DE1940243A1

DE1940243A1 - Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial

Info

Publication number: DE1940243A1
Application number: DE19691940243
Authority: DE
Inventors: Willi Loeliger; Rudolf Schmied
Original assignee: Alpura AG
Current assignee: Alpura AG
Priority date: 1969-07-29
Filing date: 1969-08-07
Publication date: 1970-02-12
Also published as: SU402195A3; NL6913256A; ZA704967B; CH510557A; CA947033A; NL143188B; DE1940243C3; AT304767B; GB1302054A; BE753986A; YU33673B; SE363790B; US3692468A; JPS5015435B1; DK126837B; DE1940243B2; FR2055194A5; YU190670A; BR7020926D0

Description

ALPURA Aktiengesellschaft, Brunnaderns.tr.-"42, B e r

Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial, das in Form einer laufenden Bahn durch eine mit sterilisierend wirkender Flüssigkeit gefüllte Wanne geführt wird. - -

3s ist bereits vorgeschlagen worden, bahnförmiges Verpackungs- · material, z.B. einseitig mit Kunststoff kaschiertes Papier, durch ein sterilisierend wirkendes Flüssigkeitsbad zu führen. Als sterilisierend wirkende Flüssigkeit hat sich beispielsweise eine Wasserstoffperoxydlösung mit einer 20$igen Konzentration von HpOp als geeignet erwiesen. Besonders wenn das Bad eine erhöhte Temperatur, z.B. 6O⁰C, auf v/eist, genügt beispielsweise eine Aufenthaltszeit eines Bahnteilchens von 5 Sekunden, um auch hitzeresistente Keime mit Sicherheit zu vernichten. Derart behandeltes Verpackungsmaterial kann dann zu sterilen .Packungen weiterverarbeitet werden. Dabei muss natürlich da- ' für gesorgt werden, dass die später mit dem zu verpackenden sterilen Gut in Berührung kommende Bahnseite nicht reinfiziert

Es hat sich nun aber in der Praxis gezeigt, dass immer wieder, trotz genügender Sintauchzeit eines Bahnteilchens in die sterilisierend wirkende Flüssigkeit, die aus dem Bad austretende Bahn nicht vernichtete Keime mitführt. Diese Erscheinung ist

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natürlich äusserst nachteilig." - 'Wird- beispielsweise die aus dem Flüssigkeitsbad austretende Bahn unmittelbar in eine aseptische Verpackungsmaschine geführt, hier zu Packungen geformt und diese mit einem, sterilen Gut - z.B. keimfrei gemachte Milch - abgefüllt, so können solche noch lebenden Keime nicht unmittelbar festgestellt werden. Sie können aber die Packungen infizieren oder sogar die aseptische Maschine, so dass unter Umständen die Produktion eines mehrstündigen Betriebes der Einrichtung nachträglich verdirbt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine solche Reinfektion im Bereich der aus dem Flüssigkeitsbad austauchenden Bahn erfolgen kann, und zwar durch lebende Keime, die von ■ der in das Bad eintauchenden Bahn mitgeführt v/erden oder durch die Umgebungsluft auf die Badoberfläche gelangen. Diese Keime können durch Strömungen in der Flüssigkeit im Bereich der Oberfläche des Bades direkt auf kürzestem Wege in den Αμε-trittsbereich der Bahn aus der Flüssigkeit transportiert werden, und dort von der austretenden. Bahn auf ihrer Oberfläche mitgenommen werden. Die Aufenthaltszeit solcher Keime im 'Flüssigkeitsbad ist dann unter Umständen kleiner, als zur sicheren Vernichtung notwendig ist, v;as einen aseptischen Be-' trieb verunmöglieht.

Die Erfindung ermöglicht, die geschilderten Nachteile mit Sicherheit auszuschalten. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsseite der Bahn

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in die Flüssigkeit und die Austrittsseite der Bahn aus der Flüssigkeit durch eine in die Flüssigkeit eintauchende Trennwand voneinander getrennt sind, und dass die Eintauchtiefe, der Trennwand in die Flüssigkeit derart bemessen ist, dass -ein auf der Sintrittsseite der Bahn in die Flüssigkeit gelangender Keim mit Sicherheit vernichtet ist oder wenigstens im Hinblick auf eine nachfolgende endgültige Vernichtung durch Hitze ausreichend geschwächt ist, bevor er infolge Bewegung der Flüssigkeit auf der Austrittsseite der Bahn aus der Flüssigkeit in den Bereich der Bahn und auf.diese gelangen kann, und dass sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels auf der Austrittsseite der Bahn eine sterile Atmosphäre befindet.

Bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung■sorgt die Trennwand dafür, dass keine mit der Bahn auf die Flüssigkeitsoberfläche ' gelangenden Keime mit der austretenden Bahn aus dein Flüssigkeitsbad austreten können, bevor sie sich nicht solange im Flüssigkeitsbad aufgehalten haben, dass sie mit Sicherheit bereits im Bad oder aber bei einer nachfolgenden Srhitzung der Bahn - beispielsweise beim Trocknen derselben - vernichtet werden. Zweckmässig kann die Trennwand rohrartig ausgebildet sein und den in der Flüssigkeit nach Passieren einer Umlenkrolle befindlichen Teil der Bahn umschliessen. Weiter kann die Trennwand direkt als Träger für eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Urclenkrolle für die Bahn ausgebildet sein, wobei die V/anne und die Trennwand zum vorübergehenden Austauschen des 3ahnweges aus der Flüssigkeit

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relativ zueinander bewegbar sein können. Weiter empfiehlt es sich, in der Wanne Heizmittel für die Flüssigkeit anzuordnen,.

Die Erfindung und weitere mit ihr zusammenhängende Merkmale und Vorteile sind nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispiele naher erläutert. 3s zeigen :

Fig. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemässe Vorrichtung, zusammengebaut mit einer aseptischen Verpackungsmaschine,

Fig. 2 zum Teil in der Ansicht, und zum Teil im Schnitt nach der Linie II-II die in Fig. 1 gezeichnete Wanne für das.sterilisierende Flüssigkeitsbad,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 einen Fig. 3 entsprechenden Querschnitt, jedoch mit · einer anders ausgeführten Trennwand, und -

Fig. 5 einenFig. 1 entsprechenden Ausschnitt aus einer Vorrichtung mit nach Fig. 4 angeordneter Trennwand.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird von der Vorrats- . rolle 11 bahnförmiges Verpackungsmaterial 12 abgezogen und über die Umlenkrolle 13 in die als Ganzes mit 14 bezeichnete Vorrichtung geführt. Diese besteht aus der Wanne 15, die mit sterilisierend wirkenderFlüssigkeit, beispielsweise mit

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einer 20?1igen Wasserstoffperoxydlösung CH₂Op), bis zum.Spiegel 16 gefüllt ist. Im Unterteil der Wanne ist schematisch eine elektrische Heizung 16 angedeutet, welche das Flüssigkeitsbad auf einer Temperatur von beispielsweise 6O⁰C hält. In das Flüssigkeitsbad taucht eine Trennwand 17, welche rohrartig ausgebildet ist und im vorliegenden Fall gemäss Fig. 3 ein rechteckiges Profil aufweist. Die Trennwand 17 tragt an ihrem unteren Ende Halter 18, in welchen eine Umlenkrolle 19 drehbar gelagert ist." Die Trennwand 17 ist durch eine Flanschverbindung 20 mit dem Gehäuse 21 hermetisch verbunden, das eine sterile Kammer 22 der als Ganzes mit 23 bezeichneten aseptischen Verpackungsmaschine umschliesst. Die Bahn 12 wird nach ihrer Führung über die Umlenkrollen 13 und 19 durch den von der rohrartigen Trennwand 17 umschlossenen Raum in die Kammer 22 geführt. Abquetschrollen 24 befreien die Bahn von überschüssrger Flüssigkeit. Die Bahn I2.läuft anschliessend über die Rolle 25 und wird auf ihrem Weg abwärts durch die Kammer 22 zu einem Tubus 26 geformt. Die überlappenden Seitenkanten werden auf bekannte Weise längs einer Mantellinie verschweisst. In den so gebildeten Tubus 26 ragt das Füllrohr-2? für das zu verpackende Gut. In vorliegendem Fall wird durch das Füllrohr 27 eine sterile Flüssigkeit, z.B. entkeimte Milch, zugeführt. . .

Das Gehäuse. 21 sitzt auf dem Maschinenunterteil 23, in dessen .Innerem sich die Form- und Schweissvorrichtung 29 befindet. Diese besitzt auf den 3ändern 30 umlaufende Schweissschuhe 31, die bei ihrer Bewegung gegen den Tubus die Tubuswand quer zu

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ihrer Längsachse eindrücken und eine Querschweissnaht 32 bilden. 3ine gleiche Vorrichtung arbeitet senkrecht zur Zeichenebene, so dass mit Hilfe von abwechselnd in der Zeichenebene und senkrecht dazu gelegten Quernähten die bekannten tetraederförmigen Packungen 33 entstehen, die sich durch einen Schnitt im Bereich der Schweissnähte voneinander trennen lassen.

Die zu-verpackende Flüssigkeit bildet im Tubus einen Flüssigkeitsspiegel 34. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass alle Packungen vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind. _i:

Zur Anfangssterilisierung der Kammer 22 wird heisse Luft in das Kammerinnere eingeführt. Luft, v/ird vom Ventilator 35 aus' der Umgebung angesaugt, durch die schematisch angedeutete elektrische Heizung 36 auf eine Temperatur von beispielsweise 200⁰C erhitzt, durch das Sterilfilter 37 geleitet und schliesslich durch die Verteilvorrichtung 38 in das Kammerinnere ausströmeri gelassen. Die austretende Heissluft dient gleichzeitig für das Erhitzen der Bahnlängskanten, die durch die Pressschuhe 39 überlappend versehweisst xierden. Um nach abgeschlossener Anfangssterilisierung im Kammerinnern mit Sicherheit aseptische Verhältnisse aufrechtzuerhalten, ge-; nügt as unter Umständen, bei abgestellter oder reduzierter Heizung eine sterile Ueberdruckatmosphäre mit Hilfe des Ventilators 35 und des sterilen Filters 37 aufrechtzuerhalten. 3s ist dann allerdings eine separate Heizvorrichtung für das Verschweissen der Längskanten vorzusehen.

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Im Betrieb der geschilderten Einrichtung wird beispielsweise die Bahn 12 mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/sek von der Rolle 11 abgezogen. Der Abstand der Rolle 19 vom Spiegel 16 ist so-gewählt, dasss bei der.erwähnten Bahngeschwindigkeit ein Bahnteilchen zwischen seinem 3intauchen in die Flüssigkeit und seinem Austauchen aus derselben etwa 7 Sekunden im Flüssigkeitsbad verbleibt, eine Zeitdauer, die mit Sicherheit auch hitzeresistente Keime vernichtet. Im vorliegenden Fall beträgt die Länge des Weges zwischen Flüssigkeitsspiegel 16 und Rolle 19 einen Keter. Die Tremiwand 17 ihrerseits taucht etwa 65 cm in die Flüssigkeit. Damit ein von der Bahnoberfläche losgelöster Keim von der Flüssigkeitsoberfläche im Sintrittsbereich der Bahn bis wieder an die Flüssigkeitsoberfläche, jedoch im Austrittsbereich der Bahn, gelangen kann, muss er also einen Weg von mindestens 1,3 mzurücklegen, was einer Aufenthaltszeit von mindestens 4 Sekunden entspricht. Da aber der Keim nie auf dem theoretisch kürzesten Weg durch das Flüssigkeitsbad sich bewegen kann, ist eine Aufenthaltszeit von weit mehr als 7 Sekunden gesichert. ,

Die Wanne 15 ist zwischen den Rollenpaaren 40 und 41 verschiebbar geführt und kann aus der gezeichneten Arbeitslage nach unten gefahren werden, wobei weitere Rollen 42 zur Führung dienen. Dieses Absenken ermöglicht, die Bahn bei vorübergehendem Stillstand der Maschine aus der Flüssigkeit auszutauchen, oder beim anfänglichen 3infuhren der Bahn in die Maschine das Legen der Bahn uin die ümlenkrolle und ihr

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Einfahren in das Innere des von der Trennwand 17 umschlossenen Raumes zu erleichtern. Chemisch wirkende Sterilisationsflüssigkeiten, gerade z.B. die erwähnte Peroxydlösung, können bei längerem Stillstand der Bahn im Flüssigkeitsbad die ' Bahn und besonders in ihr eingelagerte Metallfolien schädlich beeinflussen.

Die Eintauchtiefe der Trennwand 17 richtet sich im wesentlichen nach der Bahngeschwindigkeit, nach der Badtemperatur und nach der Konzentration der chemisch wirkenden Sterilisationsflüssigkeit. Bei höheren Temperaturen und stärkeren Konzentrationen kann die Eintauchtiefe kurzer bemessen werden.

3s ist nicht nötig, dass die Trennwand ein geschlossenes Rohr bildet. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher eine Wanne 51 mit rechteckartigem Profil durch eine Mittelwand 52 in die beiden Räume 53 und 54 unterteilt ist. Die Bahn 55 wird beispielsweise im Raum 53 in das Bad eingeführt und tritt im Raum 54 aus demselben heraus. Der Raum 54'ist jedoch wie Fig. 5 zeigt - von der sterilen Kammeratm.osphäre 22 ausgefüllt, so dass" keine Keime aus der Umgebungsluft eindringen können. ·

Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie lässt sich vielmehr auch anwenden bei sogenannten gemischten Sterilisatibnsverfahren. Diese sind dadurch gekennzeichnet, dass eine chemisch wirkende Sterilisation ergänzt wird dureh eine thermische Sterilisa-

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tion, wie sie beispielsweise in Fig, 1 angedeutet ist. Dort befindet sich - strichpunktiert angedeutet - beidseits der Bahn 12 zwischen dem Quetschrollenpaar 24 und der Umlaufrolle 25 Je eine Heizplatte 5t bzw. 62, die beide Bahnseiten durch Wärmestrahlung erhitzen. .Sine solche gemischte Sterilisation zeichnet sich dadurch aus, dass, eine Sterilisationsmassnahme nicht allein ausreichend" sein muss, um zu vernichtende Keime" allein abzutöten. Es genügt beispielsweise im dargestellten Ausführungsbeispiel, dass die chemisch v/irkende Flüssigkeit in der Wanne 15 auf der Bahn befindliche Keime nur'soweit schwächt, dass sie durch die zweite l'iassnahme, nämlich durch,das Erhitzen mit Hilfe der Platten 61 und 62, dann endgültig vernichtet werden.

Solche gemischte Sterilisationsverfahren besitzen den Vorteil, dass jede Sterilisationsmassnahme schwächer bemessen werden kann als zur alleinigen Vernichtung der Keime durch sie eben notwendig wäre. Beispielsweise lässt sich eine weniger stark konzentrierte chemisch wirkende Sterilisationsflüssigkeit verwenden. 3s tritt dann beispielsweise ein verminderter Angriff der Sterilisationsflüssigkeit auf das Bahnmaterial auf. Besonders wichtig ist, dass die Aufenthaltszeit der Bahn in der sterilisierend wirkenden Flüssigkeit bei einer nachfolgenden thermischen Sterälisierung wesentlich kürzer bemessen werden kann, was bei einer gegebenen Bahngeschwindigkeit den Bahnweg im Flüssigkeitsbad verkürzen und damit ,die Sinrichtung einfacher gestalten lässt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial, das in Form einer laufenden Bahn durch eine mit sterilisierend wirkender Flüssigkeit gefüllte Wanne geführt

• ' wird., dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsseite der Bahn (12) in die Flüssigkeit und die Austrittsseite der Bahn aus der Flüssigkeit durch eine in die Flüssigkeit (16) eintauchende Trennwand (17) voneinander getrennt sind, und dass die Eintauchtiefe der Trennwand in die Flüssigkeit derart bemessen ist, dass ein auf der Sintrittsseite der 3ahn in die Flüssigkeit gelangender Keim mit Sicherheit vernichtet ist oder wenigstens im Hinblick auf eine nachfolgende endgültige Vernichtung durch Hitze ausreichend geschwächt ist, bevor er infolge Bewegung der Flüssigkeit auf der Austrittsseite der Bahn (12) aus der Flüssigkeit in den Bereich der Bahn und auf diese gelangen kann, und dass sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (16) auf der Austrittsseite der Bahn eine sterile Atmosphäre (22) befindet. . ·■

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (17) rohrartig ausgebildet ist und den in der Flüssigkeit nach Passieren einer Umlenkrolle (19) aufsteigenden Teil der 3ahn (12) umschliesst.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (17) als Träger für eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Umlenkrolle (19) für die Bahn ausgebildet ist und dass die V/anne (15) und die Tremwand (17) zum vorübergehenden Austauchen des 3ahn-

. ' weges aus der Flüssigkeit relativ zueinander bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wanne (15) Heizmittel (16) für die Flüssigkeit angeordnet sind.

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