DE1104658B - Verfahren und Vorrichtung zum sterilen Verpacken von sterilem Verbrauchsgut - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum sterilen Verpacken von sterilem Verbrauchsgut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sterilen Verpacken von sterilem Verbrauchsgut, bei welchem eine biegsame Bahn in eine Abfüll- und Verpackungsmaschine geführt, hier zu einem Tubus geformt, dieser mit dem zu verpackenden Gut teilweise gefüllt und durch Zusammendrücken quer zu seiner Längsrichtung zu geschlossenen Behältern geformt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des geformten Tubus an einer zwischen eingefülltem Gut und Tubusöffnung beendlichen Stelle durch Wärmeeinwirkung sterilisiert wird.
• Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von leeren Beuteln, die aus einem laufend geformten Schlauch durch Querschweißungen gebildet werden, in das Innere des geformten Schlauches erhitzte Luft einzublasen, um ein Zusammenfallen des Schlauches beim Durchziehen durch ein Kühlbad zu verhindern.
• Gleichzeitig soll diese Erhitzung eine Sterilisation der Schlauchinnenseite bewirken. Ein so erzeugter Beutel ist im leeren Zustand in seinem Inneren steril; zum Füllen muß aber ein Loch in die Beutelwand gemacht werden. Die vorher erreichte Sterilität wird damit aber hinfällig, weil das Schlauchinnere in Berührung mit keimhaltiger Luft bzw. keimhaltigen Oberflächen der benötigten Öffnungs- und Füllorgane in Berührung kommt. Die Sterilität kölmte nur gewahrt werden, wenn das Öffnen eines verschlossenen leeren Beutels und sein Füllen und Wiederverschließen in steriler Atmosphäre - z. B. im Inneren eines unter Überdruck stehenden, im wesentlichen ,eschlossenen sterilen Raumes - durchgeführt würde, wie dies an sich aus einem anderen Vorschlag bekannt ist. Hier werden zwei mit Kunststoff beschichtete Materialstreifen aus Papier od. dgl. vor ihrer Vereinigung zu einem Schlauch zwecks Sterilisierung der Einwirkung ultravioletter Strahlen ausgesetzt. Ganz abgesehen davon, daß ultraviolette Strahlung keine sichere Sterilisierung herbeiführen kann, sondern im Gegenteil gewisse Sporen aktiviert, muß auch hier zwecks Füllung der Schlauch nachträglich wieder aufgeschlitzt werden, womit ebenfalls eine Öffnung entsteht, durch welche das Schlauchinnere mit dem umgebenden Luftraum in Berührung kommt. Es ist denn auch vorgesehen, die ganze Vorrichtung innerhalb eines im wesentlichen geschlossenen Kastens anzuordnen, welcher eine unter ueberdruck stehende sterile Atmosphäre aufweist.
• Auch eine oberhalb der aufgeschl itzten Schlauchstelle angeordnete Ultraviolettlampe kann aus den erwähnten Gründen die Aufrechterhaltung einer solchen sterilen Atmosphäre nicht überflüssig machen.
• Demgegenüber fällt bei der Erfindung gerade das Arbeiten in einer sterilen äußeren Atmosphäre sowie eine vorgängig dem Formen des Tubus stattfindende Sterilisierung des bandförmigen Verpackungsmaterials weg, womit sich das ganze Verfahren außerordentlich vereinfacht. Durch Sterilisierung der Innenseite des Tubus an einer oberhalb des eingefüllten Gutes befindlichen Stelle werden alle allfällig auf der Innenseite des Tubus befindlichen Keime vernichtet, bevor sie mit dem zu verpackenden Gut in Berührung kommen. Wird ferner dafür Sorge getragen, daß keine Keime durch den Luftraum im Inneren des Tubus zum eingefüllten Gut vordringen, sind der Innenraum der jeweils in Formung begriffenen Packung und das eingefüllte sterile Gut vor jeder Nachinfektion geschützt. Diese Forderung wird in den meisten Fällen auf einfachste Weise dadurch erfüllt, daß die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigte Heizeinrichtung in der Lage ist, dank geeigneter Ausbildung im Tubusinneren an der Heizeinrichtung vorbeistreichende Keime ebenfalls zu vernichten. Andernfalls kann auch auf später beschriebene Weise sterile Luft an einer unterhalb der Tubusöffnung liegenden Stelle in das Tubusinnere eingeführt werden, welche aus dem Tubus durch die Tubusöffnung entweicht und so Keime am Eindringen in das Tubusinnere verhindert.
• Die zu sterilisierende Innenseite des Tubus kann zweckmäßig durch Wärmestrahlung oder mit Hilfe eines gas- oder dampfförmigen Wärmeträgers erhitzt werden. Zur Schonung des Verpackungsmaterials empfiehlt es sich, die Außenseite des Tubus während der Erhitzung gleichzeitig zu kühlen. Dies kann vorteilhaft so erfolgen, daß die Außenseite des Tubus durch Beaufschlagen mit einem gas- oder dampfförmigen Kühlmittel oder durch Aufspritzen eines flüssigen Kühlmittels gekühlt wird.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens, welche Etorrichtung Formorgane zum Formen des Tubus aus einer zugeführten biegsamen Bahn, ferner ein in Abiüllverhindung mit dem geformten Tubus stdeudes Zufürrohr für das abzufüllende Gut und weiter Preßorgane zum Zusammendrüclsen des gefiillten Tubusteils aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist geliennzeichnet durch eine im freien Inneren des Tubus oberhalb des eingefüllten Gutes angeordnete Heizeinrichtung zur Erhitzung der Tubusinnenseite auf Sterilisationstemperatur.
• Die Heizeinrichtung kann vorteilhaft als elektrisch beheizter Strahler ausgebildet sein oder eine Blasvorrichtung aufweisen, mit deren Hilfe ein gas- oder dampfförmiger Wärmeträger auf die zu erhitzende Innenseite des Tubus gerichtet werden kann. Ein als Heizeinrichtung dienender Strahler kann zweckmäßig eine durch die Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildet Strahlungsfläche aufweisen, welche koaxial zur Tubusachse angeordnet ist. Vorteilhaft kann das Zuiührrohr fiir das abzufüllende Gut die Heizeinrichtung lurchsetzen. Schließlidi kann zweckmäßig eine Kühlvorrichtung mit Älitteln zum Beaufschlagen der Tubusaußenseite mit einem Kiihlmittel vorgesehen sein.
• Die Erfindung und weitere mit ihr zusammenhängende t¢erkmale sind nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Abfüll- und Verpacliungsmaschine, Fig. 2 im Detail und im vergrößerten maßstab die Aiiordnung der in Fig. 1 gezeichneten Heizeinrichtung und Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Heizeinrichtung.
• Die in Fig. 1 gezeichnete Abfüll- und Verpackungsmaschine weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einem trägerartigen Aufsatz 2 versehen ist. Ein zylindrischer Formdorn 3 ist mit Hilfe des Trägers 4 am Aufsatz 2 befestigt. Die laufend von einer nicht gezeichnetzen Rolle abgezogene und der Verpackungsmaschine zugeführte Bahn 5 besteht aus einseitig mit einem Kunststoff - z. B. Polyäthylen - beschich teten Papier und wird derart auf den Formdorn 3 geführt, daß sich ein Tubus 5' bildet, und zwar liegt die Bahn 5 mit ihrer beschichteten Seite auf dem Formdorn auf. Die Seitenkanten der Bahn 5 überlappen sich und bilden Äiantdlinien des geformten Tubus.
• Ein am Träger 6 befestigter Heizschuh 7 liegt unter Druck auf der üherlappten Partie der Bahn 5 auf und 1lesvirkt durch Erwärmen des EQunststoffbelages ein Zusammenkleben. Auf der Innenseite des geformten Tubus ist die überlappte Partie im Bereich des Heizschuhes 7 mit Hilfe einer drehbar am unteren Ende des Formdorns 3 angeordneten Rolle 9 abgestützt.
• Der Heizschuh 7 ist elektrisch beheizt.
• Im Inneren des Gehäuses 1 sind zum Zusammendrücken des Tubus 5' dienende Preßorgane angeordnet. Diese sind als elektrisch beheizte Preßbackenpaare 10 und 11 ausgebildet. welche auf den in sich geschlossenen Ketten 12 und 13 befestigt sind und im Betrieb der Einrichtung mit diesen umlaufen. Die Ketten 12 und 13 laufen über die Führungsräder 14 und 15 bzw. 16 und 17, von denen die Räder 14 und 17 durch nicht gezeichnete Antriebsmittel in Richtung der Pfeile 18 bzw. 19 in Drehung versetzt werden können. Weitere, nicht gezeichnete Preßbackenpaare arbeiten senkrecht zur Zeichenebene, derart, daß der laufend nach unten geführte Tubus abwechselnd in zwei zueinander senkrechten Richtungen zusammengedrückt wird. Die Bewegung der jeweils in Arbeitsstellung befindlichen Preßbacken bewirkt einen Transport der Bahn 5 und des Tubus 5' nach unten. Durch das Zusammendrücken mit Hilfe der beheizten Preßbacken wird der Tubus 5' in geschlossene Behälter 20 abgeteilt. Das abzufüllende Gut, z. B. auf hier nicht näher geschilderte Weise entkeimte Älildi, wird der Einrichtung durch das Rohr 21 zugeführt. Dieses ragt durch das Innere des Formdorns 3 nach unten in den geformten Tubus 5'. Die Zufuhr von Milch wird derart eingestellt, daß sich im Inneren des Tuhus ein ungefähr auf gleicher Höhe verbleibender Flüssigkeitsspiegel 22 bildet.
• Im Inneren des geformten Tubus 5' ist oberhalb des eingefüllten Gutes eine Heizeinrichtung 23 angeordnet. Diese ist gemäß Fig. 2 als Zylinder mit kreisringförmigem Querschnitt ausgebildet. Im Inneren des durch die Blediwände 24 gebildeten Hohlraumes der Heizeinrichtung ist ein elektrisch beheizter Heizdraht 26 angeordnet. Die elektrischen Zuführungsleitungen 27 und 28 sind durch das Innere des Tubus 5' nach oben geführt und an eine nicht gezeichnete Stromquelle angeschlossen. Die Heizeinrichtung ist durch Streben 29 am Milcheinfüllrohr 21 befestigt und koaxial zu diesem und zum Tubus 5' angeordnet. Bei eingeschaltetem elektrischem Strom wird die Blechwand 24 erhitzt und wirkt als Wärmestrahler.
• Im Bereich der Heizeinrichtung 23 ist der Tubus 5' ron einem ringförmigen Kanal 30 (Fig. 1) umschlossen, der über das Rohr 31 mit einer nicht gezeichneten Quelle eines Kühlinittels, z.B. Isühlluft oder Kühlwasser, in Verbindung steht. In der dem Tubus 5' zugekehrten Wand 32 befinden sich Öffnungen 33, durch welche das unter Druck über die Leitung 31 in den Hohlraum 30 geführte Kühlmittel auf die Tubusaußenseite geführt werden kann. Wird als Kühlmittel eine Kühlflüssigkeit, z. ß. Kühlwasser, verwendet, sind unterhalb der geschilderten Rühlvorrichtung zweckmäßig Auffangsmittel für das ablaufende Kühlwasser vorgesehen, z.B. der in der Zeichnung dargestellte Auffangtrog 34.
• Im Betrieb der geschilderten Einrichtung wird hei vorerst ausgeschalteter Milchzufuhr aus der Bahn 5 der Tubus 5' geformt und dieser durch Zusammendrücken mit Hilfe der Preßbalken 10 und 11 zu vor läufig leeren Behältern geformt. Hierbei wird gleichzeitig die Heizeinrichtung 23 eingeschaltet und im Bereich derselben die Tubusaußenseite mit dem durch die Leitung 31 zugeführten Kühlfluidum beaufschlagt. Unter dem Einfluß der Wärmestrahlung der Heizeinrichtung wird die Tubusinnenseite auf Sterilisationstemperatur, z. B. 3000 C, erhitzt und so auf ihr befindliche Keime mit Sicherheit vernichtet. Dank der gleichzeitig erfolgenden Kühlung der Tubusaußenseite ergibt sich keine schädliche Veränderung des Tubusmaterials. Ferner wird bei immer noch abgeschalteter Milchzufuhr durch die Leitung 21 vor übergehend aus einer nicht gezeichneten Quelle überhitzter Wasserdampf oder ein anderer geeigneter Wärmeträger durch das Rohr 21 geführt und so durch Erhitzen der Rohraußenseite und Rohrinnenseite auf eine Temperatur von beispielsweise 3000 C das Rohr 21 sterilisiert. Hiermit werden gleichzeitig allfällig im Luftraum im Inneren des Tubus befindliche Keime nach oben durch das offene Tubusende transportiert.
• Hierauf wird die Zufuhr des Wärmeträgers in das Rohr 21 unterbrochen. Durch das Rohr 21 wird sterile Milch in das Innere des Tubus bis zur Höhe des Spiegels 22 eingeführt. Allfällig von oben aus der Atmosphäre in das Tubusinnere eindringende Keime werden in der Regel durch die ebenfalls den Luftraum erhitzende Heizeinrichtung 23 vernichtet und so dafür gesorgt, daß keine Keime mit dem zu verpackenden Gut in Berührung kommen. Es wäre aber auch möglich, koaxial zum Einfüllrohr ein weiteres Rohr 46 (Fig. 2) anzuordnen, das oberhalb des eingefüllten Gutes in das Tubusinnere ausmündet. Durch das Rohr 46 kann im Betrieb der Einrichtung dauernd sterile Luft oder ein anderes gasförmiges steriles Medium in das Innere des geformten Tubus geführt werden. Die sterile Luft strömt hierbei nach oben durch den zwischen der Heizeinrichtung und der Tubusinnenseite verbleibenden freien ouerschnitt und verhindert das Vordringen von Keimen aus der Atmosphäre bis zum eingefüllten Gut.
• Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Heizeinrichtung, bei welcher die Innenseite des Tubus mit Hilfe eines gas- oder dampfförmigen Wärmeträgers erhitzt wird. Im Inneren des geformten Tubus 5' befindet sich ein durch die Blechwand 41 gebildeter ringförmiger Hohlraum 42, der über die Leitung43 mit einer nicht gezeichneten Wärmeträgerquelle, z. B. überhitzter Wasserdampf, in Verbindung steht. Die der Innenseite des Tubus zugekehrte Blechwand ist mit Öffnungen 44 versehen. Der aus den Öffnungen 44 austretende Wärmeträger beaufschlagt die Innenseite des Tubus 5' und bewirkt so eine Sterilisierung durch Wärmeeinwirkung. Als Wärmeträger kann z. B. überhitzter Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 3500 C verwendet werden. Die Außenseite des Tubus 5' kann auf die im Zusammenhang mit Fig. 1 geschilderte Weise gekühlt werden.
• Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann zur Bildung des Tubus bzw. der Behälter auch ein anderes bahnförmiges Material als mit Kunststoff beschichtetes Papier verwendet werden, z. B. eine biegsame Bahn aus Kunststoff oder Metallfolie. Das geschilderte Verfahren eignet sich auch zum Verpacken von festem Gut. Schließlich wäre auch eine mittels induktiver Erhitzung der Tubusinnenseite arbeitende Heizeinrichtung möglich.
• PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum sterilen Verpacken von sterilem Verbrauchsgut, bei welchem eine biegsame Bahn in eine Abfüll- und Verpackungsmaschine geführt, hier zu einem Tubus geformt, dieser mit dem zu verpackenden Gut teilweise gefüllt und durch Zusammendrücken quer zu seiner Längsrichtung zu geschlossenen Behältern geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des geformten Tubus an einer zwischen eingefülltem Gut und Tubusöffnung befindlichen Stelle durch Wärmeeinwirkung sterilisiert wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sterilisierende Innenseite des Tubus durch Wärmestrahlung erhitzt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sterilisierende Innenseite des Tubus mit Hilfe eines gas- oder dampfförmigen Wärmeträgers erhitzt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Tubus während der Erhitzung der Innenseite gleichzeitig gekühlt wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlende Außenseite des Tubus durch Kontakt mit einem Wärme aufnehmenden Mittel gekühlt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Tubus durch Beaufschlagen mit einem gas- oder dampfförmigen Kühlmittel gekühlt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Tubus durch Aufspritzen eines flüssigen Kühlmittels gekühlt wird.

   8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, welche Vorrichtung Formorgane zum Formen des Tubus aus einer zugeführten biegsamen Bahn, ferner ein in Abfüllverbindung mit dem geformten Tubus stehendes Zuführrohr für das abzufüllende Gut und weiter Preßorgane zum Zusammendrücken des gefüllten Tubus aufweist, gekennzeichnet durch eine im Inneren des Tubus oberhalb des eingefüllten Gutes angeordnete Heizeinrichtung zur Erhitzung der Tubusinnenseite auf Sterilisationstemperatur.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung als elektrisch beheizter Strahler ausgebildet ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Blasvorrichtung aufweist, mit deren Hilfe ein gas-oder dampfförmiger Wärmeträger auf die zu erhitzende Innenseite des Tubus gerichtet werden kann.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler eine durch die Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildete Strahlungsfläche aufweist, welche koaxial zur Tubusachse angeordnet ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr für das abzufüllende Gut die Heizeinrichtung durchsetzt.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung Mittel zum Beaufschlagen der Tubusaußenseite mit einem Kühlmittel aufweist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 773 285; britische Patentschrift Nr. 715 702.