web, which due to clocked promotion of the packaging material due the train stops to the aforementioned narrow overlap strips leads.
Was
die der Sterilmittelauftragsstation nachfolgende Behandlungsstation
Um
der vorteilhaften Maßgabe
zu genügen, nämlich die
Packstoffbahn PB vor der Beaufschlagung mit Sterilmittel einer keimangreifenden
Vorbestrahlung auszusetzen, kann zwischen dem Vorratsrollenhalter
In
der bereits vorerwähnten
Das
Belegen der Abschnitte mit der Sterilisationsmittellösung muß nicht
zwingend, wie beschrieben, in Erstreckungs- bzw. Förderrichtung
der Packstoffbahn erfolgen, was jedoch bevorzugt wird, da bei stationär angeordneter
Breitschlitzdüse
Es
ist aber auch möglich,
bei entsprechender Breitenbemessung des Auftragselementes
Im übrigen ließen sich
bei einer solchen, etwas mehr apparativen Aufwand verlangenden Ausführungsform,
da das Auftragseleelement
Abgesehen
davon besteht bei einer solchen Ausführungsform auch die vorteilhafte
Möglichkeit, den
Stellweg des Auftragselementes
Eine
solche Beaufschlagung quer zur Packstoffbahn bzw. Förderrichtung
wäre auch
bei im Schritt-Takt bewegter Bahn möglich, wobei sich eine diagonal
zur Förderrichtung
orientierte Belagsfläche ergäbe. Hierbei
müßte allerdings
das Auftragselement
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