DE102019133131A1

DE102019133131A1 - Getränke-Abfüllanlage

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Publication number: DE102019133131A1
Application number: DE102019133131.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2020-06-18
Also published as: CN111320121A; UA124647C2; FR3089960A1; CN111320121B; FR3089960B1; RU2694248C1

Abstract

Die Erfindung betrifft Anlagen zum Abfüllen und Verschließen von Flaschen in einem Entkeimungsmedium. Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, den Abfüllprozess zuverlässiger zu machen, zu vereinfachen und die Kosten zu senken, indem ein Wasserstoffperoxid-Sterilisator mit einer vernünftigen Struktur geschaffen wird, der die erforderliche hohe biologische Reinheit des in einem Entkeimungsmedium abgefüllten Getränks liefert. Das technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die Getränke-Abfüllanlage einen Isolator enthält, dessen Innenraum eine Entkeimungsmischung enthält, die heiße Luft und zerstäubtes feines Wasserstoffperoxid enthält. Dabei besteht die Anlage aus zweikreisigen, undichten Gehäusen mit jeweils verschiedenen Innendrücken, der innere undichte Isolator - mit einem Überdruck und das äußere undichte Gehäuse mit Unterdruck. Dabei überführt der Abzugsventilator des äußeren undichten Gehäuses beim Drosseln der Prozessfenster das Abgasperoxid aus dem undichten Gehäuse nach außen. In das äußere undichte Gehäuse werden zusätzlich Ringdüsen mit heißer Sterilluft eingeführt, um die Flaschen und Düsen der Entkeimungsmischung für die Außen- und Innenbearbeitung der Flaschen sowie für die Desinfektion der Übertragungssterne zu erwärmen. Im inneren undichten Isolator sind Düsen der Entkeimungsmischung zur Dekontamination des Raumes, sowie Ring- (Schlitz-) Düsen zum Ausblasen von Flaschen und Verschlüssen mit heißer Sterilluft installiert.

Description

Die Erfindung betrifft Anlagen zum Abfüllen und Verschließen von Flaschen in einem Entkeimungsmedium.
In den ersten Anlagen wurden die Behälter zunächst in nicht-aseptischen Vorrichtungen gefüllt und verschlossen, und dann wurden die Formbehälter in einen „Reinraum“ umgesetzt, mit zumindest einer Abfüllmaschine und einer Verschließmaschine.
Dabei sorgt die „übliche“ aseptische Abfüllstraße für:

- Formen eines Behälters, beginnend mit einem Rohling aus thermoplastischem Material oder einer Vorform;
- chemische Sterilisation des Formbehälters oder der Vorform;
- Abfüllen und Verschließen eines gefüllten Behälters in einem Reinraum.

Ein „Reinraum“ ist ein kontrollierter Raum für Verunreinigungen, der alle Abfüllvorrichtungen enthält, einschließlich sowohl der Prozesszonen, in denen die Behälter effektiv gefüllt/ verschlossen werden, als auch der Hilfszonen, in denen die Mittel zur Umsetzung der Abfüll-/ Verschließmaschine arbeiten.
Der Hauptnachteil des „Reinraums“ ist daher sein beträchtliches Volumen, bei dem langwierige und teure Entkeimungsverfahren erforderlich sind. Es gibt auch einen signifikanten Verlust an Betriebsflüssigkeiten, beispielsweise Hygieneflüssigkeiten und steriler Luft, sowie Abnutzungserscheinungen, beispielsweise bei Luftfiltern zur Erzeugung eines Überdrucks in einem Reinraum, um das Eindringen von Schadstoffen von außen zu verhindern. Ein weiterer Nachteil der Verwendung eines „Reinraums“ ist mit Schwierigkeiten bei der Formatänderung, Wartung oder Einstellen von Maschinenkomponenten aufgrund des Verschmutzungsrisikos, das solche Vorgänge mit sich bringen, verbunden. Daher ist der Zugang zum „Reinraum“ durch den Betreiber auch besonders wichtig.
Die Entwicklung der aseptischen Technologie ist den Weg in Richtung der Verringerung der zu sterilisierenden Volumen gegangen.
Das moderne Konzept der aseptischen Abfüllstraße sieht daher vor:

- Sterilisation des Rohlings für den Behälter mit chemischen Mitteln oder eine Strahlensteril isation;
- „aseptisches“ Formen des Behälters, beginnend mit einem sterilisierten Rohling; Abfüllen und Verschließen eines gefüllten Behälters in einer sterilen Umgebung.

Man kennt eine aktive Sterilisationszone zum Abfüllen der Behälter (siehe US-Patent Nr. 9296600 B2 IPC B67C 3/00, 3/22, Veröffentlichung vom 29.03.2016), die das erste Modul enthält, das leere Behälter spült und sterilisiert und sterilisierte Behälter an das zweite Modul liefert, das mithilfe einer Elektronenstrahl-Sterilisationseinheit Behälter im Sterilisationskern füllt und verschließt.
Dieses System sieht eine Aufteilung der Abfüllanlage in Blöcke vor, d.h. die Sterilisation des Behälters findet in einem Block statt, die Sterilisation des Deckels in einem anderen, das Abfüllen und Verschließen in einem dritten. Die Desinfektion erfolgt durch Bestrahlung, schließt jedoch die Behandlung mit einer Sterilisationsmischung nicht aus. Dies an sich führt zu der Komplexität der Konstruktion, Wartung und Hermetisierung der Anlage.
Man kennt eine Abfüllanlage zum aseptischen Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen (siehe US-Patent Nr. 7404276 B2 IPC F16J 15/40, 15/42, Veröffentlichung vom 29. Juli 2008), die einen sterilen „Reinraum“ mit einer vorgegebenen Konzentration an Wasserstoffperoxid (H₂O₂) enthält, der durch eine Siphondichtung vom nicht sterilen Raum oder Bereich getrennt ist.
Das Wesentliche an dieser Anlage besteht darin, zwei verschiedene Räume zu trennen und abzudichten. Eine komplexe Flüssigkeitssperre und ein Faltenbalg werden verwendet, was zu einem hohen Herstellungsaufwand und hohen Herstellkosten sowie zu einer komplizierten Wartung führt.
Man kennt eine Vorrichtung zum sterilen Abfüllen der Flüssigkeiten in Flaschen (siehe US-Patentantrag 20090071104 A1 IPC A61L 2/22, B65B 55/10, B67C 7/00, Veröffentlichung vom 03.19.2009), die einen Sterilisator zum Sterilisieren einer Flasche mit Wasserstoffperoxid H₂O₂ und zum weiteren Entfernen des Wasserstoffperoxids mit steriler Luft enthält, es werden zusätzlich Vorrichtungen zum Abfüllen und Verschließen der Flaschen bereitgestellt, dabei wird eine Temperatur oberhalb des Taupunktes verwendet, um aufgrund thermisch erhöhter Reaktionsgeschwindigkeiten eine sehr schnelle Sterilisation zu gewährleisten.
Das Gerät sieht die Gasdichtigkeit des gesamten Systems einschließlich des Sterilisationstunnels vor. Dies wird durch eine komplexe Abdichtung erreicht. Darüber hinaus werden die Kammern, in denen der Behälter bearbeitet und abgefüllt wird, auch hermetisch voneinander getrennt. All dies verursacht Schwierigkeiten bei der Herstellung und Handhabung der Anlage.
Man kennt eine aseptische Abfüll- und Verschließmaschine (siehe JP-Patentanmeldung Nr. 198047944A IPC A61L 2/18, 2/20, B65B 55/04, 55/10, B67C 7/00, Veröffentlichung vom 29.03.2008), die einen dicht verschlossenes Behälter, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen der Sterilluft und eine Luftaustrittsdüse enthält, sowie einen Sterilisationsgasgenerator zum Einführen des Gases mit Sprühdüsen in den hermetisch abgeschlossenen Behälter.
Die Erfindung gehört zu einer klassischen Asepsis mit Trennung von Sterilisations- und Abfüllzonen. Eine Aufrechterhaltung der Dichtheit ist mit allen sich daraus ergebenden Schwierigkeiten bei Betrieb und Wartung erforderlich.
Man kennt ein System zur aseptischen Abfüllung von Verpackungen mit flüssigen Produkten (siehe US-Patentanmeldung 200440222224 A1 IPC B67C 7/00, Veröffentlichung vom 11.11.2004), das spezielle Maschinen und Anforderungen an sterile Lufträume bestehender aseptischer Abfüllsysteme ausschließt, es beinhaltet die Verwendung von Membranen oberhalb der Abfüllöffnung der Verpackung, die sterile Inhalte auch dann auffangen und aufbewahren kann, wenn sie in nicht sterilen Lufträumen transportiert werden.
Das System basiert auf speziellen flexiblen Membranen, die in die Flasche eingesetzt werden und die sterilisierende und sterile Umgebung im Behälter aufrechterhalten. Der unbestreitbare Vorteil dieser Anlage besteht darin, dass man übliche nichtaseptische Anlagen verwenden kann, es fallen jedoch zusätzliche Verbrauchsmaterialien an, die zu einer Verteuerung einer Produktionseinheit führen und dem Verbraucher beim Öffnen eines Getränks Unannehmlichkeiten bereiten, und wie die Praxis zeigt, sind Produkte mit Einsätzen nicht gefragt.
Man kennt ein System zum Sterilisieren der Flaschen mit einem gasförmigen Sterilisator (siehe US-Patent Nr. 9802726 B2 , IPC A61L 2/208, B65 B55 / 02, 55/10, 55/18, Veröffentlichung vom 31.10.2017), das eine Quelle eines gasförmigen Sterilisators enthält, die hydraulisch über bewegliche Injektorenmit den Flaschen verbunden sind, zu deren Dekontamination verdampftes Wasserstoffperoxid (H₂O₂) verwendet wird.
Die patentierte Anlage ist ein komplexes Rotationsgerät, da das Abfüllen mit einer Sterilisationsmischung und das Ausblasen gleichzeitig mit dem Durchlaufen der Flaschen durch das Karussell erfolgt. Dies verursacht zweifellos hohe Kosten und einen komplexen Herstellungsprozess. Während der Sterilisation wird das Injektionsgerät tief in die Flasche abgesenkt, was eine genaue Positionierung der Flasche unter dem Injektionsgerät erfordert. Sterilisation, das Ausblasen der Mischung befinden sich in verschiedenen Kammern, dabei erfordern die geschlossenen Kanäle zwischen den Kammern und der Massivkörper eine hochwertige Abdichtung der Anlage. Zur Aufbereitung der Sterilluft werden teure Filter eingesetzt.
Man kennt eine Vorrichtung zur Sterilisation (siehe US-Patent Nr. 4797255A IPC A61 L 2/20, B65B 55/10, Veröffentlichung vom 01.10.1989), welche die Erzeugung von Wasserstoffperoxid enthält, das mit Luft transportiert wird, die von der Temperatur her gleich oder über der Temperatur der Verdampfungsoberfläche eines zu sterilisierenden Objekts liegt.
Diese technische Lösung konzentriert sich speziell auf die Herstellung einer Mischung aus Wasserstoffperoxid und Luft und hat das Ziel, dessen Verbrauch zu reduzieren. Trotzdem ist eine Einbaumöglichkeit vorgesehen, bei der das Hauptaugenmerkmehr auf der Dekontamination des Behälters liegt. Die Injektionszone ist in einer separaten Kammer angeordnet und die Ausblaszone ist nicht von der Produktabfüllzone abgegrenzt. Außerdem wird nicht darauf geachtet, wie eine sterile oder sterilisierende Atmosphäre während des Abfüllens aufrechterhalten wird. Zur Desinfektion der Behälter wird zusätzlich UV-Licht verwendet. Anhand der Zeichnung und trotz des Mangels an Informationen in der Patentbeschreibung können wir den Schluss ziehen, dass eine solche Anlage eine hochwertige Abdichtung mit Belüftung erfordert.
Technisch und dem zu erzielenden Ergebnis nächstliegend ist eine Vorrichtung zum Sterilisieren und Befüllen von Verpackungsbehältern (siehe US-Patent Nr. 6351924 B1 IPC A61L 2/186, B65B 55/10, B67C 7/00, Veröffentlichung vom 05.03.2002), die während des Transports mit kontrollierter Synchronisation in der Verfahrenslinie durch verschiedene Verarbeitungsstationen einem Sterilisationsmittel ausgesetzt wird, welches dann ohne teuren „Reinraum“ und auf technisch einfache Weise mit steriler Heißluft entfernt wird.
Diese Lösung weist jedoch eine Reihe von wesentlichen technischen Nachteilen auf:

1. Der Förderer, auf dem sich die Flaschen bewegen, hat einen diskontinuierlichen Antrieb, für die Positionierung der Flasche unter der Desinfektionsstation muss die Anlage sehr präzise sein.
2. Die fehlende Sterilisation des Deckels, der Patentinhaber stellt jedoch klar: Bei Lieferung mit einem sterilen Verschluss (Anbringen eines sterilen Verschlusses am Verpackungsbehälter) wird bei dieser Anlage eine Versiegelungsplatte verwendet. Dies ist ein zusätzliches Verbrauchsmaterial, das beim Verbraucher nicht beliebt ist.
3. Es fehlt die Bearbeitung der Übertragungssterne mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂), dabei wird Flasche nicht am Hals festgehalten, sondern es wird eine besondere Konstruktion mit speziellen, nicht standardmäßigen Greifern verwendet, die mit Platten und Stiften für die individuelle Platzierung und Unterstützung jedes Behälters ausgestattet sind, dies verkompliziert die Konstruktion der Anlage und verteuert den Abfüllprozess. Eine Desinfektion der Greifer wird nicht durchgeführt.
4. Der Ablauf des „verbrauchten Peroxids“ erfolgt durch teilweises Absaugen aus der Flasche. Zu diesem Zweck hat jede Desinfektionsstation einen speziellen Ringspalt, durch den die verbrauchte Mischung aus der Flasche in einen speziellen Auslasskanal geleitet wird. Dies verkompliziert die Konstruktion jeder Dekontaminationsstation erheblich.
5. Die Beschreibung besagt, dass die Sterilisationsabfüllkammer ein „Rohr“ mit offenen Enden vorne und hinten darstellt. Im Rohr ist ein Überdruck, daher muss eine Belüftung von höherem auf niedrigeren Druck erfolgen, und die Kammer selbst muss völlig dicht sein, damit die Sterilisationsmischung nicht nach außen entweichen kann. Eine solche Lösung erfordert bestimmte Kosten für die Schaffung der Dichtheit.
6. Da der Förderer linear ist und eine Steigerung der Anlagenleistung durch Erhöhung der Anzahl der in einer Reihe angeordneten Bearbeitungsstationen erreicht wird (in der technischen Lösung sind es acht, d.h. es können acht Behälter gleichzeitig bearbeitet werden), führt dies zu einer Erhöhung der Installationskosten.
7. Die graphische Darstellung zeigt, dass die Flasche mit dem Hals nach oben eintritt und zur Verarbeitung, also zum Halter mit dem Hals nach unten. Daher ist eine zusätzliche Wendevorrichtung erforderlich, über die jedoch in den Patentmaterialien nichts gesagt wird.
8. Auch die Erfinder des Patents haben vorbehalten, dass das allgemeine Belüftungssystem nach üblichen, vorher bekannten Methoden ausgeführt wird, deren Blöcke sich oben auf der Abfüllanlage befinden. Außerdem muss ein sicheres Ein- und Auslaufen der Flaschen aus der Desinfektionsabfüllkammer erfolgen, ohne dass die Sterilisationsmischung aus der Abfüllanlage austritt, da die Anlage keinen Bypass hat.
9. Zusätzlich behalten sich die Ersteller der technischen Lösung vor, dass zur Erreichung dieser Desinfektionsmethode, und zwar der Zufuhr der Sterilisationsmischung unter erhöhtem Druck und dessen gleichzeitiger Entnahme durch den Belüftungskanal (gleiches gilt bei Luftspülung) der Behälter vorzugsweise die Form einer Flasche haben sollte, da die Verteilung der Gemischzulauf- / - ablaufströme nur in diesem Fall aufgrund geometrischer Merkmale wirksam ist.

Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, den Abfüllprozess zuverlässiger zu machen, zu vereinfachen und die Kosten zu senken, indem ein Wasserstoffperoxid-Sterilisator mit einer vernünftigen Struktur geschaffen wird, der die erforderliche hohe biologische Reinheit des in einem Entkeimungsmedium abgefüllten Getränks liefert.
Ein weiterer Vorteil der Lösung besteht in der Schaffung einer Getränkeabfüllanlage, in der die zu sterilisierenden Volumina und die für die Durchführung von Sterilisationsvorgängen erforderliche Zeit gegenüber bekannten Lösungen wesentlich reduziert sind.
Das technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die Getränke-Abfüllanlage einen Isolator enthält, dessen Innenraum aus einem Entkeimungsmischung besteht, die heiße Luft und zerstäubtes feines Wasserstoffperoxid, Peroxid-H₂O₂ enthält, dabei besteht die Anlage aus zweikreisigen undichten Gehäusen mit jeweils verschiedenen Innendrücken, der innere undichte Isolator - mit einem Überdruck, und das äußere undichte Gehäuse mit Unterdruck, dabei überführt der Abzugsventilator des äußeren undichten Gehäuses beim Drosseln der Prozessfenster das Abgasperoxid aus dem undichten Gehäuse nach außen, in das äußere undichte Gehäuse werden zusätzlich Ringdüsen mit heißer Sterilluft eingeführt, um die Flaschen und Düsen der Entkeimungsmischung für die Außen- und Innenbearbeitung der Flaschen sowie für die Desinfektion der Übertragungssterne zu erwärmen, und die Düse der Entkeimungsmischung zur Dekontamination des Raumes, Verschlüsse und auch Ring- (Schlitz-) Düsen zum Ausblasen von Flaschen und Verschlüssen mit heißer Sterilluft.
Das Wesentliche der Lösung ist, dass die Anlage zum Abfüllen auf zweikreisigen undichten Gehäusen implementiert ist: ein äußeres undichtes Gehäuse und ein innerer undichter Isolator, bestehend aus zwei Schutzkonturen mit zwei inneren Zonenräumen, die unter verschiedenen Innendrücken des Füllmediums stehen.
Darüber hinaus entsteht der Raum des inneren undichten Isolators durch den Überdruck der ständigen Anwesenheit einer Sterilisationsmischung aus heißer Luft und zerstäubtem feinem Wasserstoffperoxid, Peroxid - H₂O₂, die durch eine Ring-(Schlitz-) Düse eingespritzt wird.
Um die Sterilisationsmischung aus den Flaschen sowie von der Oberfläche der Deckel zu entfernen, wird ein gerichteter intensiver Heißluftstrom verwendet, dessen Sterilität durch Erwärmen auf eine Temperatur von 300 °C und anschließendes Abkühlen auf 70 bis 80 °C erreicht wird, dessen Ausstoß durch Ring- (Schlitz-) Düsen geleitet wird.
Zusätzlich wird Sterilität erreicht, indem eine Konzentration von H₂O₂-Peroxid in dem nicht dichten Isolator aufrechterhalten wird, um die Sterilität des Raums des Kreislaufs des undichten Isolators sicherzustellen.
Die Zirkulation der verbrauchten Sterilisationsmischung erfolgt durch die technologischen Fenster des Einlasses der Flaschen und Verschlüsse, des Auslasses des fertigen Produkts und des Ein- und Ausgangs des offenen Raums im Isolator der durchlässigen Sterne.
Im äußeren undichten Gehäuse wird ein niedriger Druck aufrechterhalten, indem die Geschwindigkeit der Lüftungshaube durch ein Signal von einem im Inneren des Gehäuses installierten Drucksensor eingestellt wird.
Dabei wird die Drosselung während der Inbetriebnahme durchgeführt, der Bereich wird ausgewählt, in dem der erforderliche Druck im Kreislauf des undichten Isolators aufrechterhalten wird, die Bedingungen für die erforderliche Durchflussmenge der Sterilisationsmischung werden geschaffen, wobei die Installation auf einer herkömmlichen Abfülllinie mit relativ kleinen und kostengünstigen Ausrüstungsmodifikationen erfolgt.
Der Vergleich der vorgeschlagenen Lösung mit den bekannten technischen Lösungen zeigt, dass es eine Reihe neuer wesentlicher Merkmale gibt, die zusammen mit den bereits bekannten Merkmalen das Ziel erfolgreich erreichen können.

1 zeigt die Getränke-Abfüllanlage.

Der Betrieb einer Zweikreis-Abfüllanlage erfolgt wie folgt.
Die Zweikreis-Abfüllungsanlage unterliegt im Gegensatz zu den „klassischen“ Anlagen keinen Einschränkungen hinsichtlich des Schutzes der Kreisläufe des inneren undichten Isolators 10 und des äußeren undichten Gehäuses 12 vor dem Eindringen von normaler Außenluft, und das Funktionsprinzip basiert auf dem freien Luftverkehr über technologischen Öffnungen (Fenster) 11 dieser Kreisläufe aufgrund von der im Innern erzeugten Druckdifferenz. Die Kreisläufe des inneren undichten Isolators 10 und des äußeren undichten Gehäuses 12 sind keine Hindernisse für das Eindringen des Mediums von außen, sondern Hindernisse für die Freisetzung des Sterilisationsmittels 3 rund um die Anlage. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal der vorgeschlagenen technischen Lösung gegenüber dem klassischen Verfahren ist die Verwendung eines Zweikreis-Abfüllsystems: Der Kreislauf des äußeren undichten Gehäuses 12 steht unter Unterdruck, der den Austritt des aggressiven Sterilisationsmittels 3 in den Raum um die Anlage blockiert.
Ein Merkmal der Anlagenkonstruktion besteht darin, dass die aseptische Abfüllung der Getränke in einem sterilen nicht dichten Isolator 10 erfolgt, während die Sterilität durch Aufrechterhaltung einer Konzentration einer Mischung aus heißer Luft und Wasserstoffperoxid - H₂O₂-Peroxid 3 im nicht dichten Isolator 10 erreicht wird, um die Sterilität sicherzustellen.
Die Abfüllanlage ist ein maximal geschlossener Raum mit Öffnungen für den Eintritt der leeren Flaschen 1 und Verschlüsse 15 und den Austritt des fertigen Produktes 17. Innerhalb der Abfüllanlage befindet sich ein steriler undichter Isolator 10, in den die Flaschen mit einem vorher pasteurisierten Getränk gefüllt werden, das über die Zuleitung für das sterilisierte Produkt 19 gefördert wird. Um einen normalen Betrieb zu gewährleisten, hält die Anlage mittels der Zwangsentlüftung 18 ein Vakuum gegenüber der Umgebung (-50-100 Pa) aufrecht. Der undichte Isolator 10 befindet sich innerhalb der Abfüllanlage und ist eine geschlossene Zone mit Öffnungen für den Eintritt der Flasche und des Deckels 11 und den Austritt des fertigen Produkts 17. In dem Isolator 10 wird ein Überdruck in Bezug auf die Umgebung (+100 Pa) aufrechterhalten, indem sterile Luft durch die Düsen 6, 7 und die Sterilisationsmischung (Düsen 3, 5) geblasen wird, wodurch die zur Aufrechterhaltung der Sterilität im undichten Isolator 10 erforderliche Peroxidkonzentration aufrechterhalten werden kann. Innerhalb der Abfüllanlage befinden sich Düsen zum Behandeln der zugeführten Flaschen 1, der Verschlüsse 15, des Sterns für die Zuführung der Flaschen in den undichten Isolator 10, und des Sterns für den Abtransport der Flaschen aus dem undichten Isolator 10. Alle Düsen liefern eine unter einem Druck von 3 bar und auf 70-80 °C erhitzte Sterilisationsmischung. Mit der Sterilisationsmischung werden die Flaschen 1 und die Verschlussdeckel 15 von außen und von innen allseitig behandelt, wodurch alle auf ihrer Oberfläche befindlichen Mikroorganismen abgetötet werden. Flaschen 1, Verschlussdeckel 15, die in den undichten Isolator 10 fallen, sowie die Antriebsmechanismen werden mit einer Sterilisationsmischung vorbehandelt und sind daher vollständig steril. Innerhalb des undichten Isolators 10 werden die ankommenden Flaschen 1 und Verschlussdeckel 15 (vorbehandelt mit einer Sterilisationsmischung) mit steriler Heißluft (70-80 °) unter einem Druck von 3 bar durch die Steril-Düsenkaskaden 6, 7, 8 ausgeblasen. Das Ausblasen der Flaschen mit steriler Luft wird durch die Düsenkaskade 6 durchgeführt, ab dem Eintritt der Flasche 1 in den undichten Isolator 10 bis zum Aufstellen der Flasche 1 unter dem Abfüllventil 9. Das Ausblasen der Verschlüsse 15 mit steriler Luft wird durch die Düsenkaskade 7 ab Eintritt in den undichten Isolator 10 bis zur Erfassung der Verschlusskappen 15 durch den Verschlusskopf 16 durchgeführt. Infolge des Ausblasens mit steriler Luft 6, 7, 8 wird der überwiegende Teil des an den Innenwänden der Flaschen 1 und Verschlüsse 15 befindlichen Peroxids durch den Luftstrom beseitigt, wobei sich die Peroxid-Reste unter dem Einfluss der hohen Temperaturen zersetzen. Damit erreicht man eine minimale Konzentration an Peroxid im fertigen Produkt 17 gemäß den Anforderungen der Lebensmittelsicherheit.
Der Betriebsprozess kann als Abfolge der folgenden Operationen dargestellt werden:

1. Die Sterilisationsmischung 3, 4, 5 füllt den undichten Isolator 10 und erzeugt einen Überdruck im Inneren (höher als der Luftdruck um die Anlage).
2. Aus dem undichten Isolator 10 gelangt die Sterilisationsmischung in den äußeren Kreislauf 12. Der Kreislauf 10 weist technologische Öffnungen 11 auf, über die der Druck versucht, sich dem Druck außerhalb des Kreislaufs anzugleichen, wodurch ein Mediumstrom aus dem undichten Isolator 10 nach außen zum Kreislauf des äußeren undichten Gehäuses 12 erzeugt wird. Die technologischen Öffnungen 11 werden durch Drosselung so eingestellt, dass der Überdruck immer konstant auf dem gewünschten Niveau gehalten wird.
3. Über die in der Anlage 12 installierte Lüftungshaube 18 wird das Luftgemisch aus dem äußeren Kreislauf 12 abgesaugt und in die Lüftungsanlage geleitet, die ihrerseits alles nach außerhalb der Räumlichkeit abführt. Die Lüftungsleistung wird geregelt, wodurch Sie die richtige Menge an Abluftstrom wählen und mit einem äußeren Kreislauf ein vorgegebenes Vakuum im Inneren des äußeren undichten Gehäuses 12 mit der Außenwand erzeugen können.
4. Da im äußeren Kreislauf des undichten Gehäuses 12 ein Unterdruck aufrecht gehalten wird, tritt die externe Luft 12 in den äußeren Kreislauf ein, der wiederum durch die Abzugshaube 18 aus dem äußeren Kreislauf des undichten Gehäuses 12 entfernt wird.
5. Durch die Abzugshaube 18 aus dem äußeren Kreislauf des undichten Gehäuses 12 wird die Strömungsstruktur der Sterilisationsmischung aus dem undichten Isolator 10 und der von außen in die Vorrichtung eintretenden Luft so realisiert, dass ein Eindringen der aggressiven Sterilisationsmischung in den Bereich um die Abfüllanlage verhindert wird, wodurch die Anlagenfahrer vor den schädlichen Wirkungen der Sterilisationsmischung geschützt sind.

Da der Unterdruck innerhalb des äußeren Kreislaufs des undichten Gehäuses 12 einen Austritt der Atmosphäre nach außen völlig ausschließt, gewährleistet dies einen Schutz gegen das Eindringen einer aggressiven Komponente, einer Sterilisationsmischung, insbesondere des N₂O₂-Peroxids, in den Außenraum des undichten Gehäuses 12 und in den Arbeitsbereich des Bedieners.
Darüber hinaus spiegeln die Testergebnisse zur Desinfektion und Abfüllung der Flaschen die Prüfzeichen der Prozessqualität wider, die ein wettbewerbsfähiges Endprodukt gewährleisten, dessen Konzentrationseinheit (Restperoxidgehalt) - ppm (parts per million) - ein Millionstel ist oder gleich 0,3 ppm, was unter dem allgemein anerkannten internationalen Standard liegt.
Technischer und wirtschaftlicher Vorteil der vorgeschlagenen technischen Lösungen sind die Zuverlässigkeit, die Vereinfachung und Verbilligung des Füllvorganges bei einer gewünschten hohen biologischen Reinheit des abgegebenen Getränkes, und dies bei Betrieb unter kontinuierlichen und im Wesentlichen aseptischen Bedingungen und bei der Implementierung wesentlichen wirtschaftlicheren und geringeren Betriebskosten bei gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung.
Bezugszeichenliste

1: Flaschenzufuhr;
2: Injektion der Sterilisationsmischung in die Flasche;
3: Injektion der Sterilisationsmischung in den undichten Isolator;
4: Injektion der Sterilisationsmischung zur Behandlung des Übertragungssternes;
5: Injektion der Sterilisationsmischung zur Behandlung der Verschlusskappen;
6: Bereich zum Ausblasen des Restperoxids aus den Flaschen mit heißer steriler Luft von 70-80 °C;
7: Bereich zum Ausblasen des Restperoxids aus den Verschlusskappen mit heißer steriler Luft von 70-80 °C;
8: Befüllen der Flasche mit heißer steriler Luft.
9: Ventile zum Abfüllen eines sterilisierten Produkts (in der Zeichnung nicht dargestellt);
10: Undichter innerer Isolator;
11: Prozessöffnungen (Fenster), Peroxid-Austritt;
12: Äußeres undichtes Gehäuse;
13: Getränkeabfüllbereich;
14: Flaschenverschlussbereich;
15: Eingang der Verschlusskappe;
16: Verschlussköpfe (in der Zeichnung nicht dargestellt);
17: Ausgang der fertigen Produkte;
18: Entlüftungshaube;
19: Zuleitung des sterilisierten Produkts;
20: Übertragungssterne.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9296600 B2 [0008]
US 7404276 B2 [0010]
US 20090071104 A1 [0012]
JP 198047944 A [0014]
US 200440222224 A1 [0016]
US 9802726 B2 [0018]
US 4797255 A [0020]
US 6351924 B1 [0022]

Claims

Getränke-Abfüllanlage mit Isolator, dessen Innenraum die Sterilisationsmischung aus heißer Luft und zerstäubtem feinem Wasserstoffperoxid, Peroxid-H₂O₂ enthält, wobei die Anlage aus zweikreisigen undichten Gehäusen mit jeweils verschiedenen Innendrücken besteht, der innere undichte Isolator - mit einem Überdruck, und das äußere undichte Gehäuse mit Unterdruck, dabei überführt der Abzugsventilator des äußeren undichten Gehäuses beim Drosseln der Prozessfenster das Abgasperoxid aus dem undichten Gehäuse nach außen, in das äußere undichte Gehäuse werden zusätzlich Ringdüsen mit heißer Sterilluft eingeführt, um die Flaschen und Düsen der Sterilisationsmischung für die Außen- und Innenbearbeitung der Flaschen sowie für die Desinfektion der Übertragungssterne zu erwärmen, und im inneren undichten Isolator sind Düsen der Sterilisationsmischung zur Dekontamination des Raumes, der Verschlüsse und auch der Ringdüsen zum Ausblasen der Flaschen und Verschlüssen mit heißer Sterilluft installiert.