DE102010032601A1

DE102010032601A1 - Sterilisationsmodul zur Sterilisation von Behältnissen und Verfahren

Info

Publication number: DE102010032601A1
Application number: DE201010032601
Authority: DE
Inventors: Roland Laumer; Manfred Schmid; Franz Braun
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sterilisationsmodul zur Sterilisation von Behältnissen, wobei das Sterilisationsmodul mindestens eine Sterilisationszone, welche innerhalb einer Einhausung, welche eine sterile Zone bildet, angeordnet ist, aufweist, sowie mindestens eine Transporteinrichtung zum Befördern der Behältnisse durch das Sterilisationsmodul sowie eine Vielzahl von Behandlungselementen, welche die Behältnisse mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagen, aufweist, wobei sich die Behandlungselemente wenigstens zeitweise mit den Behältnissen mitbewegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sterilisationsmodul zur Sterilisation von Behältnissen, wobei das Sterilisationsmodul mindestens eine Sterilisationszone, welche innerhalb einer Einhausung, welche eine sterile Zone bildet, angeordnet ist, aufweist.
Die Sterilisation von Behältnissen ist in der Lebensmittelverpackungsindustrie ein wesentliches Kriterium zur keimfreien Aufbewahrung von Lebensmitteln in Behältnissen, worunter unter Lebensmittel neben Nahrungsmitteln auch Flüssigkeiten aller Art zu verstehen sind.
Je nach Behältnisbeschaffenheit werden dazu die Behältnisse erst vorgewärmt, dann mit einem Sterilisationsmedium, welches flüssig oder auch gasförmig sein kann, beaufschlagt, wobei bevorzugt die innen liegenden Flächen des Behältnisses desinfiziert werden, um danach das Sterilisationsmedium wieder aus dem Behältnis auszublasen, auszuspülen oder abtropfen zu lassen.
Herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Sterilisationsverfahren weisen beispielsweise neben der Sterilisation mit einem Sterilisationsmedium wie Gas oder einer Flüssigkeit auch die Sterilisation mit Strahlungen, wie Röntgen- oder Elektronenstrahlungen auf, wobei hierbei jedoch eine definierte Strahlungsdosis zur Verfügung gestellt werden muss, um eine ausreichende Sterilisation des Behältnisses zu erreichen. Ebenfalls ist eine entsprechende Abschirmung des Strahlungsbereiches notwenig, um weder andere Komponenten noch eventuell nahe an der Sterilisationsvorrichtung befindliche Personen mittels der Strahlung zu gefährden.
Demnach ist es die Aufgabe der Erfindung ein Sterilisationsmodul zur Verfügung zu stellen, welches zur Sterilisation von in Form und Größe unterschiedlichen Behältnisses dient, wobei das Sterilisationsmodul einfach im Aufbau ist und eine kostengünstige und sichere Sterilisation der Behältnisse gewährleistet.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sterilisation von Behältnissen bereit, die diese Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 14 löst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul zeichnet sich dadurch aus, dass das Sterilisationsmodul mindestens eine Sterilisationszone, welche innerhalb einer Einhausung, welche eine sterile Zone bildet, angeordnet ist, aufweist, und welche mindestens eine Transporteinrichtung zum Befördern der Behältnisse durch das Sterilisationsmodul sowie eine Vielzahl von Behandlungselementen, welche die Behältnisse mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagen, aufweist, wobei sich die Behandlungselemente wenigstens zeitweise mit den Behältnissen mitbewegen.
Weiterhin können nicht nur die Behältnisse selbst, sondern auch deren Bestandteile insbesondere Verschlüsse, oder auch Behältnisvorformlinge auf der Transporteinrichtung durch das Sterilisationsmodul transportiert werden, um von den Behandlungselementen mit einem Medium, wie beispielsweise einem Sterilisationsmedium, welches bevorzugt ein Sterilisationsgas ist, beaufschlagt zu werden. Unter Behältnissen werden daher nicht nur die Behältnisse im engeren Sinn verstanden sondern auch deren Bestandteile wie insbesondere deren Verschlüsse, oder auch Behältnisvorformlinge.
Das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul kann dabei in bereits bestehende Behältnisbehandlungsmaschinen, welche zur keimfreiem Abfüllung bzw. Befüllung von Behältnissen geeignet sind und unterschiedlichste Komponenten, wie beispielsweise ein Einlaufmodul, mehrere Behältnistransfereinheiten, eine Füllmaschine, eine Verschließmaschine und einen Behältnisauslauf aufweisen, integriert werden, wobei das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul bevorzugt in Behältnistransportrichtung nach dem Einlaufmodul und vor einer Füllmaschine innerhalb einer Behältnisbehandlungsmaschine oder vor dem Glasrad einer Streckblasmaschine angeordnet wird.
Unter Behältnissen werden hierbei bevorzugt PET- und HDPE-Behältnisse verstanden, die mindestens eine Öffnung aufweisen. Insbesondere weisen die Behältnisse eine Mündung auf, wobei diese Mündung gegenüber einem Behältnisgrundkörper einen geringeren Querschnitt aufweist.
Die Sterilisationszone des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls wird zum Außenbereich hin mittels einer Einhausung abgegrenzt, wobei die Einhausung ein Gehäuse darstellt, welches einen Ausgangs- und einen Eingangsbereich aufweist, der derart abgedichtet ist, das weder beispielsweise Bakterien noch andere Verunreinigungen aus dem Außenbereich, welcher die Umgebung der sterilen Zone darstellt, in die Sterilisationszone hineingetragen werden können oder das Sterilisationsmedium aus der sterilen Zone hinausgetragen wird.
Innerhalb des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls, welches mindestens eine Sterilisationszone zum sterilisieren der Behältnisse aufweist, ist eine kreisförmige und/oder linear laufende Transporteinrichtung angeordnet, welche die Behältnisse von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich des Sterilisationsmoduls, d. h. in der Transportrichtung der Behältnisse transportiert. Dabei werden bevorzugt Behältnisse bzw. Behälter ohne Tragring im Mündungsbereicht durch Abstützung am Behältnisboden, d. h. auf der Transporteinrichtung stehend, transportiert. Jedoch können auch Behältnisse an einem Tragring oder ähnlichem hängend an der Transporteinrichtung transportiert werden, was insbesondere bei Behältnisvorformlingen vorteilhaft sein kann.
Während des Transportes der Behältnisse durch das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul bewegen sich die Behandlungselemente, welche zur Beaufschlagung der Behältnisse mit einem Sterilisationsmedium dienen zumindest zeitweise mit den Behältnissen mit und beaufschlagen bevorzugt während dieser Phase des Mitbewegens wenigstens zeitweise die Behältnisse mit dem Sterilisationsmedium.
Das erfindungsgemäße Sterilisationsmedium, welches flüssig oder auch gasförmig sein kann, ist bevorzugt ein temperiertes H₂O₂-Gasgemisch, welches insbesondere zur Trockensterilisation verwendet wird.
Als Zuführ- bzw. Abführbänder zu bzw. von dem erfindungsgemäßen Sterilisationsmodul können beispielsweise Gliederketten Verwendung finden, welche speziell als Mattenketten bzw. Kunststoffketten oder als Scharnierbandketten bzw. Edelstahlketten ausgeführt sind. Diese Zuführ- bzw. Abführbänder können zusätzlich seitlich verstellbare Führungsleisten aufweisen, welche den Transport von in der Form und Größe unterschiedlich gebildeten Behältnissen ermöglichen, wobei die Behältnisse mittels der Führungsleisten derart auf dem Band fixiert werden, dass ein seitliches Abrutschen der Behältnisse von dem Transportband durch die Führungsleisten verhindert wird. Die Verstellung dieser Führungsleisten kann dabei manuell oder automatisch erfolgen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul mindestens eine Vorwärmezone auf, in welcher die Behältnisse vor der Sterilisation vorgewärmt werden. Dieser Vorwärmprozess kann einer Gesamtprozessverkürzung dienlich sein und ist dementsprechend in der Transportrichtung der Behältnisse vor der Sterilisationszone angeordnet. Ein weiterer Vorteil des Vorwärmens ist, dass eine Kondensation des Sterilisationsmediums auf der Oberfläche der Behältnisse weitgehend oder vollständig vermieden wird, wodurch eine Rückstandsproblematik kaum oder nicht entsteht. Werden mehrere Vorwärmezonen verwendet, um beispielsweise die Behältnisse langsam und kontinuierlich auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen, ohne das für die Behältnisse verwendete Material zu stressen, so sind diese Vorwärmezonen entsprechend ihrer aufzubringenden Temperatur in Transportrichtung der Behältnisse nacheinander angeordnet. Die Vorwärmzone kann vorteilhaft entfallen, wenn die zu sterilisierenden Behältnisse aus HDPE hergestellt werden und/oder wenn die Behältnisse durch einen vorgelagerten Prozess schon ein bestimmtes Temperaturprofil aufweisen. Bei HDPE besteht die Rückstandsproblematik nicht in dem Maße, wie sie beispielsweise bei Behältnissen aus PET besteht. Ein vorgelagerter Prozess, der Behältnisse mit einem bestimmten Temperaturprofil liefern kann ist beispielsweise der Streckblasprozess zur Behältnisumformung in einer Streckblasmaschine.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Sterilisationsmodul mindestens eine Ausblaszone auf, in welcher die Rückstände des Sterilisationsmediums entfernt, d. h. ausgeblasen werden, wobei bevorzugt temperierte Luft verwendet wird. Diese Ausblaszone ist in der Transportrichtung der Behältnisse nach dem Sterilisationsmodul angeordnet. Werden mehrere Ausblaszonen verwendet, können diese entweder jeweils zwischen einer Mehrzahl an Sterilisationszonen oder auch in Reihe nach einer oder einer Mehrzahl an Sterilisationszonen angeordnet sein. Dementsprechend würden die Behältnisse zuerst durch eine Sterilisationszone und danach durch eine Ausblaszone und gegebenenfalls erneut durch eine zweite Sterilisationszone und danach durch eine zweite Ausblaszone usw. transportiert werden oder die Behältnisse würden zuerst durch eine oder eine Mehrzahl an Sterilisationszone(n) und danach durch eine oder eine Mehrzahl an Ausblaszone(n) transportiert werden.
Bei Verwendung einer Mehrzahl an Ausblaszonen können bevorzugt in den unterschiedlichen Ausblaszonen jeweils unterschiedlich temperierte Ausblasmedien eingesetzt werden. Besonders bevorzugt kann in der in Transportrichtung der Behältnisse ersten Ausblaszone nach der wenigstens einen Sterilisationszone eine höhere Temperatur angewandt werden als in den in Transportrichtung der Behältnisse folgenden Ausblaszonen.
Folglich kann das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul als ein Linearsterilisationsmodul gebildet sein, bei welchem die mindestens eine Vorwärmezone, die mindestens eine Sterilisationszone und die mindestens eine Ausblaszone in Behältnistransportrichtung in Reihe nacheinander angeordnet sind.
Die einzelnen Zonen können beispielsweise mit Wänden voneinander abgetrennt werden, wobei die Wände jeweils wenigstens weitestgehend abgedichtete oder abdichtbare Öffnungen aufweisen können, um die Behältnisse von einer Zone in die nächste Zone zu transportieren, ohne dass das Medium der einen Zone in eine weitere Zone übertragen wird bzw. in die der Zone angrenzende Zone eindringen kann bzw. so dass dieses weitestgehend vermieden wird.
Weiterhin können die einzelnen Zonen des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit einer Mehrzahl von Begasungsrohren ausgestattet sein, durch welche in den einzelnen Zonen, welche den einzelnen Verfahrensschritten „Vorwärmen”, „Sterilisieren” und „Ausblasen” entsprechen das entsprechend benötigte Behandlungsgas zugeführt wird.
Ferner können auch Abluftrohre in den einzelnen Zonen des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls angeordnet sein, um eine gerichtete Strömung des zu beaufschlagenden Mediums zu gewährleisten.
Die sich bevorzugt innerhalb des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls befindlichen Behandlungselemente sind gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispieles im Wesentlichen in Reihe an einem Behandlungsband angeordnete Auslässe, mittels welcher die Behältnisse mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagt werden.
Dabei können die Auslässe bzw. Behandlungselemente einteilig mit dem Behandlungsband gebildet sein oder auch materialfremde Anordnungen, wie beispielsweise speziell angefertigte Düsen darstellen. Die Auslässe oder Düsen können sich im Wesentlichen in einer vertikalen Längsrichtung nach oben oder nach unten gerichtet, erstrecken und eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt aufweisen, wobei auch andere Ausgestaltungen der Düsen oder Auslässe möglich sind. Die Behandlungselemente können derart gebildet und angeordnet sein, dass diese zentrisch, exzentrisch und/oder schräg in die Öffnungen der Behältnisse hineinragen bzw. vorteilhaft zeitweise in die Behältnisse eintauchen. Sollen die Behandlungselemente in die Behältnisse eintauchen, kann es vorteilhaft sein, dass die Länge des in die Behältnisse eintauchenden Abschnittes der Behandlungselemente weniger als zwei Drittel, bevorzugt weniger als die Hälfte, bevorzugt weniger als ein Drittel, bevorzugt weniger als ein Viertel der Gesamtlänge des Behältnisses entspricht. Die Gesamtlänge des Behältnisses kann definiert werden als der Abstand einer Öffnung, beispielsweise einer Mündungsöffnung des Behältnisses zu einer gegenüberliegenden Bodenwand, auf der das Behältnis steht. Besonders bevorzugt tauchen die Behandlungselemente nur bis auf Höhe einer Schulter des Behältnisses ein. Wird der eintauchende Abschnitt eines Behandlungselementes sehr kurz gewählt, kann der Vorgang des Eintauchens in die Behältnisse relativ einfach durchgeführt werden. Sollen die Behandlungselemente nicht in die Behältnisse eintauchen, ist eine exzentrische Positionierung oder ein schräges Anstellen der Behandlungselemente an der Öffnung der Behältnisse erforderlich. Das Ziel der korrekten Positionierung der Behandlungselemente bezüglich der Behältnisse ist die Bildung eines bestimmten Strömungsbildes in dem Behältnis. Ob das Behandlungselement zum Erreichen des geforderten Strömungsbildes nun in das Behältnis eintauchen muss oder nicht, ist abhängig von der jeweiligen Behältnisform und ebenso von den einzelnen verwendeten Behandlungsschritten.
Es ist ebenso denkbar, dass das Behandlungselement mit einem Umlenkschirm ausgestattet ist, um zusätzlich das Gewinde des Behältnisses behandeln zu können.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls sind die Behandlungselemente höhenverstellbar gegenüber der Transporteinrichtung, welche die Behältnisse transportiert, um einen bevorzugt in der vertikalen Richtung variabel einstellbaren Raum zwischen der Transporteinrichtung und den Behandlungselementen schaffen zu können, welcher es ermöglicht eine Vielzahl von in Form und Größe unterschiedlichen Behältnissen entlang des Transportpfades durch das Sterilisationsmodul zu transportieren und gleichzeitig mittels eines Sterilisationsmediums zu beaufschlagen, um die Behältnisse zu sterilisieren.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Transporteinrichtung beispielsweise gegenüber den Behandlungselementen höhenverstellbar ausgeführt ist, um in gleicher Weise einen für die Sterilisation von Behältnissen entsprechend benötigten Raum zwischen der Transporteinrichtung und den Behandlungselementen zu schaffen. Ein Antrieb diese Höhenverstellung kann beispielsweise außerhalb der Einhausung und bevorzugt außerhalb der sterilen Zone der Vorrichtung angeordnet sein.
Für ein problemloses Eintauchen der Behandlungselemente in die Behältnisse ist eine kontinuierlich annähernde Bewegung der Behandlungselemente in Richtung der Behältnisse vorteilhaft, um eine Beschädigung der Behältnisse, wie auch der Behandlungselemente zu vermeiden und zu gewährleisten, dass die Behandlungselemente in einer vorbestimmten Art in die Öffnungen der Behältnisse eintauchen. Dementsprechend ist das Behandlungsband, welches die Behandlungselemente aufweist, zumindest in den Aus- und Einlaufbereichen der Sterilisationszone im Wesentlichen vorteilhaft geneigt zu der Transporteinrichtung gebildet, so dass mit fortlaufender Bandbewegung des Behandlungsbandes sowie des Transportbandes die Behandlungselemente in die Öffnungen der Behältnisse eingeführt werden, zeitweise in den Behältnissen verbleiben und in dem Auslaufbereich der Sterilisationszone wieder aus den Behältnissen hinausgeführt werden.
Dies kann beispielsweise mit entsprechenden Umlenk- und/oder Spannrollen des Behandlungsbandes erreicht werden, wobei eine Spannrolle das Behandlungsband beispielsweise nahe einer Umlenkrolle, jedoch nicht auf der gleichen horizontalen Ebene angeordnet ist, um das Behandlungsband, welches um die Umlenkrolle in eine von der einen Umlenkrolle zu einer anderen Umlenkrolle ausgerichteten Bewegung geführt wird mittels der Spannrolle in eine zu der ersten Richtung abweichende Richtung auszulenken, wobei ein zu der Transporteinrichtung geneigter Abschnitt des Behandlungsbandes entsteht.
Demnach ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Behandlungsband ein Endlosband, welches beispielsweise aus Edelstahl gebildet ist, um in einer sterilen Zone bzw. einer Sterilisationszone bzw. einem erfindungsgemäßen Sterilisationsmodul Verwendung zu finden.
Weiterhin ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Transporteinrichtung ein Endlosband und beispielsweise aus Edelstahl gebildet. Folglich können sowohl die Transporteinrichtung, wie auch das Behandlungsband als Endlosbänder gebildet sein, welche jeweils über entsprechende Umlenkrollen geführt und mittels Spannrollen gespannt sowie durch Bandantriebe angetrieben werden.
Bei der Voraussetzung, dass die Behandlungselemente zumindest teilweise mit den von der Transporteinrichtung transportierten Behältnissen mitlaufen, sollten die Bandgeschwindigkeiten und die Bandbewegungsrichtungen der Transporteinrichtung bzw. des Transportbandes und des Behandlungsbandes dementsprechend aufeinander abgestimmt werden.
Das Endlostransportband kann zum Beispiel auch durch Zonen des Befüllens bzw. des Abfüllens der Behältnisse und/oder durch Zonen des Verschließens von Behältnissen geführt werden bzw. zum Transport der Behältnisse dienen und ist folglich nicht auf die Sterilisationszone oder das Sterilisationsmodul eingeschränkt.
Besonders die Transporteinrichtung weist vorteilhaft einmal ein Lastrum, d. h. einen Bandabschnitt auf, welcher die Behältnisse durch das Sterilisationsmodul transportiert und von einem Antrieb gezogen wird und ein Leertrum, d. h. einen Bandabschnitt, welcher keine Behältnisse transportiert und folglich den Bereich beschreibt von dem Ausgangspunkt, bei welchen das Endlosband gerade die Behältnisse abgegeben hat und dem Endpunkt bevor das Endlosband wieder Behältnisse aufnimmt, also insbesondere den Bandabschnitt, der von dem Antrieb wegführt.
Dementsprechend kann die Transporteinrichtung beispielsweise im Leertrum mittels einer weiteren dem Sterilisationsmodul zugeordneten Sterilisationseinheit, vorzugsweise mittels eines Sterilisationsgases, resterilisiert werden, wobei die Transporteinrichtung die Sterilisationseinheit, die als ein Re-Sterilisationsbad gebildet sein kann, durchläuft. Dabei kontrolliert beispielsweise eine Niveausonde den Füllstand bei einem flüssigen Sterilisationsmedium der Sterilisationseinheit. Eine Re-Sterilisation des Transportbandes ist zum Beispiel vorteilhaft, wenn die sterilisierten Behältnisse in einem Übergabebereich von dem Transportband entfernt werden, um einem Abführband, welches außerhalb der sterilen Zone bzw. eines Reinraumes liegt, übergeben zu werden. In diesem Übergabebereich ist es möglich, dass das Transportband mit nicht sterilen Komponenten in Kontakt kommt und folglich kontaminiert wird.
Unter einem sterilen Raum bzw. einem Reinraum ist dabei ein Bereich zu verstehen, der neben dem Sterilisationsmodul auch eine Abfüllzone zum Befüllen der Behältnisse und eine Verschlusszone zum Verschließen der Behältnisse aufweisen kann. Nach dem Verschließen der Behältnisse können diese den Reinraum verlassen, da die zu befüllenden Stoffe steril innerhalb des Behältnisses verschlossen sind.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul mindestens eine Einteilschnecke auf, welche die Behältnisse beispielsweise im Einlaufbereich, d. h. in der Einlaufzone zum Sterilisationsmodul auf einen vorbestimmten Abstand vereinzelt bzw. verschiebt. Der vorbestimmte Abstand ist bevorzugt dem definierten Abstand der Behandlungselemente angepasst, so dass jedes Behältnis von einem Behandlungselement mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagt werden kann, ohne dass beispielsweise Behältnisse nicht berücksichtigt werden und unsterilisiert das Sterilisationsmodul verlassen oder Behandlungselemente nicht in Gebrauch sind.
Weiterhin kann mittels der Einteilschnecke ein definierter Abstand der Behältnisse zueinander über den gesamten Transportweg von dem Einlaufbereich in das Sterilisationsmodul bis zum Auslaufbereich bzw. bis zur Auslaufzone des Sterilisationsmoduls und/oder auch bis zum Auslaufbereich des Moduls zum Befüllen der Behältnisse und/oder bis zum Auslaufbereich des Moduls zum Verschließen der Behältnisse gewährleistet werden.
Gemäß der Voraussetzung, dass die Behandlungselemente zumindest zeitweise mit den Behältnissen mitlaufen, wird die Bewegung der Einteilschnecke, welche eine rotatorische Drehbewegung ausführt vorteilhaft zu der Bewegung der Behandlungselemente bzw. zu der Bandgeschwindigkeit des Behandlungsbandes angepasst, so dass die Behandlungselemente und die Behältnisse zumindest zeitweise synchron miteinander bzw. zueinander durch das Sterilisationsmodul bewegt werden.
Die Einteilschnecke bzw. Schnecke wird vorzugsweise durch einen Elektroantrieb, der in einer besonderen Ausführungsform auch als Direktantrieb gestaltet sein kann, angetrieben, wobei der Antrieb vorteilhaft entweder auf der Einlaufseite, d. h. der Seite auf der die Behältnisse in das Sterilisationsmodul eingebracht werden oder auf der Auslaufseite, d. h. der Seite auf der die Behältnisse aus dem Sterilisationsmodul hinaustransportiert werden, angebracht ist.
Jedoch ist es von Vorteil, wenn der Antrieb außerhalb der sterilen Zone bzw. außerhalb des Sterilisationsmoduls angeordnet ist, um den sterilen Bereich nicht zu kontaminieren. Dies entspricht einer Anordnung des Antriebes auf der Einlaufseite des Sterilisationsmoduls, da die Auslaufseite des Sterilisationsmoduls noch in der sterilen Zone, die auch die Befüllungszone und Verschließungszone umfassen kann, angeordnet ist. Folglich ist der Antrieb vorzugsweise an der Einhausung angeflanscht, wobei auch der Geber und die Steuerungs- und Leistungskabel außerhalb der Einhausung angeordnet sind.
Um den Antrieb zusätzlich zu schützen, ist es von Vorteil den Antrieb unter einen leichten Überdruck zu setzen, damit keine Medien, wie beispielsweise das Sterilisationsmedium oder ein Medium zum Ausspülen der Behältnisse in den Antrieb eindringen kann. Vorteilhaft wird der Antrieb durch zwei Dichtungen abgesichert, wobei in einem Raum zwischen den Dichtungen ein Druck angelegt wird, der unterhalb des Drucks im Reinraum liegt.
Auch der Antrieb der Transporteinrichtung bzw. des Transportbandes und/oder des Behandlungsbandes ist außerhalb der sterilen Zone angeordnet, um folglich die Anzahl der benötigten Mechanikelemente im Reinraum zu reduzieren.
Die mechanischen Komponenten, welche zwangsläufig innerhalb des Reinraumes angeordnet sind, wie beispielsweise die Lager der Umlenk- und/oder Spannrollen weisen vorteilhaft keramische Werkstoffe auf, die eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen und somit nicht durch die einzelnen, in der sterilen Zone verwendeten Medien beschädigt werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Transporteinrichtung, welche als Endlosband gebildet ist und/oder das Behandlungsband, welches ebenfalls als Endlosband gebildet sein kann, eine Perforierung und/oder Bohrungen bzw. Löcher aufweisen, die es ermöglichen die Flächen und Wände des Behältnisses durch die einzelnen Bänder hindurch beispielsweise mit dem Sterilisationsmedium oder auch mit einem Medium zum Ausspülen der Behältnisse zu beaufschlagen.
Folglich kann beispielsweise der Behältnisboden, welcher bei einem auf dem Transportband stehenden Transport üblicherweise durch das Transportband selbst verdeckt wird mittels der Öffnungen im Transportband mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul eine Vielzahl von Transporteinrichtungen zum Transportieren der Behältnisse durch das Sterilisationsmodul auf, welche jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen können, um sich in zueinander unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten und Transportrichtungen zu bewegen.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Sterilisation von Behältnissen mit einem Sterilisationsmodul beansprucht, welches mindestens eine Sterilisationszone, welche innerhalb einer Einhausung, welche eine sterile Zone bildet, angeordnet ist, aufweist, wobei die Behältnisse mittels einer Transporteinrichtung durch das Sterilisationsmodul transportiert werden, während eine Vielzahl von Behandlungselementen, welche sich wenigstens zeitweise mit den Behältnisses mitbewegen die Behältnisse mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagen.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft ein erfindungsgemäßes Sterilisationsmodul zur Sterilisation von Behältnissen in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt wird.
In den Figuren zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer Behältnisbehandlungsmaschine mit integriertem erfindungsgemäßen Sterilisationsmodul;
2 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit Re-Sterilisationsbad für das Endlosband;
3 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls;
4 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit Sternradförderer;
5 eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit hängendem Behältnistransport;
6 eine Prinzipskizze eines vierten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit Spülniere;
7a eine Prinzipskizze eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls für eine Sterilisation von Verschlusskappen;
7b einen Ausschnitt aus der in 7a gezeigten Prinzipskizze;
8 eine Prinzipskizze eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit einer Mehrzahl an Transporteinrichtungen; und
9 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels zur Vereinzelung von Behältnissen bzw. Verschlüssen.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Behältnisbehandlungsmaschine 1 mit integriertem erfindungsgemäßen Sterilisationsmodul 2, welches als Linearsterilisationsmodul gebildet sein kann und eine Vorwärmzone 33 zur Vorwärmung der Behältnisse 9, eine Sterilisationszone 34 zur Sterilisation der Behältnisse 9 und eine Ausblaszone 35 zum Ausblasen des Sterilisationsmediums aus den Behältnissen 9 aufweist. Alle Zonen weisen Zuführungen 17, 18, 19 auf, durch welche den einzelnen Zonen ein Medium zur Behandlung der Behältnisse 9 zugeführt wird.
Die Behältnisse 9 werden auf einem Zuführband 4 der Behandlungsmaschine 1 zugeführt und innerhalb eines Einlaufmoduls 3 im Übergangsbereich 13, nämlich dem Behältniseinlauf 13 einem Endlosband 20 übergeben. Das Endlosband 20 transportiert die Behältnisse 9 zu einem Sterilisationsmodul 2, welches eine Sterilisationszone 12 innerhalb der Behältnisbehandlungsmaschine 1 bildet. Im Eingangsbereich bzw. in der Einlaufzone des Sterilisationsmoduls 2 werden die Behältnisse 9 beispielsweise mittels einer Einteilschnecke 23 vereinzelt, um auf einen Abstand zueinander verschoben zu werden, der dem Abstand der Behandlungselemente entspricht. Die Behältnisse 9 werden somit vereinzelt auf einem Endlosband 20 durch das Sterilisationsmodul 2 transportiert, wo diese erst die Vorwärmzone 33, danach die Sterilisationszone 34 und schlussendlich die Ausblaszone 35 erreichen bzw. durchlaufen. Nach dem Sterilisationsprozess werden die Behältnisse beispielsweise einem Einlaufstern 25 zugeführt der diese in eine Füllmaschine 6 transportiert, in welcher die Behältnisse 9 mit beispielsweise einer Flüssigkeit, wie einem Getränk befüllt werden.
Die Füllmaschine 6 befindet sich genauso wie das Sterilisationsmodul 2 innerhalb einer Einhausung 39, welche die einzelnen Maschinen und Module von der Außenwelt abgrenzt und folglich einen sterilen Bereich, einen Reinraum erzeugt, in welchen die Behältnisse 9 bearbeitet und befüllt, wie auch später verschlossen werden können. Die Verschließmaschine 7 ist in Behältnistransportrichtung nach der Füllmaschine 6 angeordnet und verschließt die befüllten Behältnisse 9 beispielsweise mit einem Deckel, einem Korken oder ähnlichen luftdicht ab.
Zum Transport der Behältnisse 9 durch die gesamte Behandlungsmaschine 1 werden neben Endlosbändern 20 auch Einlaufsterne 25 oder andere Behältnistransfereinheiten 5 verwendet. Weiterhin weist die Behandlungsmaschine eine Vielzahl von Abluft- 16 und/oder Zuluftrohren 15 auf, um definierte Medien der Behandlungsmaschine 1 in vorbestimmten Bereichen zuzuführen oder Medien in vorbestimmten Bereichen entweichen zu lassen. Nach dem Durchlauf der Behältnisse 9 durch das Sterilisationsmodul 2, die Füllmaschine 6 und die Verschließmaschine 7 werden die Behältnisse 9 in einem Übergangsbereich 14, nämlich dem Behältnisauslauf 14 einem Abführband 10, welches bevorzugt als Endlosband ausgeführt sein kann und bevorzugt wenigstens teilweise außerhalb des Reinraumes angeordnet ist, übergeben. Dieses Abführband 10 transportiert die Behältnisse 9 beispielsweise weiter zu einer Etikettiermaschine und von dort aus zum Versandbereich.
2 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 mit Re-Sterilisationsbad 28 für das Endlosband 20. Die Behältnisse 9 werden mittels einer Schnecke 24 vereinzelt, um einen vorbestimmten Abstand der Behandlungselemente 37, welche an einem Behandlungsband 48 angeordnet oder einteilig mit diesem gebildet sind, zu entsprechen. Die vereinzelten Behältnisse 9 durchlaufen nacheinander die Vorwärmzone 33, die Sterilisationszone 34 und die Ausblaszone 35 des erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2, wobei die einzelnen Zonen 33, 34, 35 sowie die Ein- und Auslaufbereiche des Sterilisationsmoduls, die innerhalb einer Einhausung 39 angeordnet sind und folglich innerhalb einer sterilen Zone 11, welche auch als Reinraum bezeichnet werden kann. Das Endlosband 20, welches die Behältnisse durch das Sterilisationsmodul 2 mit den einzelnen Zonen 33, 34, 35 transportiert, wird durch die Spannrollen 42 gespannt und über die Umlenkrollen 41 geführt.
Entsprechend der Behältnistransportrichtung wird auch das Behandlungsband 48 mit den entsprechenden Behandlungselementen 37 über verschiedene Spannrollen 42 und Umlenkrollen 41 gespannt und geführt, so dass die Behandlungselemente 37 innerhalb des Sterilisationsmoduls in die Öffnungen der Behältnisse 9 eintauchen bzw. an den Öffnungen der Behältnisse 9 anliegen können, um die Behältnisse 9 mit einem Sterilisationsmedium zu beaufschlagen. Dafür weist das Behandlungsband 48, welches als Endlosband 20 gebildet ist, in dem Einlaufbereich in das Sterilisationsmodul 2 und dem Auslaufbereich aus dem Sterilisationsmodul 2 schräge Bereiche auf, die mittels zweier Spannrollen 42 gebildet werden, die in horizontaler Ebene gesehen unterhalb der Umlenkrollen 41 des Behandlungsbandes 48 angeordnet sind und folglich das Band 48 in eine andere horizontale Ebene auslenken. Folglich entsteht im Einlaufbereich in das Sterilisationsmodul 2 eine kontinuierliche Annäherung des Behandlungselementes 37 an das Behältnis 9 bis zum Eintauchen des Behandlungselementes 37 in die Öffnung des Behältnisses 9, wobei dieser Schritt im Auslaufbereich des Sterilisationsmoduls 2 wieder umgekehrt wird. Dieses kontinuierliche Einführen bzw. Anordnen der Behandlungselemente 37 in bzw. an die Öffnungen der Behältnisse 9 ermöglicht einen störungsfreien Sterilisationsschritt aufgrund der prozesssicheren Anordnung der Behandlungselemente 37 an die Behältnisse 9. Deutlich erkennbar ist in 2, dass die Behandlungselemente 37 nur bis etwa auf Höhe einer Schulter 90 der Behältnisse 9 in die Behältnisse 9 eindringen.
Ebenso ist es möglich, dass die Behandlungselemente 37 bzw. Behandlungsdüsen 37 flexibel gebildet sind, um beispielsweise störungsfrei in die in Form und Größe unterschiedlich geformten Öffnungen der Behältnisse eintauchen zu können, ohne dass die Behältnisse 9 oder die Behandlungselemente 37 beschädigt werden.
Weiterhin ist zu beachten, dass die Schnecke 23, 24, während die Behandlungselemente 37 in die Öffnungen der Behältnisse 9 eingetaucht sind eine konstante Steigung aufweisen kann, wobei diese Steigung in den oben genannten Einlauf- und Auslaufbereichen des Sterilisationsmoduls 2 der Bandschräge des Behandlungsbandes 48 angepasst sein kann. Folglich richtet sich die Steigung der Einteilschnecke 23, 24 nach dem Behältnisdurchmesser. Folglich können auch Behältnisse mit einem kleinen Mündungsdurchmesser behandelt werden.
Die Umlenkrollen 41, die Spannrollen 42 oder auch die Antriebsräder 40 des Behandlungsbandes bzw. des Transportbandes, welche in diesem Ausführungsbeispiels beide als Endlosbänder gebildet sind, werden mittels Lagerungen 43 an der Einhausung 39 gelagert. Auch die Einteilschnecke 24 bzw. Schnecke 23 verfügt über eine Schneckenlagerung 45 und auch über einen Schneckenantrieb 44, die beide an der Einhausung 39 angeordnet sind. Dabei sind bevorzugt die Antriebe 40, 44 und ferner die Lagerungen 43, 45 so angeordnet, dass diese außerhalb des Sterilisationsmoduls 2 und bevorzugt auch außerhalb der sterilen Zone 11 angeordnet sind.
Weiterhin zeigt die 2 die Möglichkeit einer Re-Sterilisation des Transportbandes 20, welches vorzugsweise im Leertrum 22 resterilisiert wird. Dies bedeutet, dass insbesondere der Bereich des Bandes resterilisiert wird, auf welchem keine Behältnisse zum Zeitpunkt der Re-Sterilisation transportiert werden, da sich das Band im rücklaufenden Bereich befindet. Das Band 20 wird dazu über Umlenkrollen 41 einem Re-Sterilisationsbad 28 zugeführt, welches einen Ablauf bzw. Zulauf 31, eine Niveauhöhensonde 29 und/oder eine Niveausonde 30 aufweist. Die Niveausonden 29, 30 kontrollieren hierzu den Füllstand des flüssigen Re-Sterilisationsmittel, welches über den Zulauf 31 dem Re-Sterilisationsbad 28 zugeführt wird. Die Füllung mit dem flüssigen Re-Sterilisationsmittel erfolgt über die Niveausonden 29, 30 hinaus und wird beispielsweise über den Durchfluss und die Zeit bestimmt. Sinkt das Niveau des Re-Sterilisationsmittels z. B. durch dessen mögliche Verdunstung unterhalb der angeordneten Niveausonden 29, 30 wird erneut neues Re-Sterilisationsmittel dem Re-Sterilisationsbad zugeführt.
Auch ein Nachschärfen des Re-Sterilisationsbades kann erforderlich sein, wenn beispielsweise das Re-Sterilisationsmittel aufgrund chemischer Reaktionen zerfällt, wobei ein Austausch des Re-Sterilisationsmittels ebenfalls möglich ist. Hat das Band 20 das Re-Sterilisationsbad durchlaufen, ist es möglich dieses im Leertrum 22 mittels Reinigungsdüsen 32 zusätzlich zu reinigen und/oder zu trocknen. Das dabei ablaufende Re-Sterilisationsmittel wird durch Abläufe 31 aus der Einhausung 39 angeführt. Insbesondere kann eine Reinigung und Sterilisation vor Produktionsbeginn erfolgen.
Die Re-Sterilisation des Endlosbandes 20 ist hier vorteilhaft, da das Endlosband 20 zwischen einer sterilen Zone 11 und einer nicht sterilen Zone verläuft.
Nachdem die Behältnisse 9 das Sterilisationsmodul 2 durchlaufen haben, werden sie beispielsweise an einen Füllstern 25 zur Befüllung übergeben.
Die 3 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 senkrecht zur Behältnistransportrichtung, wobei deutlich zu erkennen ist, dass die Behältnisse 9 auf einem Transportband 20, welches als Endlosband ausgeführt ist, stehend mit der Öffnung nach oben transportiert werden. In vertikaler Richtung über den Behältnissen 9 ist das Behandlungsband 48, welches ebenfalls als Endlosband 20 ausgeführt ist sowie die Behandlungskammer 50 angeordnet und weist Behandlungselemente 37 auf, die in die Öffnungen der Behältnisse 9 eindringen können, um die Innenflächen der Behältnisse 9 beispielsweise mit einem Sterilisationsmedium zu beaufschlagen, wobei durch die Verdrängung des Behältervolumens das beaufschlagte Medium, welches bevorzugt ein Gas ist, über die Mündung des Behältnisses 9 in den Behandlungsraum 33/34/35 strömt und folglich zur Außenbehandlung des Behältnisses 9 beiträgt. Zusätzlich können die Behältnisse 9 bzw. der Behältnisboden über eine zweite Behandlungskammer 52 behandelt werden, indem das Medium durch Bohrungen oder eine Perforierung im Transportband hindurch auf den Behältnisboden aufgebracht wird. Das überschüssige bzw. das verbrauchte Medium kann beispielsweise über einen Abzug 31 entsorgt oder auch in benachbarte Zonen 33/34/35 überströmen.
Die Behältnisse 9, welche durch die Behältniszuführung 26 dem Endlosband 20, zugeführt werden, werden in diesem Bereich mittels einer Einteilschnecke 23 vereinzelt, wobei die Einteilschnecke 23 durch eine automatisiert oder manuell angetriebene Verstelleinheit 53 in horizontaler Richtung so verstellt werden kann, dass eine Vielzahl von in Form und Größe unterschiedlichen Behältnisse 9 vereinzelt bzw. auf einen zu den Behandlungselementen definierten Abstand verschoben werden können. Ferner kann die Kontur der Schnecke 23 der Behälterform angepasst werden, wenn größere Abweichungen in dem Behältnisdurchmesser oder der Behältnisform beispielsweise von einer Fertigungscharge zur anderen auftreten, z. B., wenn die Form der Behältnisse von rund auf eckig wechselt.
Weiterhin weist die Vorrichtung zwei Behandlungskammern 50 und 51 auf, um entweder die Innenflächen der Behältnisse 9 oder deren Behältnisboden mit einem Sterilisationsmedium zu beaufschlagen.
Die jeweiligen Antriebe 49 des Transportbandes sowie des Behandlungsbandes 48 befinden sich vorzugsweise außerhalb der Einhausung 39 an dieser angeflanscht und damit außerhalb der sterilen Zone 11 bzw. der Sterilisationszone 12, um diese nicht zu kontaminieren und ebenso um den Antrieb zu schützen, wofür zusätzlich die Welle 54 zweifach abgedichtet ist. Der dadurch entstehende Dichtungsraum ist mit einer Bohrung 55 versehen, um einen Druckausgleich mit der Umgebung sicherzustellen. Um das Druckgefälle zwischen der sterilen Zone und dem Dichtungsraum zu erhöhen, ist es vorteilhaft, einen Unterdruck an der Bohrung anzulegen.
Eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 mit einem Sternradförderer 56 zeigt 4, wobei das Endlosband 20, welches zum Transport der Behältnisse 9 dient nicht für den bodengestützten Transport der Behältnisse 9 ausgeführt ist, sondern in diesem Ausführungsbeispiel eine Halsaufhängung 57 aufweist. Demnach können in diesem Falle insbesondere Behältnisse 9 transportiert werden, die einen Tragring bzw. einen Halsring besitzen. Zur Bestückung dieses Endlosbandes 20 mit Halsaufhängung 57 bzw. auch zur Entnahme der Behältnisse 9 vom Endlosband 20 nach einer definierten Transportstrecke, beispielsweise durch das Sterilisationsmodul dient vorzugsweise ein Sternradförderer 56. Da ein Eintauchen der Behandlungselemente in diesem Ausführungsbeispiel unvorteilhaft ist, weist das Endlosband beispielsweise Bohrungen oder auch eine Perforierung (nicht gezeigt), welche die Behandlungselemente 37 darstellen und die zentrisch oder auch exzentrisch zur Öffnung der Behältnisse 9 platziert sind, auf, durch welche das Sterilisationsmedium fließen bzw. strömen kann, um die Behältnisse 9 damit zu beaufschlagen.
Weiterhin ist es möglich, dass durch diese Bohrungen des Endlosbandes 20 ein Behandlungselement 37, wie beispielsweise eine Düse in die Öffnung des Behältnisses 9 eintaucht, wobei aufgrund der Bandgeschwindigkeit bzw. Bandbewegung dieses Behandlungselement 37 mit dem Band 20 mitbewegt werden muss und folglich eine Bewegung aufweist, welche synchron zum Band 20 ist.
5 zeigt eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls mit hängendem Behältnistransport, wobei die Behältnisse 9 mittels Greifbacken 59, welche an einem Endlosband 20 in einem definierten Abstand angeordnet sind, bevorzugt an einem Hals- oder Tragring gegriffen und hängend durch eine Behältnisbehandlungsmaschine 1 bzw. durch ein erfindungsgemäßes Sterilisationsmodul 2 transportiert werden. Hierbei wird zum Öffnen der Greifbacken 59 der Umlenkradius 60 der Umlenkrollen 41 genutzt, wobei die Behältnisse 9 in dem Bereich des Endlosbandes 20, in welchem der Radius 60 ins Unendliche gestreckt wird, mittels der Greifbacken 59 gegriffen bzw. losgelassen werden und somit von einem Zuführband entnommen bzw. einem Abführband übergeben werden können. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispieles liegt an der vollumfänglichen Bearbeitbarkeit des Behältnisses 9 aufgrund der vollständig zugänglichen Außenbereiche bzw. Außenflächen des Behältnisses 9 zur Beaufschlagung mit einem Medium. Auch die Kühlung des Bodens des Behältnisses 9, beispielsweise zur Erzeugung der Formstabilität ist hiermit problemlos möglich und kann mittels Kühlmedien (flüssig und/oder gasförmig), die über Strahldüsen 58 aufgetragen werden können, durchgeführt werden. Auf der Transportstrecke der Behältnisse 9 von beispielsweise einem Zuführband zu einem Abführband können mehrere Behandlungsschritte, wie z. B. das Vorwärmen, das Sterilisieren, das Ausblasen, das Befüllen, das Verschließen und/oder das Etikettieren vorgenommen werden.
Für die Beaufschlagung der Behältnisse 9 mit einem Medium, wie einem Sterilisationsmedium kann weiterhin das Transportband eine Vielzahl an Bohrungen oder eine Perforierung aufweisen, die als Behandlungselemente 37 dienen bzw. durch welche hindurch Behandlungselemente 37 in die Behältnisse 9 eintauchen können, um bevorzugt die Innenflächen der Behältnisse 9 mit dem Medium zu beaufschlagen.
Auch ist es möglich, dass die Greifbacken 59 als Behandlungselemente 37 gebildet sind, um die ergriffenen Behältnisse 9, bevorzugt während des Transportes von beispielsweise einem Zuführband zu einem Anführband mit einem Medium, wie einem Sterilisationsmedium, welches bevorzugt ein Gas ist, zu beaufschlagen.
Eine Prinzipskizze eines vierten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 mit einer Spülniere 62 zeigt 6, wobei die Behältnisse 9 beispielsweise hängend in die Behältnisspülmaschine eingebracht werden können. Die Spülflüssigkeit wird einem Umlenkrad 41, welches beispielsweise mittels eines Endlosbandes 20 angetrieben wird oder einen Direktantrieb aufweist, zentral zugeführt. Das Endlosband ist in den Bereichen der Behandlungselemente mit einer Bohrung versehen, durch welche das Medium hindurch in die Öffnungen der Behältnisse 9 übertragen werden kann. Mittels einer Niere 62, die nur einen definierten Bereich abdeckt, wird die Flüssigkeit lediglich im Bereich des Behandlungswinkels W den Behandlungselementen 37, die als Düsen 63 gebildet sein können, zugeführt, welche die Flüssigkeit in die Öffnungen der Behältnisse 9 einspülen. Danach werden aufgrund der Bandführung die Behältnisse 9 mit der Öffnung nach unten ausgerichtet, wobei die in den Behältnissen 9 befindliche Flüssigkeit im Lastrum 21 des Endlosbandes 20 herauslaufen kann. Dieser Bereich kann als Abtropfbereich bezeichnet werden, dem zusätzliche Bereiche mit weiteren Behandlungsschritten, wie beispielsweise das Ausblasen der Behältnisse 9 mit steriler Luft nachfolgen können.
Die 7a und 7b zeigen eine Prinzipskizze bzw. einen Ausschnitt aus einer Prinzipskizze eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 für eine Sterilisation von Verschlusskappen bzw. Verschlüssen 64, welche durch eine Verschlussrinne 65 der Vorrichtung zugeführt werden. Dabei kann beispielsweise die Positionierung der Verschlusskappen 64 vor Eintreten in ein Sterilisationsmodul 2 mittels einer Inspektionsvorrichtung 66 bewertet und gegebenenfalls korrigiert werden. Auch hier sind wieder mehrere Behandlungszonen zur Behandlung der Verschlüsse 64, wie beispielsweise eine Vorwärmzone, eine Sterilisationszone, eine Ausblas- oder Abtropfzone und/oder eine Verschließzone vorgesehen.
Für eine ausreichende Sterilisation der Verschlüsse 64 weist das Endlosband 20, welches die Verschlüsse 64 in Transportrichtung durch das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul 2 in Richtung einer Verschließmaschine 7 transportiert, Bohrungen bzw. eine Perforierung (nicht gezeigt) auf, welche als Behandlungselemente 37 dienen und durch die das Sterilisationsmedium auf die Verschlüsse 64 bzw. in das Innere der Verschlüsse 64 aufgebracht werden kann. Durch das Aufbringen des Mediums in das Innere der Verschlüsse 64 kann durch diesen entstehenden Druck der mit dem Medium beaufschlagte Verschluss 64 leicht angehoben werden, wobei das Medium dadurch aus dem Inneren des Verschlusses 64 entweichen kann und in den Behandlungsraum fließt bzw. strömt.
Dieses entweichende Medium kann dann beispielsweise durch ein perforiertes Blech 68 nach oben entweichen und wird durch ein Abluftrohr 16 aus dem Behandlungsbereich ausgetragen.
Nach der Behandlung der Verschlüsse 64 und am Umlenkrad 41 werden diese z. B. über eine weitere Verschlussrinne 65 und eine Separierungseinrichtung 69 einer Verschließmaschine 70 zugeführt, wobei der Transportweg der Verschlüsse 64 mit beabstandet zueinander angeordneten Düsen 63 bestückt sein kann, welche den Verschluss beispielsweise zusätzlich mit gasförmigem Stickstoff beaufschlagen.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Behältnisse 9 sowie die Verschlüsse 64 gleichzeitig auf einem Endlosband 20 transportiert und/oder in ein und demselben Sterilisationsmodul 2 behandelt werden.
Die 8 zeigt eine Prinzipskizze eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sterilisationsmoduls 2 mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Transporteinrichtungen 71, 72, 73, 74, welche aufgrund einer Vielzahl von Antrieben 49 jeweils unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten und/oder Laufrichtungen aufweisen können, wobei beispielsweise die Laufrichtung von Band 73 und 74 umgekehrt werden kann, so dass die Laufbahn der Behältnisse 9 und Verschlüsse 64 umgedreht werden kann. Ebenso ist es auch möglich, dass alle Transporteinrichtungen 71, 72, 73, 74 einen einzigen Antrieb 49 und folglich die gleiche Transportrichtung und Bandgeschwindigkeit aufweisen können. Diese Transporteinrichtungen 71, 72, 73, 74 sind vorzugsweise innerhalb eines Reinraumes angeordnet und schaffen aufgrund der platzsparenden Anordnung einen Stauraum 75 in welchem unterschiedliche Behandlungsvorrichtungen, wie beispielsweise das erfindungsgemäße Sterilisationsmodul, angeordnet werden können, welche folglich auch nicht mehr 100% synchron laufen müssen, da sich durch diesen Stauraum 75 entsprechende Pufferzonen bilden lassen. Ebenfalls kann der Abstand A zwischen den Behältnissen 9 bzw. den Verschlüssen 64 aufgrund einer veränderten Bandgeschwindigkeit unter den einzelnen Bändern verändert werden. Der Stauraum 75 kann durch ein Verschieben der kreisförmigen Umführungen 26 in Richtung X vergrößert bzw. verkleinert werden.
9 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels zur Vereinzelung von Behältnissen 9 bzw. Verschlüssen 64 mit zwei Transportbändern 71, 72 mit einem Überschub, wobei die Behältnisse 9 und/oder die Verschlüsse 64 über eine Führung 26 vom Transportband 71 in die Lücken, welche durch einen Abstandhalter 76 bestimmt sind, eingeschoben werden, um auf einen definierten Abstand A für den weiteren Transport vereinzelt zu werden.
Die Anmelderin behält sich vor die in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Behältnisbehandlungsmaschine
2: Sterilisationsmodul
3: Einlaufmodul
4: Zuführband
5: Behältnistransfereinheit
6: Füllmaschine
7: Verschließmaschine
8: Behältnisauslauf
9: Behältnis
10: Abführband
11: Sterile Zone
12: Sterilisationszone
13: Übergangsbereich Behältniseinlauf
14: Übergangsbereich Behältnisauslauf
15: Zuluftrohr
16: Abluftrohr
17: Vorwärmgaszuführung
18: Sterilisationsgas-Zuführung
19: Ausblasgas-Zuführung
20: Endlosband
21: Lastrum
22: Leertrum
23: Schnecke
24: Einteilschnecke
25: Füllereinlaufstern
26: Behältnisführung
27: Behältnisumführung
28: Re-Sterilisationsbad
29: Niveauhöhensonde
30: Niveausonde
31: Ablauf bzw. Zulauf
32: Reinigungsdüse
33: Vorwärmzone
34: Sterilisationszone
35: Ausblaszone
36: Absaugung bzw. Ablauf
37: Behandlungselemente
38: Wand
39: Einhausung
40: Antriebsrad
41: Umlenkrolle
42: Spannrolle
43: Aufnahme Lagerung Umlenkrolle
44: Schneckenantrieb
45: Schneckenlagerung
46: Behältnispfad
47: Leiste
48: Behandlungsband
49: Bandantrieb
50: Behandlungskammer zur Behältnisinnenbehandlung
51: Bandführung
52: Behandlungskammer zur Behältnisbodenbehandlung
53: Verstelleinheit
54: Welle
55: Bohrung
56: Sternradförderer
57: Halsaufhängung
58: Strahldüse
59: Greifbacke
60: Umlenkradius
61: Spülvorrichtung
62: Segment (Niere)
63: Düse
64: Verschluss
65: Verschlussrinne
66: Inspektion
67: Behandlungsraum
68: Blech
69: Separierungseinrichtung
70: Verschließmaschine
71: Band 1
72: Band 2
73: Band 3
74: Band 4
75: Stauraum
76: Abstandhalter
90: Behältnisschulter
A: Abstand
X: Richtung
W: Winkel

Claims

Sterilisationsmodul (2) zur Sterilisation von Behältnissen (9, 64), wobei das Sterilisationsmodul (2) mindestens eine Sterilisationszone (34), welche innerhalb einer Einhausung (39), welche eine sterile Zone (11) bildet, angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisationsmodul (2) mindestens eine Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) zum Befördern der Behältnisse (9) durch das Sterilisationsmodul (2) sowie eine Vielzahl von Behandlungselementen (37, 63), welche die Behältnisse (9) mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagen, aufweist, wobei sich die Behandlungselemente (37, 63) wenigstens zeitweise mit den Behältnissen (9) mitbewegen.
Sterilisationsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Vorwärmzone (33) in der Transportrichtung der Behältnisse (9) vor der Sterilisationszone (34) bzw. zwischen mehreren Sterilisationszonen (34) innerhalb der Einhausung (39) angeordnet ist.
Sterilisationsmodul gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ausblaszone (35) in der Transportrichtung der Behältnisse (9) nach der Sterilisationszone (34) bzw. zwischen mehreren Sterilisationszonen (34) innerhalb der Einhausung (39) angeordnet ist.
Sterilisationsmodul gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungselemente (37, 63) im Wesentlichen in Reihe an einem Behandlungsband (48, 71, 72, 73, 74) angeordnete Auslässe (37) für das Sterilisationsmedium aufweisen.
Sterilisationsmodul gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungselemente (37, 63) einteilig mit dem Behandlungsband (48, 71, 72, 73, 74) gebildet sind.
Sterilisationsmodul gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungselemente (37, 63) höhenverstellbar gegenüber der Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) sind, um den Raum zwischen den Behandlungselementen (37, 63) und der Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) variabel auf die zu behandelnden Behältnisse (9) anzupassen.
Sterilisationsmodul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsband (48) mindestens einen im Wesentlichen zu der Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) der Behältnisse (9) geneigten Abschnitt aufweist.
Sterilisationsmodul gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) und/oder das Behandlungsband (48) ein Endlosband (20) ist.
Sterilisationsmodul gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisationsmodul (2) mindestens eine Sterilisationseinheit (28) zum Re-Sterilisieren des Endlosbandes (20) aufweist.
Sterilisationsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisationsmodul (2) mindestens eine Einteilschnecke (23, 24) aufweist, welche die Behältnisse (9) auf einen vorbestimmten Abstand der Behandlungselemente (37, 63) vereinzelt.
Sterilisationsmodul gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Einteilschnecke (23, 24) derart zu der Bewegung der Behandlungselemente (37, 63) gestaltet ist, dass die Behältnisse (9) und die Behandlungselemente (37, 63) im Wesentlichen synchron miteinander in Transportrichtung der Behältnisse (9) bewegt werden.
Sterilisationsmodul gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) welche als Endlosband (20) gebildet ist und/oder das Behandlungsband (20, 48) eine Perforierung und/oder Bohrungen aufweisen, durch welche hindurch die Flächen und/oder Wände der Behältnisse (9) mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagt werden.
Sterilisationsmodul gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungselemente (37, 63) eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt aufweisen und in das Behältnis (9) einführbar sind.
Ein Verfahren zur Sterilisation von Behältnissen (9) mit einem Sterilisationsmodul (2), welches mindestens eine Sterilisationszone (34), welche innerhalb einer Einhausung (39), welche eine sterile Zone (11) bildet, angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse (9) mittels einer Transporteinrichtung (48, 71, 72, 73, 74) durch das Sterilisationsmodul (2) transportiert werden, während eine Vielzahl von Behandlungselementen (37, 63), welche sich wenigstens zeitweise mit den Behältnissen (9) mitbewegen die Behältnisse (9) mit einem Sterilisationsmedium beaufschlagen.