DE1940243C3 - Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpackungsbahn, die durch eine mit sterilisierend wirkender Flüssigkeit gefüllte Wanne geführt wird, wobei sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels auf der Austrittsseite der Bahn eine sterile Atmosphäre befindet.

Es ist bereits bekannt, bahnförmiges Verpackungsmaterial, 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 H₂O₂ als geeignet erwiesen. Besonders wenn das Bad eine erhöhte Temperatur, z. B. 6O⁰C, aufweist, 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 dafür gesorgt werden, daß die später mit dem zu verpackenden sterilen Gut in Berührung kommende Bahnseite nicht reinfiziert wird.

Es hat sich nun aber in der Praxis gezeigt, daß immer wieder, trotz genügender Eintauchzeil: eines Bahnteilchens in die sterilisierend wirkende Flüssigkeit, die aus dem Bad austretende Bahn picht vernichtete Keime mitführt. Diese Erscheinung ist natürlich äußerst nachteilig. Wird beispielsweise die aus dem Flüssigkeitsbad austretende 'Bahn unmittelbar in eine aseptische

s Verpackungsmaschine geführt, hier zu Packungen geformt und dieiie 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 UrLständen die Produktion dnes mehrstündigen Betriebes der Einrichtung nachträglich verdirbt

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine solche Reinfektion im Bereich der aus dem Flüssigkeits-

is bad austauchenden Bahn erfolgen kann, und zwar durch lebende Keime, die von der in das Bad eintauchenden Bahn mitgeführt werden 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 Austrittsbereich 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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eic gangs definierten Art zu schaffen, bei der keine Reinfektion der aus der sterilisierenden Flüssigkeit austretenden Bahn stattfinden kann. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Eintrittsseite der Bahn in die Flüssigkeit und die Austrittsseite der Bahn aus der Flüssigkeit durch eine in die Flüssigkeit eintauchende Trennwand voneinander getrennt sind, wobei die Bahn um den tiefsten Punkt der Trennwand herum geführt wird, welcher Punkt sich in einer solchen Tiefe in der Flüssigkeit befindet daß ein auf der Eintrittsseite der Bahn in die Flüssigkeit gelangender Keim zumindest einen so langen Weg in

der Flüssigkeit zurücklegen muß, d?,ß er mit Sicherheit vernichtet 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.

Zwar weisen die Zeitschrift »Milchwissenschaft«, Heft 3, 1968, Seiten !37-147, DE-PS 5 22 736, GB-PS

10 86 076 und GB-PS 11 02 635 eine in eine sterilisierend wirkende Flüssigkeit eintauchende Trennwand auf, doch ist bei keiner dieser Veröffentlichungen das Problem der Reinfektion berücksichtigt und daher keine Abhilfe dafür geschaffen. Die Veröffentlichung in »Milchwissenschaft« weist eine Trennwand auf, die mit einer sterilisierenden Flüssigkeit ein Flüssigkeitsschloß bildet für ein dadurch verlaufendes Transportband für Milchflaschen; von einer Verpackungsbahn ist dort nicht die Rede. Eine ähnliche Vorrichtung zeigt die DE-PS 5 22 736. Auch die GB-PS 10 86 076 zeigt ein Flüssigkeitsschloß, ohne daß das Problem der Reinfektion der Verpackungsbahn gestellt ist. Die GB-PS

11 02 635 schließlich zeigt eine Sterilisiervörfichtung für eine Verpackungsbahn, wobei die Trennwand eine offene Verbinduni; für Mikroorganismen zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite der Bahn beläßt, so daß die Gefahr der Reinfektion ständig droht.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sorgt die Trennwand dafür, daß keine von der Bahn in die

Flüssigkeit oder aus der Umgebungsluft auf die Flüssigkeitsoberfläche gelangten Keime mit der austretenden Bahn aus dem Flüssigkeitsbad austreten können, bevor sie sich nicht so lange im Flüssigkeitsbad aufgehalten haben, daß sie mit Sicherheit bereits im Bad s oder aber bei einer nachfolgenden Erhitzung 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 unterkalb des Flüssigkeitsspiegel befindliche Umlenkrolle für die Bahn ausgebildet sein, wobei die Wanne und die Trennwand zum vorübergehenden Austauchen des Bahnweges aus der Flüssigkeit 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 an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung, zusammengebaut mit einer aseptisehen Verpackungsmaschine,

F i g. 2 zum Teil in der Ansicht und zum Teil im Schnitt nach der Linie II—II die in F i g. 1 gezeichnete Wanne für das sterilisierende Flüssigkeitsbad,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in F i g. 1,

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

F i g. 5 einen F i g. 1 entsprechenden Ausschnitt aus einer Vorrichtung mit nach Fig.4 angeordneter Trennwand.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird von der Vorratsrolle It bahnförmiges Verpackungsmaterial 12 abgezogen und über die Umlenkrolle 13 in die als Ganzes mit 14 bezeichnete Vorrichtung geführt. Dieses besteht aus der Wanne 15, die mit sterilisierend *o wirkender Flüssigkeit, beispielsweise mit einer 20%igen Wasserstoffperoxydlösung, bis zum Spiegel 16 gefüllt ist. Im Unterteil der Wanne ist schematisch eine elektrische Heizung 10 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 igeinäß F i g. 3 ein rechteckiges Profi! aufweist. Die Trennwand 17 trägt an ihrem unteren Ende Halter 18, in welchen eine Umlenkrolle 19 drehbar gelagert ist. Die so 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 überschüssiger Flüssigkeit Die Bahn 12 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 27 für das zu verpackende Gut. Im vorliegenden Fall wird durch das Fülirohr 27 eine strrile Flüssigkeit, z. B. entkeimte Milch, zugeführt.

Das Gehäuse 21 sitzt ;.uf dem Maschinenunterteil 28.

in dessen Innerem sich die Form- und Schweißvorrichtung 29 befindet Diese besitzt auf den Bändern 30 umlaufende Schweißschuhe 31, die bei ihrer Bewegung gegen den Tubus die Tubuswand quer zu ihrer Längsachse eindrücken und eine Querschweißnaht 32 bilden. Eine 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.

Zur Anfangssterilisierung der Kammer 22 wird heiße Luft in das Kammerinnere eingeführt Luft wird vom Ventilator 35 aus der Umgebung angesaugt, durch die schematisch angedeutete elektrische Heizung 36 auf eine Temperatur von beispielsweise 200° C erhitzt, durch das Sterilfilter 37 geleitet und schließlich durch die Verteilvorrichtung 38 in uus Kammerinnere ausströmen gelassen. Die austretende Heißluft dient gleichzeitig für das Erhitzen der Bahnlängskanten, die durch die Preßschuhe 39 überkippend verschweißt werden. Um nach abgeschlossener Anfangssterilisierung im Kammerinnern mit Sicherheit aseptische Verhältnisse aufrechtzuerhalten, genügt es unter Umständen, bei abgestellter oder reduzierter Heizung eine sterile Überdruckatmosphäre mit Hilfe des Ventilators 35 und des sterilen Filters 37 aufrechtzuerhalten. Es ist dann allerdings eine separate Heilvorrichtung für das Verschweißen der Längskanten vorzusehen.

Im Betrieb der geschilderten Einrichtung wird beispielsweise die Bahn 12 mit einer Geschwindigkeit von 30cm/sec von der Rolle 111 abgezogen. Der Abstand der Rolle 19 vom Spiegel 16 ist so gewählt, daß bei der erwähnten Bahngeschwindigkeit ein Bahnteilchen zwischen seinem Eintauchen 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 V/eges zwischen Flüssigkeitsspiegel 16 und Rolle 19 einen Meter. Die Trennwand 17 ihrerseits taucht etwa 65 cm in die Flüssigkeit. Damit ein von der Bahnoberfläche losgelöster Keim von der Flüssigkeitsoberfläche im Eintrittsbereich der Bahn bis wieder an die Flüssigkeitsoberfläche, jedoch im Ausirittsbereich der Bahn, gelangen kann, muß er also einen Weg von mindestens 1,3 m zurücklegen, 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 Aufenthalts-/:eit von weit mehr als 7 Sekunden gesichert.

Die Wanne 15 ist zwischen den Rollenpaaren 43 und 41 verschiebbar geführt und kann iius der gezeichneten Arbeitslage nach unten gefahren werden, wobei weitere Rollen 42 zur Führung dienen, Dieses Absenken ermöglicht, die Pahn bei vorübergehendem Stillstand der Maschine aus der Flüssigkeit auszutauchen oder beim anfänglichen Einführen der Bahn in die Maschine das Legen der Bahn um die Umlen!:rolle und ihr Einfahren in das Innere des von der Trennwand 17 umschlossenen Raumes zu erleichtern. Chemisch wirkende Sterilisiiionsflüssigkeiten, 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 kürzer bemessen werden.

Es ist nicht nötig, daß die Trennwand ein geschlossenes Rohr bildet. F i g. 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 F i g. 5 zeigt — von der sterilen Kammeratmosphäre 22 ausgefüllt, so daß keine Keime aus der Umgebungsluft eindringen können.

Die Erfindung läßt sich auch anwenden bei sogenannten gemischten Sterilisationsverfahren, bei welchen eine chemisch wirkende Sterilisation ergänzt wird durch eine thermische Sterilisation, wie sie beispielsweise in F i g. 1 angedeutet ist. Dort befindet sich — strichpunktiert angedeutet — beidseits der Bahn 12 zwischen dem Quetschrollenpaar 24 und der Umlaufrolle 25 je eine Heizplatte 61 bzw. 62, die beide Bahnseiten durch Wärmestrahlung erhitzen. Es genügt beispielsweise im dargestellten Ausführungsbeispiel, daß die chemisch wirkende Flüssigkeit in der Wanne 15 auf der Bahr befindliche Keime nur so weit schwächt, daß sie durch die zweite Maßnahme, nämlich durch das Erhitzen mil Hilfe der Platten 61 und 62, dann endgültig vernichtei werden.

Solche gemischten Sterilisationsverfahren besitzer den Vorteil, daß jede Sterilisationsmaßnahme schwächer bemessen werden kann als zur alleiniger Vernichtung der Keime durch sie eben notwendig wäre Beispielsweise läßt sich eine weniger stark konzentrier te chemisch wirkende Sterilisationsflüssigkeit verwen den. Es tritt dann beispielsweise ein vermindertei Angriff der Sterilisationsflüssigkeit auf das Bahnmate rial auf. Besonders wichtig ist, daß die Aufenthaltszei der Bahn in der sterilisierend wirkenden Flüssigkeit be einer nachfolgenden thermischen Sterilisierung wesent lieh kurzer bemessen werden kann, was bei einei gegebenen Bahngeschwindigkeit den Bahnweg irr Flüssigkeitsbad verkürzen und damit die Einrichtuni einfacher gestalten läßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpakkungsbahn, die durch eine mit sterilisierend wirkender Flüssigkeit gefüllte Wanne geführt wird, wobei sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels auf der Austrittsseite der Bahn eine sterile Atmosphäre befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsseite der Bahn (12,55) in die Flüssigkeit und die Austrittsseite der Bahn aus der Flüssigkeit durch eine in die Flüssigkeit (16, 53) eintauchende Trennwand (17, 52) voneinander getrennt sind, wobei die Bahn um den tiefsten Punkt der Trennwand herum geführt wird, welcher Punkt sich in einer solchen Tiefe in der Flüssigkeit befindet, daß ein auf der Eintrittsseite der Bahn in die Flüssigkeit gelangender Keim zumindest einen so langen Weg in der Flüssigkeit zurücklegen muß, daß er mit Sicherheit vernichtet 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.

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 Bahn (12) umschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (17) als Träger für eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Umlenkrolle (19) für die Baiin ausgebildet ist und daß die Wanne (15) und die Tremiwand (17) zum vorübergehenden Austauchen des Bahnwi jes aus der Flüssigkeit relativ zueinander bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (15) Heizmittel (10) für die Flüssigkeit angeordnet sind.