DE102016213431A1

DE102016213431A1 - Apparatus and method for determining a proper condition of a production plant, in particular aseptic packaging machine

Info

Publication number: DE102016213431A1
Application number: DE102016213431.0A
Authority: DE
Inventors: Elmar Schobel; Karin Lemuth; Boris Becker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Ampack GmbH
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung des ordnungsgemäßen Zustandes einer Produktionsanlage, insbesondere aseptische Verpackungsmaschine, vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zumindest einen Sensor (10) zur Ermittlung eines Zustands eines Sterilraums (36) umfasst, wobei, der Sensor (10) an zumindest einem Sensorpunkt (40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 48a, 48b, 50a, 50b, 5a, 51b, 52a, 52b, 58a, 58b) so angeordnet ist, dass der Sensor (10) berührungslos mit dem Sterilraum (36) zusammenwirkt.A device and a method for determining the proper state of a production plant, in particular aseptic packaging machine, are proposed, wherein the device comprises at least one sensor (10) for determining a state of a sterile room (36), wherein, the sensor (10) at least a sensor point (40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 48a, 48b, 50a, 50b, 5a, 51b, 52a, 52b, 58a, 58b) is arranged so that the sensor (10) without contact with the sterile room ( 36) cooperates.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines ordnungsgemäßen Zustandes einer Produktionsanlage, insbesondere aseptische Verpackungsmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. The present invention relates to an apparatus and a method for determining a proper state of a production plant, in particular aseptic packaging machine according to the preamble of the independent claims.

Aus der EP 2505081 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Produktionsanlage zum Herstellen eines Getränkeprodukts bekannt. Hierbei werden zwei Produktströme gemischt, wobei wenigstens einer der zwei Produktströme vor dem Mischen ohne Erhitzen sterilisiert wird. Die Sterilität des wenigstens einen Produktstroms kann mittels eines Sensors online überwacht werden.From the EP 2505081 A1 For example, a method and a production plant for producing a beverage product are already known. Here, two product streams are mixed, whereby at least one of the two product streams is sterilized before mixing without heating. The sterility of the at least one product stream can be monitored online by means of a sensor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.It is an object of the present invention to further improve the state of the art. This object is solved by the features of the independent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass insbesondere eine kontaktfreie Sterilitätsprüfung an Maschinenteilen erfolgen kann. Damit können zuverlässige Aussagen über die Sterilität gewünschter Sterilzonen von Abfüllanlagen schon vor Beginn der Produktionsphase, beispielsweise dem Abfüllen von Produkten wie Lebensmittel oder Pharmazeutika, getroffen werden. Damit können eventuell drohende Verunreinigungen des Produkts schon frühzeitig erkannt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zumindest ein Sterilsensor an solchen Teilen bzw. kritischen Zonen der Vorrichtung angebracht wird, die besonders von einer drohenden Verunreinigung betroffen sind. Der Kontakt des Sensors mit der kritischen Zone bzw. dem Sterilraum erfolgt insbesondere berührungslos. Besonders bevorzugt basiert der Sensor auf einem kapazitiven oder die elektrische Leitfähigkeit heranziehenden Meßprinzip. So verändert sich die Leitfähigkeit und/oder die Kapazität, wenn Krankheitserreger zerstört werden. Hierzu werden dem Sensor geeignete Bakterien zugeführt, die dann zusammen mit dem Sensor in die kritische Zone der Vorrichtung vor der Inbetriebnahme bzw. vor dem Produktionsstart eingebracht werden. Der Sensor ermittelt, ob zugeführten Bakterien in der kritischen Zone abgetötet werden. Dann wird auf eine hinreichende Sterilität der kritischen Zone geschlossen. Sollte dies der Fall sein, wird der Produktionsstart der Vorrichtung freigegeben.The device according to the invention and the method according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that in particular a non-contact sterility test can be carried out on machine parts. This makes it possible to make reliable statements about the sterility of desired sterile zones of bottling plants even before the beginning of the production phase, for example the bottling of products such as foods or pharmaceuticals. Thus, any impending contamination of the product can be detected early. This is inventively achieved in that at least one sterile sensor is attached to such parts or critical zones of the device, which are particularly affected by impending contamination. The contact of the sensor with the critical zone or the sterile room is in particular contactless. Particularly preferably, the sensor is based on a capacitive or the electrical conductivity approaching measuring principle. Thus, the conductivity and / or the capacity changes when pathogens are destroyed. For this purpose, suitable bacteria are supplied to the sensor, which are then introduced together with the sensor in the critical zone of the device prior to startup or before the start of production. The sensor determines if any incoming bacteria are killed in the critical zone. Then a sufficient sterility of the critical zone is concluded. If this is the case, the production start of the device is released.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung erfolgt eine automatische Zuführung und/oder Entfernung des Sensors in die kritische Zone. Damit kann der entsprechende Steriltest automatisiert vorgenommen werden.In an expedient development, an automatic supply and / or removal of the sensor takes place in the critical zone. This allows the corresponding sterility test to be automated.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind bevorzugte Stellen für die Anordnung des Sensors angegeben, insbesondere für eine aseptische Verpackungsmaschine, insbesondere eine Thermoformanlage.In an expedient development, preferred locations for the arrangement of the sensor are specified, in particular for an aseptic packaging machine, in particular a thermoforming system.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung. Further expedient developments emerge from further dependent claims and from the description.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Embodiments of the device according to the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Sensors sowie ein vergrößerter Ausschnitt daraus, 1 a perspective view of a sensor and an enlarged section thereof,

2 eine perspektivische Ansicht einer aseptischer Verpackungsmaschine mit zugehöriger Anordnung der Sensoren, 2 a perspective view of an aseptic packaging machine with associated arrangement of the sensors,

3 eine vergrößerte Darstellung der Formzone sowie 3 an enlarged view of the forming zone as well

4 eine vergrößerte Darstellung der Abfüllanlage. 4 an enlarged view of the bottling plant.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt einen Sensor 10. Der Sensor 10 umfasst zumindest eine Platine 12. Auf der Platine 12 sind mehrere Kontaktierungen 14 vorgesehen. Die Kontaktierungen 14 weisen beispielsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von ca. 2 mm auf. Die Platine 12 weist eine Länge 13 auf. Besonders bevorzugt liegt die Länge 13 der Platine 12 beispielsweise in der Größenordnung von 50–100 mm, besonders bevorzugt bei 76 mm.The embodiment according to 1 shows a sensor 10 , The sensor 10 includes at least one circuit board 12 , On the board 12 are several contacts 14 intended. The contacts 14 For example, have a diameter in the order of about 2 mm. The board 12 has a length 13 on. Particularly preferred is the length 13 the board 12 for example, in the order of 50-100 mm, more preferably 76 mm.

In der vergrößerten Ansicht des Sensors 10 in der 1 sind mehrere Elektroden 16, 18, 20, 22 gezeigt. Über die Elektroden 16, 18 wird ein elektrisches Feld eingeprägt. Die Elektroden 16, 18 sind so angeordnet, dass das eingeprägte elektrische Feld durch die beiden anderen Elektroden 20, 22 verlaufen kann. Die beiden Elektronen 20, 22 dienen als Meßelektroden. Die elektrischen Potenziale der Elektroden 16, 18, 20, 22 sind jeweils über die entsprechende Kontaktierungen 14 abgreifbar und werden durch eine nicht dargestellte Auswerteeinheit dahingehend ausgewertet, ob ursprünglich aufgetragene lebende Bakterien 26 abgetötet wurden, schematisch dunkel als tote Bakterien 28 skizziert. Die lebenden Bakterien 26 werden bevorzugt zwischen den beiden Meßelektroden 20, 22 ausgesetzt. Beim Abtöten der Bakterien 26 ändert sich die elektrische Leitfähigkeit und damit das erfasste elektrische Potenzial der beiden Meßelektroden 20, 22. In the enlarged view of the sensor 10 in the 1 are multiple electrodes 16 . 18 . 20 . 22 shown. About the electrodes 16 . 18 an electric field is impressed. The electrodes 16 . 18 are arranged so that the impressed electric field through the other two electrodes 20 . 22 can run. The two electrons 20 . 22 serve as measuring electrodes. The electrical potentials of the electrodes 16 . 18 . 20 . 22 are each about the appropriate contacts 14 can be tapped and evaluated by an evaluation unit, not shown, whether originally applied living bacteria 26 were killed, schematically darker than dead bacteria 28 outlined. The living bacteria 26 are preferred between the two measuring electrodes 20 . 22 exposed. When killing the bacteria 26 changes the electrical conductivity and thus the detected electrical potential of the two measuring electrodes 20 . 22 ,

Die Elektroden 16, 18, 20, 22 sind vorzugsweise zweidimensionale Strukturen, insbesondere entsprechende Leiterbahnen, die auf der Platine 14 aufgebracht wurden. Die Meßelektrode 20, 22 weist eine Breite 24 auf. Die Breite 24 liegt bevorzugt in einem Bereich von 10 µm, insbesondere in einem Bereich von 5–20 µm. Die beiden Meßelektroden 20, 22 verlaufen zumindest abschnittsweise parallel zueinander. Der Abstand zwischen den beiden Meßelektroden 20, 22 liegt beispielsweise zwischen 15 und 50 µm. Die Enden der jeweiligen Elektroden 16, 18, 20, 22 liegen bevorzugt auf einer Geraden. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein. Wesentlich ist, dass ein hinreichend großes elektrisches Feld durch die Elektroden 16, 18 in der Weise eingeprägt wird, dass beim Abtöten der Bakterien 26, 28 eine Änderung der Leitfähigkeit durch die beiden Meßelektroden 20, 22 sicher detektiert werden kann. Die beiden Elektroden 16, 18 sind darüber hinaus in ihren Leiterbahnen vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet. Gleiches gilt für die Entabschnitte der beiden Meßelektroden 20, 22, die ebenfalls jeweils rechtwinklig zueinander und auch zu den Elektroden 16, 18 angeordnet sind.The electrodes 16 . 18 . 20 . 22 are preferably two-dimensional structures, in particular corresponding conductor tracks, which are on the board 14 were applied. The measuring electrode 20 . 22 has a width 24 on. The width 24 is preferably within a range of 10 μm, in particular in a range of 5-20 μm. The two measuring electrodes 20 . 22 run at least partially parallel to each other. The distance between the two measuring electrodes 20 . 22 is for example between 15 and 50 microns. The ends of the respective electrodes 16 . 18 . 20 . 22 are preferably on a straight line. However, this need not necessarily be the case. It is essential that a sufficiently large electric field through the electrodes 16 . 18 imprinted in such a way that when killing the bacteria 26 . 28 a change in the conductivity through the two measuring electrodes 20 . 22 can be reliably detected. The two electrodes 16 . 18 are moreover preferably arranged at right angles to one another in their interconnects. The same applies to the Entabschnitte the two measuring electrodes 20 . 22 also perpendicular to each other and also to the electrodes 16 . 18 are arranged.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt eine Produktionsanlage, insbesondere eine aseptische Verpackungsmaschine, beispielhaft eine Thermoformanlage 30, bei der der bzw. die Sensoren 10 zum Einsatz kommen. Eine auf einer Rolle befindliche Packstoffbahn 32 gelangt über einen Einlauf 34 in ein Sterilisationsbad 36. Dort wird die Packstoffbahn 32 durch ein Sterilisationsmittel wie beispielsweise Wasserstoffperoxid sterilisiert. The embodiment according to 2 shows a production plant, in particular an aseptic packaging machine, for example, a thermoforming plant 30 in which the sensor (s) 10 be used. A packaging material web located on a roll 32 passes through an enema 34 in a sterilization bath 36 , There is the packaging material web 32 sterilized by a sterilizing agent such as hydrogen peroxide.

Dann gelangt die sterilisierte Packstoffbahn 32 in einen Sterilraum 38. In dem Sterilraum 38 befindet sich eine Trocknungseinrichtung 40 zum Trocknen der mit Reinigungsmittel versehenen Packstoffbahn 32. Hierzu wird die Packstoffbahn 32 nach oben umgelenkt. Seitlich von der Trocknungseinrichtung 40 befinden sich Sensorpunkte 40a, 40b, an denen der Sensor 10 angeordnet werden kann. Nach der Trocknungseinrichtung 40 schließt sich eine Heizzone 42 an. Hierbei wird die Packstoffbahn 32 auf die für den Thermoformprozess notwendige Temperatur gebracht. Auch in der Heizzone 42 sind entsprechende Sensorpunkte 42a, 42b angeordnet. Auch diese Sensorpunkte 42a, 42b zeichnen sich dadurch aus, dass sie von außen zugänglich sind in dem Sinne, dass der Sensor 10 in die Heizzone 42 eingeführt werden kann.Then the sterilized packaging material web arrives 32 in a sterile room 38 , In the sterile room 38 there is a drying device 40 for drying the detergent-provided packaging material web 32 , For this purpose, the packaging material web 32 turned upwards. Laterally from the drying device 40 there are sensor points 40a . 40b at which the sensor 10 can be arranged. After the drying device 40 closes a heating zone 42 at. This is the packaging material web 32 brought to the temperature necessary for the thermoforming process. Also in the heating zone 42 are corresponding sensor points 42a . 42b arranged. Also these sensor points 42a . 42b are characterized by the fact that they are accessible from outside in the sense that the sensor 10 in the heating zone 42 can be introduced.

Daran schließt sich eine Formzone 44 an. Die Formzone 44 ist in 3 vergrößert dargestellt. Die über die Trocknungseinrichtung 40 getrocknete Packstoffbahn 32 wird wieder in eine horizontale Transportrichtung umgelenkt. Zwischen der Trocknungseinrichtung 40 und den Formstationen befindet sich die Heizzone 42. Jeweils seitlich von den Kanten der Packstoffbahn 32 befinden sich die Sensorpunkte 42a, 42b der Heizzone 42 wie in 3 nochmals genauer dargestellt. In der sich anschließenden Formzone 44 wird die vorgewärmte Packstoffbahn 32 über entsprechende Vorstreckstempel 43 in zugehörige Tiefziehformen 45 vorgestreckt. Anschließend erfolgt ein Druckstoß, der die vorgestreckte Packstoffbahn 32 in die Tiefziehform 45 presst. Sämtliche Formzonen 44 befinden sich im Sterilraum 38. Anschließend werden Vorstreckstempel 43 und Tiefziehform 45 auseinander gefahren und die nun so entstandenen Behältnisse in eine Zuführung 48 für eine Abfüllanlagen 50 gebracht. Auch in der Formzone 44 befinden sich Sensorpunkte 44a, 44b. Diese Sensorpunkte 44a, 44b befinden sich bevorzugt im Bereich der Zuführung der erwärmten Packstoffbahn 32 zu der Formzone 44.This is followed by a forming zone 44 at. The mold zone 44 is in 3 shown enlarged. The over the drying device 40 dried packaging material web 32 is redirected again in a horizontal transport direction. Between the drying device 40 and the forming stations is the heating zone 42 , Each side of the edges of the packaging material web 32 are the sensor points 42a . 42b the heating zone 42 as in 3 shown again in more detail. In the adjoining mold zone 44 becomes the preheated packing material web 32 via appropriate Vorstreckstempel 43 in associated thermoforming molds 45 protruded. Subsequently, a pressure surge, which is the pre-stretched packaging material web 32 in the thermoforming mold 45 pressed. All form zones 44 are in the sterile room 38 , Subsequently, pre-stretch stamps 43 and thermoforming mold 45 moved apart and the resulting containers in a feeder 48 for a bottling plant 50 brought. Also in the molding zone 44 there are sensor points 44a . 44b , These sensor points 44a . 44b are preferably in the range of the supply of the heated packaging material web 32 to the forming zone 44 ,

In der Zuführung 48 zu der Abfüllanlagen 50 sind ebenfalls Sensorpunkte 48a, 48b angeordnet. Diese befinden sich vorzugsweise im Übergang zwischen dem Ende der Formzone 44 und dem Beginn der Abfüllanlage 50.In the feeder 48 to the bottling plants 50 are also sensor points 48a . 48b arranged. These are preferably in the transition between the end of the forming zone 44 and the beginning of the bottling plant 50 ,

In der Abfüllanlage 50 wird das Produkt ebenfalls in einem Sterilraum 38 den geformten Behältnissen dosiert zugeführt. Eine vergrößerte Ansicht der Komponenten der Abfüllanlage 50 ist in 4 gezeigt. Ein Füllblock 51 mit mehreren Doseuren 53 befindet sich über den zuvor geformten Behältnissen, die über Packmittelaufnahmen 49 der Abfüllanlage 50 zugeführt werden. Das abzufüllende Produkt wird über die Doseure 53 bzw. Füller des Füllblocks 51 in die bereitstehenden Behältnisse eindosiert, gegebenenfalls indem eine Relativbewegung zwischen Behältnis und Füllblock 51 erfolgt. Weitere Sensorpunkte 50a, 50b; 51a, 51b sind jeweils seitlich der Packmittelaufnahmen 49 vor und/oder nach dem Füllblock 51 angeordnet.In the bottling plant 50 The product is also in a sterile room 38 metered fed to the molded containers. An enlarged view of the components of the filling line 50 is in 4 shown. A filler block 51 with several dopers 53 is located above the previously shaped containers, the above about packaging receptacles 49 the bottling plant 50 be supplied. The product to be filled is placed over the cans 53 or filler of the filling block 51 metered into the waiting containers, optionally by a relative movement between the container and filling block 51 he follows. Further sensor points 50a . 50b ; 51a . 51b are each side of the packaging receptacles 49 before and / or after the filling block 51 arranged.

Die abgefüllten Behältnisse werden über eine Zuführung 52 einer Siegelstation 54 zugeführt. Auch in der Zuführung 52 sind entsprechende Sensorpunkte 52a, 52b vorgesehen. The bottled containers are fed via a feeder 52 a sealing station 54 fed. Also in the feeder 52 are corresponding sensor points 52a . 52b intended.

In der Siegelstation 54 wird eine Deckfolie 56 auf die Öffnungen der befüllten Behältnisse gesiegelt. Eine Zuführeinrichtung 58 dient der Zuführung der Deckfolie 56 zur Siegelstation 54 und/oder der Trocknung des Sterilisiermittels einer nicht gezeigten Sterilisiereinheit für die Deckfolie 56. Auch an der Zuführeinrichtung 58 befinden sich entsprechende Sensorpunkte 58a, 58b. Auch über diese Sensorpunkte 58a, 58b können entsprechende Sensoren 10 zugeführt werden. In der Siegelstation 54 endet der Sterilraum 38. Daran schließt sich ein Auslauf 60 an, in dem die befüllten und verschlossenen Behältnisse je nach Bedarf weiterverarbeitet werden bzw. weiteren Handlingseinrichtungen zugeführt werden.In the sealing station 54 will be a cover sheet 56 sealed to the openings of the filled containers. A feeder 58 serves to feed the cover sheet 56 to the sealing station 54 and / or drying the sterilizing agent of a sterilizing unit, not shown, for the covering film 56 , Also at the feeder 58 there are corresponding sensor points 58a . 58b , Also about these sensor points 58a . 58b can use appropriate sensors 10 be supplied. In the sealing station 54 ends the sterile room 38 , This is followed by an outlet 60 in which the filled and sealed containers are further processed as needed or are supplied to other handling devices.

Die Vorrichtung und das Verfahren werden insbesondere in der Verpackungstechnik eingesetzt. Die Verwendung ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. The device and the method are used in particular in packaging technology. However, the use is not limited thereto.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2505081 A1 [0002]

Claims

Device for determining the proper condition of a production plant, in particular aseptic packaging machine, comprising at least one sensor ( 10 ) for determining a condition of a sterile room ( 36 ) of the production plant, characterized in that the sensor ( 10 ) at least one sensor point ( 40a . 40b . 42a . 42b . 44a . 44b . 48a . 48b . 50a . 50b . 5a . 51b . 52a . 52b . 58a . 58b ) is arranged so that the sensor ( 10 ) contactlessly with the sterile room ( 36 ) cooperates.

Device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 10 ) at least one electrode ( 16 . 18 . 20 . 22 ),

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 10 ) the state of the sterile room ( 36 ) is determined via a change in the electric field and / or change in a capacitance.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor point ( 40a . 40b . 42a . 42b . 44a . 44b . 48a . 48b . 50a . 50b . 5a . 51b . 52a . 52b . 58a . 58b ) along a transport device of a packaging material web ( 34 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor point ( 40a . 40b . 42a . 42b . 44a . 44b . 48a . 48b . 50a . 50b . 5a . 51b . 52a . 52b . 58a . 58b ) in at least one drying device ( 40 ) and / or in at least one heating zone ( 42 ) and / or at least one forming zone ( 44 ) and / or at least one feeder ( 48 ) and / or at least one filling plant ( 50 ) and / or at least at a sealing station ( 54 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sterile room ( 38 ) has at least one opening and / or a slot over which the sensor ( 10 ) with the sterile room ( 38 ) is brought into contact.

Method for determining the proper condition of a production plant, in particular aseptic packaging machine, wherein at least one sensor ( 10 ) for determining a condition of a sterile room ( 36 ) is arranged so that the sensor ( 10 ) Contactlessly the state of the sterile room ( 36 ) detected.

Method according to the preceding method claim, characterized in that the sensor ( 10 ) the state of the sterile room ( 36 ) is determined via a change in an electric field and / or capacitance.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the sensor ( 10 ) is treated with suitable bacteria before the beginning of production start of the production plant and is taken to the sterile room ( 38 ) of the production plant is brought.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the sterile room ( 38 ) is only put into operation when the sensor ( 10 ) is determined that sufficient bacteria have been killed, in particular by a change in the electric field.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the sensor ( 10 ) along a transport device of a packaging material web ( 34 ) is arranged.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the sensor ( 10 ) in at least one drying device ( 40 ) and / or in at least one heating zone ( 42 ) and / or at least one forming zone ( 44 ) and / or at least one feeder ( 48 ) and / or at least one filling plant ( 50 ) and / or at least one sealing station ( 54 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 10 ) with the sterile room ( 38 ) is brought into contact via at least one opening and / or a slot.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the sensor ( 10 ) then out of the sterile room ( 38 ) is taken.