DE102012106379A1 - Measuring device and measuring method for container sterilization - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Behältnissen (10) mit einer Ladungsträgererzeugungseinrichtung (2), welche Ladungsträger erzeugt, mit einer Beschleunigungseinrichtung (4), welche die Ladungsträger in einer vorgegebenen Richtung (Z) innerhalb eines Gehäuses (6) beschleunigt und mit einem Austrittsfenster (12) durch welches die Ladungsträger aus dem Gehäuse (6) austreten, wobei die die Vorrichtung eine Sensoreinheit (20) aufweist, welche wenigstens einen Messwert erfasst, der für die aus dem Austrittsfenster (12) austretenden Ladungsträger charakteristisch ist. Erfindungsgemäß weist die Sensoreinheit (20) eine erste Sensoreinrichtung (22) auf, welche bezüglich des Austrittsfensters (12) derart angeordnet ist, dass sie Ladungsträger erfasst, welche in einer ersten vorgegebenen Richtung (Z) von dem Austrittsfenster (12) zu der ersten Sensoreinrichtung (22) gelangen sowie eine zweite Sensoreinrichtung (24), welche bezüglich des Austrittsfensters (12) derart angeordnet ist, dass sie Ladungsträger erfasst, welche in einer zweiten vorgegebenen Richtung (X) von dem Austrittsfenster (12) zu der zweiten Sensoreinrichtung (24) gelangen, wobei die Sensoreinrichtungen (22, 24) unabhängig voneinander jeweils Messwerte (M1, M2) erfassen, die für die aus dem Austrittsfenster (12) austretenden Ladungsträger charakteristisch sind.A device for sterilizing containers (10) with a charge carrier generation device (2) that generates charge carriers, with an acceleration device (4) that accelerates the charge carriers in a predetermined direction (Z) within a housing (6) and with an exit window (12 ) through which the charge carriers emerge from the housing (6), the device having a sensor unit (20) which detects at least one measured value which is characteristic of the charge carriers emerging from the exit window (12). According to the invention, the sensor unit (20) has a first sensor device (22), which is arranged with respect to the exit window (12) in such a way that it detects charge carriers which move in a first predetermined direction (Z) from the exit window (12) to the first sensor device (22) as well as a second sensor device (24), which is arranged with respect to the exit window (12) in such a way that it detects load carriers which in a second predetermined direction (X) from the exit window (12) to the second sensor device (24) arrive, the sensor devices (22, 24) independently of one another each measuring values (M1, M2), which are characteristic of the charge carriers emerging from the exit window (12).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sterilisieren von Behältnissen. Die Sterilisation eines zu befüllenden Behältnisses ist neben dem eigentlichen Füllvorgang der zentrale Prozessschritt in einer aseptischen Abfüllanlage. Die möglichen Sterilisationsformen variieren hinsichtlich der Entkeimungsmittel und der Prozessführung, allen gemein ist jedoch die abtötende Wirkung, welche aufgrund chemischer Prozesse bewirkt wird. Neuere Entwicklungen grenzen sich hiervon ab und nutzen ionisierende Strahlung, um eine Keimreduzierung zu erreichen. Die Strahlung besteht in den meisten Anwendungen aus beschleunigten Elektronen, die in einer entsprechenden Anlage erzeugt und auf den oder in den zu sterilisierenden Behälter eingeführt werden. Dabei ist es möglich, dass der Sterilisationsprozess an einer Behälterinnenseite erfolgt, denkbar sind jedoch auch Sterilisationen an der Behälteraußenseite. The present invention relates to an apparatus and a method for sterilizing containers. The sterilization of a container to be filled next to the actual filling process, the central process step in an aseptic filling plant. The possible forms of sterilization vary in terms of sanitizing agents and process management, but all have in common the killing effect which is brought about by chemical processes. Newer developments are differentiated from this and use ionizing radiation to achieve a germ reduction. The radiation consists in most applications of accelerated electrons, which are produced in a corresponding plant and introduced to or into the container to be sterilized. It is possible that the sterilization process takes place on a container inside, but also conceivable sterilizations on the container outside.
Derzeit am Markt erhältliche Systeme, welche zur Sterilisation eingesetzt werden, weisen eine Elektronenerzeugungsvorrichtung und eine Bündelungsvorrichtung auf, sowie auch eine Konstruktion, die es erlaubt, den Elektronenstrahl in das Behältnis einzuführen. Je kleiner die Öffnung des Behältnisses ist, umso aufwendiger wird die Anordnung. Um die notwendige Wirkung zu erhalten, müssen die Elektronen eine entsprechende Geschwindigkeit aufweisen. Hierzu werden die Elektronen bis zu 150 kV beschleunigt. Durch die Wechselwirkung dieser schnellen Elektronen erhält man den gewünschten Effekt. Als unerwünschter Nebeneffekt wird jedoch dabei Bremsstrahlung in Form von Röntgenstrahlung erzeugt. Currently commercially available systems for sterilization include an electron-generating device and a bundling device, as well as a structure that allows the electron beam to be introduced into the container. The smaller the opening of the container, the more complex the arrangement. In order to obtain the necessary effect, the electrons must have a corresponding velocity. For this purpose, the electrons are accelerated up to 150 kV. The interaction of these fast electrons gives the desired effect. As an undesirable side effect, however, brake radiation is generated in the form of X-radiation.
Für einen Sterilisationserfolg sollte gewährleistet sein, dass die eingebrachte Elektronenstrahlleistung konstant bleibt. Dabei wird bei einem bekannten System eine Metallplatte (welche als Elektronenauffänger fungiert) vorgesehen, welche in die Elektronenwolke gehalten wird. Diese Metallplatte nimmt Elektronen auf und leitet diese zu einer Messvorrichtung, bei der es sich insbesondere um ein Amperemeter handelt. Der gemessene Strom entspricht einem Bruchteil zum primär eingestellten Elektronenstrom des Beschleunigers. Bei gleicher Beschleunigungsspannung und gleichem Elektronenauffänger (Materialauswahl) kann so über den gemessenen Strom eine Kontrolle über die Zeit und zur Konstanz der Dosis durchgeführt werden. For a sterilization success should be ensured that the introduced electron beam power remains constant. In this case, in a known system, a metal plate (which acts as an electron collector) is provided, which is held in the electron cloud. This metal plate absorbs electrons and conducts them to a measuring device, which is in particular an ammeter. The measured current is a fraction of the primary adjusted electron current of the accelerator. With the same acceleration voltage and the same electron collector (material selection), a control over the time and to the constancy of the dose can be carried out via the measured current.
Mit einer Messung des Elektronenstroms kann somit über die einmal eingestellte Dosis auf einen Sterilisationserfolg geschlossen werden. Dies bedeutet, dass die zur Sterilisation notwendigen Elektronen noch zur Verfügung stehen. Für die Sterilisation einer Oberfläche ist dies ausreichend. Für einen komplexeren Körper und dessen Sterilisation mittels Elektronenstrahlung hat sich jedoch diese Messvorrichtung als unzureichend erwiesen. With a measurement of the electron current can thus be concluded on the once set dose to a sterilization success. This means that the necessary for sterilization electrons are still available. This is sufficient for the sterilization of a surface. For a more complex body and its sterilization by means of electron radiation, however, this measuring device has proved to be insufficient.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beurteilung einer ausreichenden Elektronenstrahlung auch dann sicherzustellen, wenn komplexe Körper wie beispielsweise Behältnisse, welche Wandungen mit Hinterschneidungen aufweisen, zu sterilisieren sind. Weiterhin soll die Erfindung auf solche Behältnisse Anwendung finden können, welche in Abhängigkeit von dem Austrittsfenster einer Elektronenstrahlung variierende Abstände aufweisen. Diese variierenden Abstände wirken sich insbesondere auch auf die kinetische Energie der einzelnen Elektronen aus. The present invention is therefore based on the object to ensure an assessment of sufficient electron radiation even when complex bodies such as containers, which have walls with undercuts, are to be sterilized. Furthermore, the invention should be applicable to such containers, which have varying distances depending on the exit window of an electron beam. These varying distances have an effect, in particular, on the kinetic energy of the individual electrons.
Diese genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. These objects are achieved by an apparatus and a method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Sterilisieren von Behältnissen weist eine Ladungsträgererzeugungseinrichtung auf, welche Ladungsträger erzeugt. Daneben weist die Vorrichtung eine Beschleunigungseinrichtung auf, welche die Ladungsträger in einer vorgegebenen Richtung innerhalb eines Gehäuses beschleunigt, sowie ein Austrittsfenster, durch welches die Ladungsträger aus dem Gehäuse austreten. Dabei weist die Vorrichtung eine Sensoreinheit auf, welche wenigstens einen Messwert erfasst, der für die aus dem Austrittsfenster austretenden Ladungsträger (bzw. für wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Ladungsträger) charakteristisch ist. A device according to the invention for sterilizing containers has a charge carrier generating device which generates charge carriers. In addition, the device has an acceleration device, which accelerates the charge carriers in a predetermined direction within a housing, and an exit window, through which the charge carriers exit from the housing. In this case, the device has a sensor unit which detects at least one measured value that is characteristic of the charge carriers emerging from the exit window (or for at least one physical property of the charge carriers).
Erfindungsgemäß weist die Sensoreinheit eine erste Sensoreinrichtung auf, welche bezüglich des Austrittsfensters derart angeordnet ist, dass sie Ladungsträger erfasst, welche in einer ersten vorgegebenen Richtung von dem Austrittsfenster zu der ersten Sensoreinrichtung gelangen. Daneben ist eine zweite Sensoreinrichtung vorgesehen, welche bezüglich des Austrittsfensters derart angeordnet ist, dass sie Ladungsträger erfasst, welche in einer zweiten vorgegebenen Richtung von den Austrittsfenstern zu der zweiten Sensoreinrichtung gelangen. According to the invention, the sensor unit has a first sensor device, which is arranged with respect to the exit window in such a way that it detects charge carriers which pass from the exit window to the first sensor device in a first predetermined direction. In addition, a second sensor device is provided, which is arranged with respect to the exit window such that it detects charge carriers, which pass in a second predetermined direction from the exit windows to the second sensor device.
Dabei erfassen die Sensoreinrichtungen unabhängig voneinander jeweils Messwerte, die für die aus dem Austrittsfenster austretenden Ladungsträger charakteristisch sind. Wie oben erwähnt, besteht bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik der Nachteil, dass eine Dosismessung mit gleichem Abstand von der Strahlungsquelle aber unter unterschiedlichen Messwinkeln zu unterschiedlichen Ergebnissen führt. Der Grad dieser Abweichung ist von verschiedenen Faktoren abhängig, die sich in der Form und Zusammensetzung der Elektronenwolke äußern. Eine möglichst genaue Bestimmung und Überwachung dieser Wolke, wie sie durch die Erfindung ermöglicht wird, erlaubt somit die Sterilisationswirkung und damit den Erfolg des Prozesses zu kontrollieren. In this case, the sensor devices independently of one another record measured values that are characteristic of the charge carriers emerging from the exit window. As mentioned above, prior art devices suffer from the disadvantage that a dose measurement with the same distance from the radiation source but at different measurement angles leads to different results. The degree of this deviation depends on several factors, which can be found in express the shape and composition of the electron cloud. The most accurate determination and monitoring of this cloud, as made possible by the invention, thus allows the sterilization effect and thus to control the success of the process.
So erfahren im Mittel bei gleichem Abstand die seitlich gemessenen Elektronen eine stärkere Umlenkung als Elektronen, die in der Beschleunigungsrichtung aus dem Austrittsfenster gelangen. Insofern besteht der Unterscheid in der kinetischen Energie der einzelnen Elektronen. Damit kann eine Dosismessung mit gleichem Abstand von der Strahlungsquelle aber unter einem anderen Winkel zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Thus, on average, at the same distance, the laterally measured electrons experience a stronger deflection than electrons which emerge from the exit window in the direction of acceleration. In this respect, the difference lies in the kinetic energy of the individual electrons. Thus, a dose measurement with the same distance from the radiation source but at a different angle lead to different results.
Es wird daher vorgeschlagen, die aus dem Stand der Technik bekannte erste Sensoreinrichtung durch eine zweite Sensoreinrichtung zu ergänzen. Auf diese Weise kann die austretende Elektronenwolke genauer detektiert und auch kontrolliert werden. It is therefore proposed to supplement the known from the prior art first sensor device by a second sensor device. In this way, the exiting electron cloud can be detected more accurately and also controlled.
Unter einer unabhängigen Messung wird insbesondere verstanden, dass Einflüsse von Elektronen, die sich auf die erste bzw. zweite Sensoreinrichtung auswirken, sich nicht auch auf die zweite bzw. erste Sensoreinrichtung auswirken. An independent measurement is understood in particular to mean that influences of electrons, which have an effect on the first or second sensor device, do not also affect the second or first sensor device.
Es wird damit eine mehrdimensionale Messung der austretenden Elektronenwolke ermöglicht. It is thus a multi-dimensional measurement of the exiting electron cloud allows.
Bei den Ladungsträgern handelt es sich insbesondere um Elektronen, es wäre jedoch auch möglich, die Erfindung auf andere geladene und beschleunigte Teilchen wie etwa α-Teilchen oder Protonen oder auch Positronen anzuwenden. In particular, the charge carriers are electrons, but it would also be possible to apply the invention to other charged and accelerated particles, such as α-particles or protons, or even positrons.
Es wäre weiterhin auch möglich, dass eine dritte Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche in einer dritten vorgegebenen Richtung von dem Austrittsfenster zu dieser dritten Sensoreinrichtung gelangende Ladungsträger erfasst. It would also be possible for a third sensor device to be provided which detects charge carriers arriving in a third predetermined direction from the exit window to this third sensor device.
Vorzugsweise erfasst wenigstens eine Sensoreinrichtung solche Ladungsträger, die sich ausgehend von dem Austrittsfenster in der Beschleunigungsrichtung der Ladungsträger weiter bewegen bzw. sich mit einer hohen Wahrscheinlichkeit in einem Bereich befinden, der sich in der Beschleunigungsrichtung an das Austrittsfenster anschließt. At least one sensor device preferably detects such charge carriers which, proceeding from the exit window, continue to move in the acceleration direction of the charge carriers or, with a high probability, are located in a region which adjoins the exit window in the direction of acceleration.
Vorteilhaft ist das Gehäuse derart beschaffen, dass zumindest zwischen der Ladungsträgererzeugungseinrichtung und dem Austrittsfenster ein (Teil-)Vakuum besteht. The housing is advantageously such that there is a (partial) vacuum at least between the charge carrier generating device and the exit window.
Weiterhin ist vorteilhaft das Gehäuse derart beschaffen, dass das Austrittsfenster durch die Mündung eines Behältnisses in das Innere eines Behältnisses einführbar ist. Vorteilhaft weist damit das Gehäuse ein stangenartiges Profil auf. Furthermore, the housing is advantageously such that the exit window can be inserted through the mouth of a container into the interior of a container. Advantageously, therefore, the housing has a rod-like profile.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Transporteinrichtung auf, welche die Behältnisse entlang eines Transportpfades transportiert. Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch eine Bewegungseinrichtung auf, welche die Sterilisationseinheit und insbesondere das Austrittsfenster in das Innere der Behältnisse einführt. In a further advantageous embodiment, the device has a transport device which transports the containers along a transport path. Advantageously, the device also has a movement device which introduces the sterilization unit and in particular the exit window into the interior of the containers.
Dabei wäre es möglich, dass die Behältnisse selbst, insbesondere entlang ihrer Längsrichtung, bewegt werden. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die einzelnen Austrittsfenster bzw. die Sterilisationseinrichtungen bewegt werden. Auch wäre eine Bewegung der beiden genannten Elemente denkbar. It would be possible for the containers themselves to be moved, in particular along their longitudinal direction. However, it would also be conceivable that the individual exit windows or the sterilization devices are moved. Also, a movement of the two elements mentioned would be conceivable.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auch die Sensoreinheit an der Transporteinrichtung angeordnet und wird damit mit den Behältnissen mittransportiert. Bevorzugt ist jedoch die Sensoreinheit stationär angeordnet und die Sterilisationseinrichtung bewegt sich an dieser vorbei. Die Sensoreinheit dient bevorzugt zum Erfassen der Strahlleistungen mehrerer Sterilisationseinrichtungen und bevorzugt aller Sterilisationseinrichtungen. Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen um Kunststoffbehältnisse und insbesondere um Kunststoffvorformlinge, welche im Rahmen eines Umformungsprozesses zu Kunststoffbehältnissen umgeformt werden können. Es wäre jedoch auch möglich, dass es sich bei den Behältnissen bereits um fertig ausgeformte Kunststoffflaschen handelt. In a further advantageous embodiment, the sensor unit is arranged on the transport device and is thus transported along with the containers. Preferably, however, the sensor unit is arranged stationary and the sterilization device moves past it. The sensor unit is preferably used for detecting the beam powers of several sterilization devices and preferably all sterilization devices. The containers are preferably plastic containers and, in particular, plastic preforms, which can be formed into plastic containers as part of a forming process. However, it would also be possible that the containers are already finished molded plastic bottles.
Vorteilhaft ist eine Vielzahl von Sterilisationseinrichtungen an einem beweglichen und insbesondere einem drehbaren Träger angeordnet. Advantageously, a plurality of sterilization devices are arranged on a movable and in particular a rotatable carrier.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließen eine kürzeste Verbindung zwischen der ersten Sensoreinrichtung und dem Austrittsfenster sowie eine kürzeste Verbindung zwischen der zweiten Sensoreinrichtung und dem Austrittsfenster zumindest zeitweise und insbesondere während eines Messvorganges einen Winkel miteinander ein, der zwischen 10° und 170°, bevorzugt zwischen 20° und 160°, bevorzugt zwischen 30° und 150°, bevorzugt zwischen 40° und 140°, besonders bevorzugt zwischen 50° und 130° und besonders bevorzugt zwischen 60° und 120° Grad liegt. In a preferred embodiment, a shortest connection between the first sensor device and the exit window and a shortest connection between the second sensor device and the exit window at an angle, and in particular during a measuring operation, at an angle between 10 ° and 170 °, preferably between 20 ° and 160 °, preferably between 30 ° and 150 °, preferably between 40 ° and 140 °, more preferably between 50 ° and 130 ° and particularly preferably between 60 ° and 120 ° degrees.
Bevorzugt liegt der besagte Winkel auch in einem Bereich zwischen 70° und 110°, besonders bevorzugt zwischen 80° und 100° und besonders bevorzugt bei ca. 90°. Es werden damit Messungen unter mehreren Winkeln bezüglich des Austrittsfensters ermöglicht, um so beispielsweise eine Elektronenwolke auch dreidimensional vermessen zu können. Preferably, the said angle is also in a range between 70 ° and 110 °, more preferably between 80 ° and 100 ° and particularly preferably at about 90 °. Thus, measurements at several angles with respect to the exit window are made possible so that, for example, an electron cloud can also be measured three-dimensionally.
Besonders bevorzugt sind die beiden Sensoreinrichtungen orthogonal zueinander angeordnet und diese Sensoreinrichtungen, bei denen es sich beispielsweise um orthogonal zueinander angeordnete Platten handelt, bestimmen die Elektronenwolke bzw. den Elektronenstrahl. So kann beispielsweise aus einem gemessenen Strom die resultierende Dosis und damit der Grad der Entkeimung berechnet werden. Eine weitergehende Anordnung, beispielsweise mit drei oder vier derartigen Sensoreinrichtungen, erlaubt dabei auch eine Kontrolle, in welcher Richtung sich eine Änderung der Strahlenlage ergeben hat. Particularly preferably, the two sensor devices are arranged orthogonal to one another and these sensor devices, which are, for example, orthogonal to each other arranged plates, determine the electron cloud or the electron beam. Thus, for example, from a measured current, the resulting dose and thus the degree of sterilization can be calculated. A further arrangement, for example with three or four such sensor devices, also allows a check in which direction a change in the beam position has resulted.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist wenigstens eine Sensoreinrichtung ein flächiges (insbesondere ebenes) oder eine vorgegebene Fläche umgebendes Messelement auf, auf welches die Ladungsträger auftreffen oder durch welches die Ladungsträger hindurchtreten können. So kann es sich bei dem Messelement beispielsweise um eine Metallplatte handeln, aber auch gegebenenfalls um einen in Richtung des Austrittsfensters geöffneten Hohlkörper. In a further advantageous embodiment, at least one sensor device has a planar (in particular flat) or a predetermined area surrounding measuring element, on which the charge carriers impinge or through which the charge carriers can pass. For example, the measuring element may be a metal plate, but possibly also a hollow body which is open in the direction of the exit window.
Damit wird auch vorgesehen, dass zwei oder auch mehrere jeweils in einem oder mehreren bestimmten Winkeln zueinander stehende Messstellen mit jeweils zugehörigen Messeinheiten isoliert voneinander einen Elektronenstrahl bzw. eine Elektronenwolke vermessen. Wie erwähnt, können diese Sensoreinrichtungen jeweils Metallplatten und zugehörige Messeinheiten aufweisen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Sensoreinrichtungen zwei oder mehrere in einem bestimmten Winkel zueinander stehende Aluminiumplatten bevorzugt mit jeweils zugehörigen Amperemetern aufweisen, die isoliert voneinander eine Elektronenwolke oder einen Elektronenstrahl in Hinblick auf die Elektronenemission vermessen. Thus, it is also provided that two or more measuring points which are in each case at one or more specific angles with respect to each other in each case measure measuring units of an electron beam or an electron cloud in isolation from each other. As mentioned, these sensor devices may each comprise metal plates and associated measuring units. However, it would also be possible for the sensor devices to have two or more aluminum plates arranged at a specific angle, preferably with respective associated amperemeter, which measure in isolation from one another an electron cloud or an electron beam with regard to the electron emission.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Sensoreinrichtung ein erstes Messelement auf und die zweite Sensoreinrichtung ein zweites Messelement, welche bezüglich einander elektrisch isoliert sind. Vorteilhaft handelt es sich dabei jeweils um Messelemente, auf welche die Ladungsträger auftreffen können. Über die elektrische Isolierung wird erreicht, dass die Messungen unabhängig voneinander durchführbar sind. In a further advantageous embodiment, the first sensor device has a first measuring element and the second sensor device has a second measuring element, which are electrically insulated with respect to one another. Advantageously, these are each measuring elements on which the charge carriers can impinge. The electrical insulation ensures that the measurements can be carried out independently of each other.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die besagten Messelemente an einem gemeinsamen Träger angeordnet. Vorteilhaft sind dabei die Messelemente durch einen Isolationsbereich voneinander getrennt. Dabei kann es sich um ein isolierendes Material handeln, gegebenenfalls jedoch auch um einen Luftspalt, der zwischen diesen Messelementen angeordnet ist. In a further advantageous embodiment, the said measuring elements are arranged on a common carrier. Advantageously, the measuring elements are separated from each other by an isolation area. It may be an insulating material, but possibly also an air gap which is arranged between these measuring elements.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist wenigstens eine Sensoreinrichtung eine Messeinrichtung zum Messen eines elektrischen Stroms auf. Über diesen Strom kann auf die Menge der auf das Messelement auftreffenden Ladungsträger geschlossen werden und damit auch auf eine entsprechende Strahlungsintensität bzw. die Beschaffenheit der Elektronenwolke. In a further advantageous embodiment, at least one sensor device has a measuring device for measuring an electrical current. About this stream can be closed to the amount of incident on the measuring element charge carriers and thus also to a corresponding radiation intensity and the nature of the electron cloud.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Abstand wenigstens eines Messelementes zu dem Austrittsfenster veränderbar. Vorteilhaft ist ein Abstand beider Messelemente bezüglich des Austrittsfensters veränderbar. In a further advantageous embodiment, a distance of at least one measuring element to the exit window is variable. Advantageously, a distance between the two measuring elements with respect to the exit window is variable.
Vorteilhaft handelt es sich bei dem Austrittsfenster um ein Titanfenster, welches besonders bevorzugt eine Dicke aufweist, die zwischen 5 und 15 µm liegt. Advantageously, the exit window is a titanium window, which particularly preferably has a thickness which is between 5 and 15 μm.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Austrittsfenster (bzw. die Sterilisationseinheit) beweglich gegenüber der Sensoreinheit angeordnet. So wäre es möglich, dass die Sensoreinheit selbst nicht in die Behältnisse eingeführt wird, sondern eine derartige Messung vor oder nach dem eigentlichen Sterilisationsvorgang durchgeführt wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Sensoreinheit in einer Bewegungsrichtung der Ladungsträger auf das Austrittsfenster folgt und beispielsweise fest an der Sterilisationseinrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen Strahlfinger handeln kann, angeordnet ist. In a further advantageous embodiment, the exit window (or the sterilization unit) is arranged movable relative to the sensor unit. It would thus be possible for the sensor unit itself not to be introduced into the containers, but for such a measurement to be carried out before or after the actual sterilization procedure. However, it would also be possible for the sensor unit to follow the exit window in a direction of movement of the charge carriers and to be fixedly arranged, for example, on the sterilization device, which may be a beam finger, for example.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Sterilisieren von Behältnissen, wobei die zu sterilisierenden Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert werden und während dieses Transportes mittels Ladungsträgern sterilisiert werden und wobei die Ladungsträger von einer Ladungsträgererzeugungseinrichtung erzeugt und von einer Ladungsträgerbeschleunigungseinrichtung in Richtung eines Austrittsfensters beschleunigt werden und durch dieses Austrittsfenster (insbesondere aus einem Gehäuse) austreten. Weiterhin gelangen die Ladungsträger auf Oberflächen der Behältnisse und es wird mittels einer Sensoreinheit wenigstens ein Messwert erfasst, der für die aus dem Austrittsfenster austretenden Ladungsträger charakteristisch ist. The present invention further relates to a method for sterilizing containers, wherein the containers to be sterilized are transported along a predetermined transport path and sterilized during this transport by means of charge carriers and wherein the charge carriers generated by a charge carrier generating means and accelerated by a charge carrier accelerating device in the direction of an exit window be and exit through this exit window (in particular from a housing). Furthermore, the charge carriers reach surfaces of the containers and at least one measured value is detected by means of a sensor unit which is characteristic of the charge carriers emerging from the exit window.
Erfindungsgemäß werden mittels einer ersten Sensoreinrichtung solche Ladungsträger erfasst, welche sich in einer vorgegebenen ersten Richtung von dem Austrittsfenster entfernen und mittels einer zweiten Sensoreinrichtung werden solche Ladungsträger erfasst, welche sich in einer zweiten vorgegebenen Richtung von dem Austrittsfenster entfernen. Weiterhin erfassen die erste Sensoreinrichtung sowie die zweite Sensoreinrichtung unabhängig voneinander Messwerte, welche für die jeweils erfassten Ladungsträger charakteristisch sind. According to the invention, by means of a first sensor device such charge carriers are detected which move away from the exit window in a predetermined first direction and by means of a second sensor device such charge carriers are detected which move away from the exit window in a second predetermined direction. Furthermore, the first sensor device and the second sensor device detect independently from each other measured values which are characteristic of the respectively detected charge carriers.
Vorteilhaft werden die so erfassten bzw. gemessenen Werte an einen Benutzer ausgegeben. Vorteilhaft werden die erfassten bzw. gemessenen Werte mittels einer Vergleichseinrichtung mit gespeicherten Werten verglichen. Falls die erfassten bzw. gemessenen Werte von den gespeicherten (Referenz-)Werten um mehr als ein bestimmtes Maß abweichen, kann eine weitere Information an den Benutzer, beispielsweise eine Warninformation, ausgegeben werden oder die Vorrichtung zum Sterilisieren von Behältnissen wird in Stillstand versetzt um gegebenenfalls Instandsetzungsmaßnahmen durchführen zu können.. Advantageously, the values thus acquired or measured are output to a user. Advantageously, the detected or measured values are compared by means of a comparison device with stored values. If the detected or measured values deviate from the stored (reference) values by more than a certain amount, further information can be output to the user, for example warning information, or the device for sterilizing containers is stopped, if necessary Be able to carry out repair work.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren handelt es sich bei den Messwerten um elektrische Ströme und/oder elektrische Spannungen. In a further advantageous method, the measured values are electrical currents and / or electrical voltages.
Bevorzugt wird aus diesen Strömen auf einen Entkeimungsvorgang des Behältnisses geschlossen. Bevorzugt findet die Erfassung der Ladungsträger durch die Sensoreinheit zeitlich versetzt zu dem Sterilisationsvorgang, d.h. der Beaufschlagung der Behältnisse mit den Ladungsträgern statt. Preferably, it is concluded from these streams to a sterilization process of the container. Preferably, the detection of the charge carriers by the sensor unit is staggered in time to the sterilization process, i. the loading of the containers with the load carriers.
Bevorzugt werden die Behältnisse während ihrer Sterilisation durch einen Reinraum transportiert, der mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer (unsterilen) Umgebung abgegrenzt ist. Vorteilhaft weist damit die oben beschriebene Vorrichtung einen Reinraum auf, innerhalb dessen die Behältnisse sterilisierbar sind. Dabei ist es möglich, dass einzelne Bestandteile der Sterilisationseinrichtungen wie etwa die Ladungsträgererzeugungseinrichtung oder der Sensoreinrichtungen wie etwa die Vergleichseinrichtung außerhalb des Reinraums angeordnet sind und die Austrittsfenster innerhalb des Reinraums angeordnet sind. Preferably, the containers are transported during their sterilization through a clean room, which is delimited by means of at least one wall against a (non-sterile) environment. Advantageously, therefore, the apparatus described above has a clean room within which the containers are sterilizable. It is possible that individual components of the sterilization devices such as the charge carrier generating device or the sensor devices such as the comparison device are arranged outside the clean room and the exit windows are arranged within the clean room.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Further advantages and embodiments will be apparent from the attached drawings:
Darin zeigen: Show:
Dabei ist eine Zuführeinrichtung
Über ein Abführrad
Die Bezugszeichen
Das Bezugszeichen
Das Bezugszeichen
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sterilisationsanordnung
Es wäre jedoch auch möglich, dass zwei derartige Platten nicht wie in
Das Bezugszeichen
Vorteilhaft kann die in
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier gezeigten Strahlfinger, welche in das Innere der Behältnisse eingeführt werden, beschränkt, sondern lässt sich etwa auch auf stationär angeordnete Ladungsträger- und insbesondere Elektronenstrahler anwenden. However, the invention is not limited to the beam fingers shown here, which are introduced into the interior of the containers, but can also be applied, for example, to stationarily arranged charge carrier and in particular electron guns.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. The Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are novel individually or in combination with respect to the prior art.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Sterilisationseinrichtungen sterilization facilities
- 2 2
- Ladungsträgererzeugungseinrichtung Charge carrier generation means
- 44
- (Ladungsträger-)Beschleunigungseinrichtung (Charge carrier) accelerator
- 6 6
- Gehäuse casing
- 10 10
- Kunststoffbehältnisse Plastic containers
- 12 12
- Austrittsfenster exit window
- 14 14
- drehbarer Träger rotatable carrier
- 20 20
- Sensoreinheit sensor unit
- 22 22
- erste Sensoreinrichtung first sensor device
- 24 24
- zweite Sensoreinrichtung second sensor device
- 25 25
- Auswerteeinheit evaluation
- 26 26
- Zuordnungseinrichtung allocator
- 27 27
- Speichereinrichtung memory device
- 28 28
- Vergleichseinrichtung comparator
- 29 29
- Anzeigeeinrichtung bzw. Informationsausgabeeinrichtung Display device or information output device
- 30 30
- Träger carrier
- 32 32
- Messplatte/Messelement Measuring plate / measuring element
- 34 34
- Metallplatte/Messelement Metal plate / measuring element
- 36 36
- Messeinrichtung, Messgerät Measuring device, measuring device
- 38 38
- Stromquelle power source
- 40 40
- Reinraum cleanroom
- 50 50
- Strahlfinger ray finger
- 52 52
- Halteeinrichtung holder
- 62 62
- Bewegungseinrichtung mover
- 70 70
- Sterilisationseinrichtung/Sterilisationsanordnung Sterilization device / sterilization arrangement
- 72 72
- Zuführeinrichtung feeding
- 74 74
- Zuführrad feeding wheel
- 76 76
- Abführrad Abführrad
- 120 120
- Sensoreinrichtung (Stand der Technik) Sensor device (prior art)
- 132 132
- Messplatte (Stand der Technik) Measuring plate (prior art)
- 136 136
- Strommessgerät (Stand der Technik) Current measuring device (prior art)
- 138 138
- Stromquelle (Stand der Technik) Power source (prior art)
- d1, d2 d1, d2
- kürzeste Abstände shortest distances
- M1, M2 M1, M2
- Messwert reading
- W W
- Elektronenwolke electron cloud
- X X
- vorgegebene Richtung X given direction X
- Z Z
- vorgegebene Richtung Z given direction Z
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