DE1934363A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehaeltern - Google Patents

Description

. van w Franz Lederer

SNiAN

München, 7. Juli 1969 Anmelder: UNILEVER N.V., Museumpark 1, Rotterdam, Niederlande

"Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sterilisieren von vorgefertigten« stapelfähigen Verpackungsbehältern vor ihrem Füllen und Verschließen» wobei die Sterilisierung durch die Einwirkung eines sterilisierenden Gases erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist. bekannt, flachliegendes Verpackungsmaterial vor der Bildung eines Schlauches, aus welchem nach dem Befüllen beutelähnliche Behältniese gebildet werden, durch ein sterilisierendes Bad zu führen und bis zum Verschluß der Packungen in einer Schutzgasatmosphäre zu halten. Auch wurde schon vorgeschlagen, zylindrische Blechdosen mit Dampf unter hohen Druck vor der Füllung zu sterilisieren, wobei die Dosen einzeln in einer geradlinigen Transporteinrichtung durch eine von zwei rotierenden Schleusen begrenzte Behandlungskameer

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geleitet werden. Ferner hat man bei Behältern aus tiefgezogener Kunststoffolle versucht, diese beispielsweise durch Bestrahlung keimfrei zu machen. Wegen der Kürze der Behandlung und wegen der nicht keimfrei zu haltenden Bearbeitung durch die Tiefziehwerkzeuge ist eine ausreichende Sterilisierung hierbei jedoch nicht möglich.

Die bekannten Vorrichtungen eignen sich nicht dazu, Verpackungsbehälter wie Becher oder Schalen in einer solchen Menge ausreichend zu sterilisieren, die von einer schnell laufenden Paokmasohine gefüllt und verschlossen werden kann. Bei den heute üblichen Verpackungsbehältern aus Kunststoff ist außerdem zu beachten, daß sie wenigstens teilweise aus Material bestehen, welches nicht UberaäSig erhitzt werden darf, ohne dadurch unerwünschte Verformungen zu erleiden. Eine Sterilisierung mit überhitztem Dampf kann daher oft nicht angewendet werden.

Die Verpaokung empfindlicher Flüssigkeiten oder pastöser Produkte, wie z.B. Fruchtsaft, Öl, Mayonnaise, Milch, Eiskrem und Schmelzkäse, in vorgefertigte Behältnisse erfordert zur Verlängerung der Lagerzeit dieser Produkte eine Sterilisierung nicht nur dieser Produkte sondern auch des Verpackungsmaterials. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Gründe, vorgefertigte Verpackungsbehälter durch eine ausreichend

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lange Behandlungszelt mit einem keimtötenden Gas und gegebenenfalls wiederholte Behandlung mit diesem Gas zu sterilisieren.

Das zur Lösung dieser Aufgabe gefundene und auch für eine größere Zahl von Behältern, welche von einer schnell laufenden Paokmasohlne benötigt werden, geeignete Verfahren besteht darin, daß die zu sterilisierenden Behälter in Sterillsationsräumen ineinander gestapelt der Einwirkung des sterilisierenden Gases ausgesetzt werden, wobei die Behälterstapel wiederholten stärkeren Druckschwankungen innerhalb der Sterilisationsräume ausgesetzt werden. Das sterilisierende Oas wird dann aus dem Sterilisationsraum entfernt und die Behälter in eine Verpackungsmaschine eingeschleust, in welcher das Füllen und der Verschluß in ansich bekannter Weise in keimfreier Atmosphäre erfolgen. Die für den Verschluß benötigten Deckel werden in gleicher Weise wie die Behälter sterilisiert und der Verpackungsmaschine zugeführt. Erfindungs gemäß betragen die Druokschwankungen in den Sterilisationsräumen mindestens 1/3, vorzugsweise mehr als 9/10 des maximalen Druckes. Als vorteilhaft hat sich ergeben, den Druck des Behandlungegases mehrfach zwischen ca. 1 at und 1 bis 10 mm QS schwanken zu lassen. Vor dem ersten Zuführen des Behandlungsgases wird der Sterilisationsraue evakuiert, um die mit den Behältern eingeführte Luft weltgehend zu entfernen. Vor der Abgabe der Behälter zur Verpackungs-

maschine wird das sterilisierende ßas ebenfalls durch Evakuierung entfernt« ehe der Sterilisationarau» alt der in der Verpackungsmaschine verwendeten keimfreien Atmosphäre gefüllt wird* Durch 'das erf indungegemKSe Verfahren wird nicht nur eine ausreichend lange Sterilisationszeit erreicht, sondern infolge der Behandlung von Behältern und Deckeln in Stapeln auch ein wirtschaftliches Verhältnis zwischen dem Nutzlna|ilt der Behälter und der notwendigen Menge das erzielt. Die Wirtschaftlichkeit kann durch mehrfache Verwendung des Oases noch erhellt werden.

Die zur Durchführung des Verfahrene vorgesehene Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von rohrförmigen Kammern zur Aufnahme der Behälterstapel. Diese Kammern können parallel zueinander und gemeinsam um eine Achse drehbar angeordnet sein. Es ist Jedoch auch möglioh, sie im Verlaufe der ZufUhrungsbahn der Verpackungsbehälter anzuordnen, wobei sich die Kammern hintereinander befinden.

Die Vorrichtung und das mit ihr auszuführende Verfahren werden an Hand der auf den beigefügten Zeichnungen sohematlseh dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend in Einzelnen beschrieben!

Es zeigen Flg. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit um eine Aehse rotierenden Kaanern,

Flg. 2 einen Schnitt durch hintereinander angeordnet· Kammern,

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Fig. 3 die Anordnung der Kammern gemäß Fig. 2 in der Zuftihrungsbahn der Behälter zur Paekraasohine.

Bei der Vorrichtung naoh Fig. 1 sind mehrere rohrförmige Kammern 1 in einer Art Drehtisch 16 eingeordnet. Der Querschnitt der Kammern 1 ist geringfügig größer als der größte Durchmesser der Behälter des Behälterstapels 15« Die Kammern 1 besitzen an ihrem oberen Ende eine Einlaßöffnung, deren Querschnitt so groß ist wie der der Kammern. Diese Einlaßöffnung kann durch ein Versohlußorgan 2, beispielsweise in Form eines einsohwenkbaren Schiebers, dicht verschlossen werden. Das untere Ende der Kammern 1 ist in gleicher Weise ausgebildet und wird durch ein ähnliohes Verschlußorgan 3 dicht verschlossen. Jede der Kammern besitzt wenigstens einen Rohranschluß 5 für Vakuum bzw. Gas. Die Höhe der Kammern ist etwa gleioh der Höhe eines Stapels von Behältern, welche die naohgesohaltete Faekmasohine in einem Zeitraum befUllen kann, welcher von der Anzahl der Kammern und der Dauer der Sterilisationsbehandlung abhängig ist. Die in dem Drehtisch 16 oder in entsprechenden Haltearmen angeordneten Kammern 1 sind um die Achse drehbar, so daß die Kammern 1 in einer Stellung des Drehtisches Io mit dem Zufilhrungsrohr 12 für di· Becher und in einer anderen Stellung nit dem AbfUhrungsrohr IJ für die sterilisierten Becher in Verbindung gebracht werden können. Die Drehbewegung·!* des Drehtisches 16 erfolgen

intermittierend, so daß genügend Zelt für daa Einführen und Abgeben der Becher bleibt. Auf der Aohse 6 ist ein Verteiler Air die Verbindung zwischen den Anschlüssen 5 an den Kammern 1 Mit den Zuleitungen 11 für Vakuua, sterilisierendes Gas und Schutzgas vorgesehen. Dieser Verteiler besteht aus einer sioh »it de» Drehtisch 16 drehenden Lochscheibe 8, von welcher Zuleitungen 10 zu den Anschlüssen 5 abzweigen« und einer feststehenden Lochscheibe 9» zu der über die Schaltorgane 7, die Leitungen 11 führen, durch welche die Gase zu- oder abgeleitet werden.

Bei einer Behandlungsdauer in der Sterilisatlonsvorriohtung von ca* 15 min werden etwa 16 Kaaeern 1 in de» Drehtisch vorgesehen, wobei die Kästnern 1 Jeweils einen von der Paoksasehine in etwa 1 »in zu verarbeitenden Behälterstapel aufnehmen kSmum. Die einzelnen Kanmern werden bei dieser Vorrichtung nach etwa einer Minute Jeweils in die nächste Stellung gebracht. Die Dauer der einzelnen Behandlungsvorgänge kann langer oder kurzer als die Verweilzelt einer Kaaner in den einzelnen Stellungen sein. Die Betätigung der Schaltorgane ermöglicht es, in einer einzigen Stellung der Kwwer verschiedene Vorgänge durchzuführen oder einen Behandlungsvorgang über mehrere Stellungen einer Kaawer auszudehnen. ■ „

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Zufuhren eines neuen Beoherstapela duroh das Zuftthrungsrohr 12, diese Kanmer mittels des VersehluSorgans 2 asu verschließen, danach durch einen Vakuumerzeuger die Luft weitgehend zu entfernen und in diese Kanmer noch in derselben Stellung sterilisierendes Gas einzuleiten. In einer anderen Stellung können mehrfach wiederholte Druck» Schwankungen zwischen maximal 1 at und weniger als 10 mn 03 vorgenommen werden. Diese Schwankungen des Druckes des sterilisierenden Gases können sich selbstverständlich auch über mehrere aufeinanderfolgende Stellungen der Kammern erstrecken. Ehe die sterilisierten Becher duroh Öffnen des VersohluSorgans 3 aus der Kanmer 1 in das AbfUhrungsrohr 13, welohes die Becher der Paokmasohine zuführt, gelangen, wird die Kanmer 1 zunKohst evakuiert und danach mit dem Schutzgas gefüllt» unter welchem auch die Verarbeitung der Becher in der Paokmasohine erfolgt. Die Evakuierung der Kammer 1 mit den sterilisierten Bechern und das Füllen derselben alt Schutzgas kann gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden, um auch den Rest des sterilisierenden Gases zu entfernen.

Die erfindungsgemKee Vorrichtung und das mit ihr auszuführende Verfahren erlaub*) eine ausreichend lange Behandlungszeit der Becher oder ähnliche* Verpackungsbehälter. Die Vorrichtung benötigt dabei nur einen verhaltnisrnKBig geringen Platzaufwand, da die Behälter In Stapeln behandelt werden. Die ausreichende Sterilisation der Behalterstapel 1st

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durch die erfindungsgeMÄßen Drueksehwankungen möglich. Durch diese wird uTserraschendervsteise erreicht, daß auch die im Stapelinnern liegenden Teile der Behälter in ausreichender Weise dem sterilisierenden das aufgesetzt werden.

Bei den auf Fig. 2 und 3 dargestellten Ausftihrungsbeispielen befinden sich die Kammern 1 in einer Reihe. In dieser können die Kammern horizontal« vertikal oder geneigt angeordnet sein. Zwischen je zwei Kammern befindet sich ein Verschlußorgan 4. Durch öffnen dieses Verschlußorgana 4 wird eine Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kauenern hergestellt. Wird dabei gleichzeitig eine Druckdifferenz zwischen diesen Kammern oder eine Gasströmung erzeugt« so können die Beoherstapel auch bei horizontaler Anordnung von der einen Kammer in die nHohste befördert werden.

Es ist heute üblich« die Packstoffe In einem getrennten, höher gelegenen Raum auszupacken und sie unter Ausnutzung des Gefälles der Paokraaschine zuzuführen. Auf diesem Wege können die erfindungsgemHQen Sterilisatlonskaamern in besonders vorteilhafter Weise angeordnet werden, wie in Flg. 3 gezeigt 1st. Aus einem Kettenmagazin lh, in welches die vorgefertigten Becher stapelweise eingelegt werden und aus dem sie in die erste der Kammern 1 in bekannter Weise eingeschoben werden, gelangen die

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Becherstapel 15 durch weitere Katsssern 1, in denen sie in vorher besohriebener Weise behandelt werden, zu der Paokmasehine 17*

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Kammern 1 aus Glasrohren zu fertigen. Diese Glasrohre sind korrosionsfest, gasdicht und etwaig» Störungen lassen sich in ihnen leicht erkennen. Der innere Querschnitt der Kammern 1 ist nur wenig größer als dsr größte Querschnitt dos Behälterstapels» Hierdurch wird die Menge des für die Sterilisation benötigten Gases klein gehalten.

Die gemäß Fig. 2 und 3 in einer Reihe hintereinander anzuordnenden Kasselern ermöglichen die Sterilisation der vorgefertigten Behälter, ohne daß für diesen Vorgang zusätzlicher Baum beansprucht wird, wenn die bisher Üblichen EehKlterzufUhrungen durch die Kammern ersetzt werden. Die Kanmern stellen dariiberhinaus einen Pufferraum für das Verpaokungsmaterlal dar.

Die Sterilisation kann ohne Erwärmung der vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Behälter bei normaler Temperatur mit JsMwwaiHriMBMHtaiMaalMM Gasen oder Gasmlsehungen wie z.B. HCl, Äthylenoxid, Formalin u.a. durchgeführt werden? ab#r die Vorrichtung eignet sich selbstverständlich auoh für eine Behandlung von Behältern alt Dampf, wenn das BfthXlternaterlal «Ine solche Behandlung zuläßt.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Verfahren zu» Sterilisieren stapelfähiger Behälter vor ihren Füllen und Verschließen durch Einwirkung eines sterilisierenden Gases, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sterilisierenden Behälter im Sterilisationsraum ineinander gestapelt der Einwirkung des sterilisierenden Gases unter wiederholten, zeitlieh aufeinanderfolgenden starken Drucksehwankungen ausgesetzt werden, das sterilisierende Gas entfernt wird und dann die Behälter sowie die zuvor in gleicher Weise sterilisierten Deekel in eine: an sich bekannte Verpackungsmaschine eingeschleust werden, in der die Abfüllung und der Verschluß in keimfreier Atmosphäre erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druoksohwankungen mindestens 1/3, vorzugsweise mehr als 9/1° des Maximaldruckes betragen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Behandlungsgases zwischen ca. 1 at maximal und 1 bis 10 mm QS minimal schwankt.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen

   1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Anzahl von rohrförmigen Kammern (1) besteht, deren Querschnitt vm ein Geringes

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   größer als der äußere Querschnitt des BahKlterstapela (15) ist und die an ihren beiden Enden dicht verschließbar sind« wobei die für das Einbringen bzw. Abgeben der Behälter vorgesehenen öffnungen an den Enden so groß wie der Querschnitt der Kammern (1) sind und Jede der Kaumern (l) wenigstens einen Anschluß (5) für Vakuum bzw. Gas besitzt und ferner die Länge der Kamera etwa gleich der Höhe eines Stapels von Behältern ist, welohen die nachgesohaltete Paekm&schine in einen Zeitraum von wenigstens etwa 1 min füllen kann.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daJS mehrere zueinander parallele Kamera (l) um eine horizontale oder vertikale Achse (6) intermittierend drehbar angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d&8 auf der Achse (6) ein aus einer feststehenden (9) und einer sich alt den Kaninern (1) drehenden Lochacheibe (8) bestehender Verteiler für die Verbindung zwischen den Anschlüssen (5) und den Sahaltorganen (7) für Vakuum, sterilisierendes Gas und Schutzgas angeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (l) hintereinander angeordnet sind und sieh zwischen Jeweils zwei Kanmern ein VersohluSorgan (K) befindet.

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8. 8. Vorrichtung naeh einem der Ansprüche k bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (l) aus Glasrohren bestehen.

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