DE1617967A1

DE1617967A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken steriler Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1617967A1
Application number: DE19671617967
Authority: DE
Inventors: Rausing Gad Anders; Alex Tuma
Original assignee: Tetra Pak International AB
Current assignee: Tetra Pak AB
Priority date: 1966-03-07
Filing date: 1967-02-28
Publication date: 1972-04-27
Also published as: US3486295A; GB1148645A; CH470999A; FR1512739A; SE313147B

Description

28. Pebruar 1967

TP 248

AB Tetra Pak, !,und (.Schweden) Babyholms AIlS

Verfahren und Vorrichtung zum Verpsekxn steriler PlÜBeigfceiten

Die Erfindung "faezielit sich auf ein Verfahren zum Verpacken steriler Substanzen und insbesondere steriler Flüssigkeiten in einem Behälter, -vorzugsweise einer Behältertype, die eine große öffnung aufweist.

Es besteht die Notwendigkeit zum Verpacken steriler flüssigkeiten, z.B. steriler Milch,in billigen Verpackungen, die zum Wegwerfen bestimmt sind. Es war bestimmt bereite . möglich, sterilisierte "!flüssigkeiten in beispielsweise Flaschen oder Büchsen zu verpacken, die durch ErwäraungB-einrichtungen oder Behandlung mit einem chemisch sterilisierenden Mttel sterilisiert wiirden, ehe sie gefüllt werden. Diese bekannten Verfahren und bekannten Verpackungsanlagen sind jedoch nicht zur Behandlung von Werkstoffen geeignet,

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die vergleicheweise gegen Erwärmung empfindlich sind, wie beispielsweise Papier, Kunststoff oder Kombinationen davon, da die bekannten Verfahren gewöhnlich nach dem Prinzip arbeiten, nach dea. die Substanzen zuerst in luftdichte Verpackungen verpackt und danach zusammen mit ihrer Verpackung auf Sterilisation&temperatur erhitzt werden. Verpackungen werden ebenfalle durch Versiegeln und Unterteilen von innen sterilen Rohren hergestellt, nachdem diese mit einer sterilen Substanz gefüllt wurden.

Bei Behältern, die nicht aus einem Rohr, sondern aus einem vorgefertigten Materialstück hergestellt sind, wurde festgestellt, daß es schwierig ist, die Behälter in rationeller Weiae vor der Einfüllung de» Inhaltes zu sterilisieren,, Dieses Problem wurde durch das erfindungegemäße Verfahren gelöst, dpa dadurch gekennzeichnet ist, daß ein vorgefertigter Verpackungsbehälter in eine Steriliaierungskanuuer eingeführt wird, die zur Aufnahme derartiger Behälter eingerichtet ist, daß die Kammer danach tait einer keimdichten Abdichtung versehen, wird, daß ein Sterilisierungsmittel in Gasoder Dampf form in die Kammer und durch die Kanuzier hindurch geleitet wird, r-n» dadurch die Kammer und die dazu gehörige Einrichtung sowie den in die Kammer eingesetzten Behälter zu sterilisieren; daß eine sterile Substanz duroh ein an der Kammer angebrachtes EinfUlltnund-

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Behälter eingeführt wird, nachdem die Kammer und der Behälter sterilisiert wurden, und daß der Behälter mit einer keimdichten Versiegelung bzw. Abdichtung versehen und aus der Kammer entnommen wird, die danach zur Aufnahme eines neuen, aufzufüllenden Behälters zur Verfügung steht.

Din das Verfahren gemäß der Erfindung durchführen zu können» ist eine Vorrichtung -vorgesehen, die durch eine keimdichte Kammer gekennzeichnet ist, die mit einem mit einem Speicher der sterilen Substanz verbundenen Einfüllmundstückjmit Apparaturen zur Zuführung des Sterilisierungamittels und zur Abführung des Sterilbierungsmittels , das durch die Kammer geströmt iat und mit einer Verschließeinrichtung zum Verschließen des oder der Behälter in der Kammer versehen ist_o

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, auf der

Pig. 1 zeigt, wie ein leerer Behälter in eine Sterilisationßkammer eingeführt wird,

Fig. 2 die Sterilisierung der Kammer und des Behälters, Fig. 3 die Füllung des Behälters, .

Fig. 4 das Verschließen des Behälters und schließlich Fig. 5 zeigt, wie die Verpackung aus der Sterilisierungskammer herausgenommen und abschließend versiegelt wird.

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Die Sterilisierungskammer 1, die in den Figuren 1-5 dargestellt ist, besteht nach der dargestellten Auebildung aus einer am Boden geöffneten Kammer 16, in die eine zur Einführung des Sterilisierungsmittel dienend« Eingehe«· leitung 6,eine Ausgangsleitung 12, ein Einfüllmundstück: 10, ein Vakuumrohr 11 und die Yerecheneinrichtung 14 zum Verschließen der vollen Behälter eingelassen sind. Sie Leitungen 6 und 12 sind beide mit Absperrorganen 8 und 13 versehen, durch die der Sterilisierungsmittelstrom reguliert werden kann.

Die Sterilisierungskammer kann durch einen Boden 3 mit Hilfe einer Stange 4- verschlossen werden, die in irgendeine von zwei Positionen bewegbar ist. Der Boden 3 ist auf die öffnung der Kammer 16 gebracht und gegen die Dichtung 5 gepreßt. Der Boden 3, der in einerder Stellungen als Endwand der Sterilisierungskammer -1 wirkt, ist derart angeordnet, daß er als Plattform für den Behälter 2 dient, der sterilisiert und gefüllt wird.

Die verschiedenen Stufen der Sterilisierungs- und Verpaokungsvorgänge sind in den Figuren 1-5 dargestellt. Fig. 1 zeigt einen leeren, vorgefertigten Verpackungsbehälter, der in der erficdungsgemäßen Ausbildung als kunststoffüberzogener Papier- oder Kartonbehälter eines Typus ausgebildet^ sein sollte, der durch zleharmonikaartiges Falten des

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oberen Randteiles des Behälters verschlossen wird. Der Behälter 2 1st auf dem Boden 3 angeordnet und mit der Stange 4 in die Sterilisationskammer 1 gedrückt·

Sobald der Boden das untere Ende der Sterilisierungskammer 1 erreicht hat, wird eine keia.fre.ie Abdichtung durch eine Dichtungsmuffe 5 zwischen dem unteren !Teil der' Stcrilisierungskamraer 1 und dem Boden 3 hergestellte

Während der gesamten beschriebenen Reihen-folge werden Absperrorgane 8 und 13 sowie das Füllrohr 10 und das Vakuuiarohr 11 verschlossen gehalten.

Wenn die SteriliBierungskamraer 1 verschlossen ist, d.h_e wenn die in Fig« 2 dargestellte Stellung erreicht ist, werden die Absperrorgane 8 und 13 geöffnete Durch die leitung 9, die mit einem Speicher des Stsrilisierungsmittele oder einer das Sterilisierungsmittel, in diesem Fall Dampf, erzeugenden Einrichtung verbunden ist, strömt der auf Sterilisierungstemperatur erhitzte Dampf in die Sterilisierungskammer 1 ein. TJm die Sterilisierungskammer 1 und die Einrichtung darin sowie den Behälter 2 in der wirksamsten Weise wie nur möglich zu sterilisieren, kann das Eingangsmundstück 7 derart konstruiert" sein, daß die Behälterinnenseite eine unmittelbare Dampfzuführung durch eine separate Zuführungsleitung hat und daher die Innenseite

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und Außenseite des Behältere 2 gleichzeitig behandelt werden können, wenn der Rest der Starilislerungskanmer sterilisiert wird·

Die Dampftemperatur während der Versuche betrug 150⁰O (300⁰P) und die Effektiv se it betrug annähernd 5 Sekunden.

Das Absperrorgan 13 ist während der Zeit getf fnet, in der Dampf hindurchfließt,, damit dieser die Sterilisierungskammer verlassen kann·

« Wenn die SterilisierungskaBsaer-..-*!. ml t ihres Inhalt sterilisiert ist, werden die Absperrcrgane 8 und 13 verschlossene Das Absperrorgan 13 wird verschlossen, um das Zurücksawgen van verunreinigter luft in die leitung zu verhindern, da der Dampf in der Sterilislerungskammer kondensiert und deshalb ein niedrigerer Druck in der Eammer herrscht» Das Absperrorgan 13 kann ggfo etwas später als das Absperrorgan 8 geschlossen werden, aber

daß .

nicht später als/äer Druck in der Ster-ilisierungskammer so sehr vermindert i«t, daß dar Innerj- und Außendruck gleich sindο

Fm zu ermöglichen, daß die Steriligierungskammer rasch auf Sterilisierungstemperatur erhitzt v/irü, kann das Absperrorgaxi 13 uaoh dea Absperrorgan 8 geöffnet werden.

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Wenn der eintretende Dampf eine ausreichend hohe !Temperatur aufweist, kann die Sterilisierungstemperatur in der Sterilisierungskammer erreicht werden, ohne daß Dampf

während der gesamten Zeit,in der das Absperrorgan 8 geöifnet ist_t abgeführt wird„Dies ist selbstverständlich bezüglich der DampfÖkonomie vorzuziehen.

Sofern erwünscht, können Teile dee Dampfes im Behälter, bevor er kondensiert, durch die Vakuumleitung 11, die mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, abgesaugt werden«

Diese Dampfevakuierung vermindert zuverlässig die Quantität des Kondensate im Behälter, da jedoch diese Quantität sehr klein ist, dürfte dies keine Bedeutung haben Sollte das Sterilisierungsmittel jedoch ein chemisch sterilisierendes Gas, z<,B_o Äthylendioxyd, sein, kann es nötig werden, das (Jas zu 'evakuieren und dieses eventuell durch sterilisierte Luft vor dem Einfüllgang zu ersetzen.

Pig. 3 zeigt, wie der sterilisierte Behälter 2 durch das Einfüllmundstück 10, das mit einem Speicherbehälter für die Substanz verbunden ist, mit steriler Substanz gefüllt wird., Um Spritzen und Schäumen zu verhindern, sollte das Füllmundstück 10 zurückziehbar ausgebildet· sein, so daß dieses beim Beginn des Einfüllvorgange ausreichend in den Behälter hineinreicht und dann während dec? Einiüllens

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•allmählich mit der Öffnung unterhalb der Oberfläche dee Inhalts angehoben wird, so daß es nach der Beendigung des Einfüllens eine Stellung oberhalb des oberen Randes des Behältern 2 erreicht höben kann,

Nach der Beendigung des Einfüllvorganges wird der Behälter durch eine Einrichtung 14 verschlossen * die ein Paar von Anschlagpreesaufsätsen aufweist„

Dae Verschließen, das BelbstverstäEölich auf verschiedene Weise bewirkt werfteη kann, sollte derart mechanisch fest erfolgen, daß ^r^lcht gedxfnet wird, wenn die Verpackung aus der cSterilipierungskammer 1 in der ic Pig₉ 5 dargestellten Weise entnommen wird. lie Enteahme des verschlossenen Behälters 2 aus der Sterilisierungekammer 1 wird durch die Stange 4 bewirkt, die nach tbwärte verschoben wird.

Die Sterilität der Sterilisierungtkaminer 1 sowie der Außenseite des Behälters 2 geht natürlich verloren, wenn die SteriliBierungakammer 1 geöffnet wird, aber infolge des Verschlitoees des Behälters 2,der >eJ.ad.lcht istj sind die Innenseite das Behälters 2 und der Inhalt vor Verunreinigungen geschützt. IJm eine dauerhafte Versiegel.rag zu erhalten, ist es am besten, der-. Behälter mit Eilfe eints Paares von außerhalb der Sterilisiernngskanmer b^featigten Versiegelungsblöcken 15 heiß au versiegeln bzw«, zu verschweißen, wenn

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der Behälter 2 aus der Sterilisierungskammer 1 entnommen . ist.

Die endgültige Verpackung wird von dem Boden 3 abgenommen, auf dem anschließend ein neuer, leerer Behälter 2 aufgeeetet

und in die Sterilisierungskananer 1 eingeführt wird, worauf der gesamte Operationskreislauf wiederholt Wird·

Selbstverständlich ist es möglich, das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung: des Verfahrens in Rahmen der der Erfindung zugrunde liegenden Idee zu modifizieren·

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Die Sterilisierung3kaiBmer\kanii daher vorteilhafterweiee' so groß konstruiert sein, daß eine Anzahl von Behältern zur gleichen Zeit behandelt werden kann und außerdem,wie bereits früher beschrieben, ist es nicht erforderlich_r Dampf, entweder trockenen oder überhitzten, als Sterilisierungsmittel zu benutzen; es ist aber möglich» von einer Anzahl anderer auf Sterilisierungstemperatur erhitzter Wärmeträger Gebrauch zu machen und ebenso chemisch sterilisierende Gase oder Dämpfe zu benutzen. Das Verfahren kann ferner selbstverständlich auch bei anderen aiß den Verpackungsbehältertypen angewendet werden, die aua kunststoffüberzogenem iapier oder Kartonpappe bestehen, selbst wenn das Verfahren für diese Behaltertypen besonders geeignet ist- de e« früher nicht möglich war, diese durch bekannte ^erfahren ku nt-arilißieren und

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zu füllen· Uta die Behandlungszeit während der Sterilisierung zu vermindern, ist es am tosten, wenn der Behälter eine beträchtlich große öffnung aufweist, die die Wirksamkeit des Dampf ströme unterstützt; andererseits kann der Verpackungsbehälter irgendeine Form aufweisen.

Das Verfahren hat eich als einfach und zuverlässig und verhältnismäßig billig erwiesen, wenn es mit der dargestellten Vorrichtung durchgeführt wird, da die Menge dee bei der Sterisilierung verbrauchten Dampfes gering und der Sterilisierungvorgang schnell und wirksam ist·

- Batentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1, Verfahren zur Verpackung steriler Flüssigkeiten in Verpackungsbehälter, insbesondere solchen mit einer weiten Öffnung, dadurch geterazeichnet, daß ein vorgefertigter Verpackungsbehälter in eine Sterilisierungskararaer eingeführt wird, die zur Aufnahme solch eines Behälters eingerichtet ist, daß die Kammer danach keimdicht abgedichtet wird, daß ein Sterilisierungsmittel in Gas- oder Dampf form veranlaßt wird, in die Kammer und durch die Kammer zu strömen, um die Kammer und die dazugehörige Einrichtung sowie den in die Kammer eingesetzten Behälter zu sterilisieren, daß eine sterile Substanz durch ein an der Kammer angebrachtes Kundstück in den Behälter eingeführt wird_s nachdem die Kammer und der Behälter sterilisiert wurden und daß der Behälter schließlich keimdicht verschlossen und aus der Kammer entfernt wird, die daraufhin zur Aulaahme eines neuen,aufzufüllenden Behälters zur Verfugung steht«

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mindestens teilweise unmittelbar vor dem Püllvorgang evakuiert wird, uns den überwiegenden Teil des in der Kammer befindlichen SterlltBierungsmittels au entfernen.

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3. Verfahren nach, Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sterilisierungsmittel Dampf verwendet wird,

4« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß des Sterilisierungsmittels in der Kammer derart gewählt ist, daß der Partialdruck des in der Kammer verbleibenden Sauerstoffs niedriger als 0,2 at "beträgt.

5« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelung der Verpackung in zwei Stufen aufgeteilt wird, nämlich in eine keimdichte Verschließung, die durch eine in der Sterilisierungskammer befestigte Einrichtung durchgeführt wird, und durch Versiegeln, das durch eine außerhalb der Sterilisierungskammer "befestigte Versiegelungseinrichtung erfolgt«

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Pälle, bei denen die Sterilisierungsmittel aus einem kondenaierbaren, auf Störiliaierungstomperatur erhitzten Wärmeträger, z_e-B. Dampf,bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitung der Sterilisierungi kammer nach der SteriliBierungebehaüdlung durch den Sterilisierungsmittelfluß aber vor dem Einfüllvorgang beschlossen wird, um die γ/iederverunreinigung der

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bereits sterilisierten Kammer und des Behälters duroll Einsaugen von verunreinigter Außenluft durch die Auegangsleitung zu verhindern, das eich infolge der durch die Kondensation des Sterilisierungsmittel bewirkten Druckverminderung in der Steriliaierungakammer ergibt·

7„ Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine keimdichte Kammer, die mit einem Einfüllmundstück versehen ist, das an einem Speicher der sterilen Substanz angeschlossen ist, mit Armaturen zur Zuführung des SteriIisierungomittels und zur Abführung des durch die Kammer geströmten Sterilisierungsmittel und mit einer Verschließeinrichtung zum Verschließen dea oder der Behälter innerhalb der Kammer«

β» Vorrichtung nach Anspruch 5, 'dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammerwand, insbesondere die Bodenwand, derart konstruiert ist, daß sie von der Kammer trennbar ist und dadurch eins Öffnung freigibt, durch die der Behälter in die Kammer ein- und aus dieser ausgeführt werden kann,,

9ο Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche in der Kammer befindlichen in Berührung

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mit dem Behälter gelangenden Bestandteile mit einem Mittel übersogen sind, das Anhaften (Adhäsion) verhindert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadruch gekennzeichnet, daß die freie, bewegbare Bodenwand der Sterilisierungskammer derart konstruiert ist, daß sie den Verpackungsbehälter trägt, und daß Bewegungaorgane verwendet sind, die zur Bewegung der Bedenwand zwischen der ersten und zweiten dazu bezogenen Stellung bewegen, ura den Behälter in die Sterilisierungekammer ein- und herauszuführen»

ll_e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierimgökammer derart konstruiert ist, daß sie eine Anzahl -von Verpackungsbehältern aufzunehmen vermag, und daß getrennte Einfttllmundstücke und VerschluSeinrichtungea für jeden der oben genannten Behälter vorgesehen sind.

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