DE19719911A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Getränkebehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge­ nannten Art.

Getränke werden in Getränkebehälter gefüllt wie z. B. Blechdosen, Glasflaschen oder neuerdings zunehmend in Kunststoffflaschen. Die Behälter werden einer gattungsgemäßen Vorrichtung gereinigt zugeführt, kommen also entweder von einer Waschmaschine, wenn es sich um z. B. wiederverwendete Mehrwegflaschen handelt oder kommen, wenn es sich um Neuflaschen handelt, z. B. direkt von ei­ ner Kunststoffblasmaschine oder aus einem Rinser, der die Flaschen nur ausspült.

Die der gattungsgemäßen Vorrichtung zugeführten Behälter sind sauber, aber nicht steril. Bei höheren Sterilitätsanforderungen, wie sie von gattungsgemäßen Vorrichtungen zu erfüllen sind, müssen die Behälter und auch die auf die Behäl­ ter zu verschließenden Verschlüsse vor dem Füllen bzw. Verschließens sterilisiert werden. Dadurch wird die Keimzahl im fertig gefüllten, verschlossenen Behälter reduziert und die Haltbarkeit des Getränks verlängert. Einige, heute zunehmend Verbreitung findende Getränke, wie z. B. Eistee oder kohlensäurefreie Fruchtsäf­ te, können nur in sterile Behälter mit einigermaßener Haltbarkeit gefüllt werden.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung kann es sich um eine reine Füllmaschine handeln oder eine reine Verschließmaschine. Üblicherweise handelt es sich um eine Füll- und Verschließmaschine, bei der die Behälter zunächst gefüllt und dann verschlossen werden. Dabei müssen Desinfektionseinrichtungen vorgesehen sein, die die verarbeiteten Objekte, also Behälter und/oder Verschlüsse sterilisie­ ren.

Als Desinfektionseinrichtungen sind nach dem Stand der Technik überwiegend Heißdampfbearbeitungsstationen bekannt, aber auch chemisch arbeitende Sterili­ sierungseinrichtungen, die z. B. H₂O₂ verwenden.

Nachteilig bei diesen bekannten Desinfektionseinrichtungen sind Rückstände wie Wassertropfen nach beendeter Heißdampfsterilisation oder H₂O₂-Rückstände, die das zu befüllende Getränk beeinträchtigen können. Außerdem sind bei den bekannten Einrichtungen die Sterilisationsergebnisse unsicher. Durch ungleich­ mäßige Gasführung oder z. B. ungleichmäßige Dampftemperaturen können unsi­ chere Sterilisationsergebnisse entstehen. Da sich der Sterilisationsvorgang im zu behandelnden Objekt, also z. B. einer Flasche, aber mit seinen Parametern nicht direkt überwachen läßt, verbleibt ein Sterilisationsrisiko, das zu laufenden Sterili­ sitätskontrollen zwingt. Ferner von Nachteil sind thermische oder chemische Be­ lastungen des Behältermateriales.

Die nachveröffentlichte Anmeldung PCT/CH96/00406 schlägt die Desinfektion von Behältern mittels Plasma vor, ohne jedoch auf die speziellen Bedürfnisse der Getränketechnologie einzugehen.

Ein weiteres schweres Problem besteht bei geruchsbelasteten Behältern, insbe­ sondere bei Kunststoffflaschen. In zurückkommenden Mehrwegflaschen, die bei unsachgemäßer Behandlung z. B. mit Urin, Benzin oder ähnlichen Substanzen in Berührung gekommen sind, verbleiben auch nach Reinigung in den üblichen Waschmaschinen störende Reste. Es ist also eine Geruchsüberprüfung mit einem sogenannten Sniffer erforderlich, die hohen apparativen Aufwand mit sich bringt und es müssen zu stark geruchsbelastete Behälter aussortiert werden, was zu Be­ hälterausschuß führt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Vor­ richtung zu schaffen, die mit hoher Leistung das hochsterile Abfüllen von Ge­ tränken mit höherer Sicherheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 ge­ löst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Desinfektionsstation mit wenig­ stens einem Desinfektionsplatz vorgesehen, an dem die Objekte, also Behälter oder Verschlüsse zwischen Elektroden mit einem hoch frequenzerzeugten Plasma beaufschlagt werden. Diese Desinfektionsstation stellt den Behandlungsplatz bzw. die mehreren Behandlungsplätze dem durchlaufenden Objektstrom syn­ chron zur Verfügung. Die Desinfektionsstation kann also synchron zu einer Füll- oder Verschließmaschine laufen und ist somit für hohe Leistungen, wie sie heut­ zutage in der Kellereiindustrie benötigt werden, geeignet. Außerdem läßt sich auf diese Weise die Desinfektionsstation unmittelbar vor der Füll- oder Verschließ- station integrieren, so daß auf dem nur sein kurzem Wege zwischen der Desin­ fektionsstation und der anschließenden Behandlungsstation das Risiko der Neuin­ fizierung gering ist. Dabei kann ein einzelner Desinfektionsplatz vorgesehen sein, der von den Objekten in taktweiser Bewegung oder in kontinuierlicher Bewegung durchlaufen wird oder es können beispielsweise auch zur Erzielung höherer Lei­ stungen mehrere Desinfektionsplätze in einer Desinfektionsstation angeordnet sein, beispielsweise auf einem Karussell umlaufend, wie bei Füllorganen einer rotierenden Füllmaschine. Die Desinfektionsstation kann auch für mehrspurigen Betrieb mit mehreren parallelen Desinfektionsplätzen ausgerüstet sein, z. B. auch in taktweisem Betrieb nach Art des Betriebes eines Reihenfüllers. Die Desinfek­ tionsplätze sind sehr einfach nur mit zwei Elektroden gestaltet, die in konventio­ nelle Behälterbehandlungsmaschinen, wie Transporteure, Füllmaschinen oder Verschließmaschinen konstruktiv integriert werden können. Die Desinfektion mittels Plasma hat in Vorversuchen sehr gute Ergebnisse gezeigt, die bei ver­ gleichbarem konstruktivem Aufwand niedrigere verbleibende Keimzahlen erge­ ben, wie die bekannten Sterilisationsmethoden mit Heißdampf oder H₂O₂. Bei geeigneter Auslegung der Desinfektionsstation läßt sich mit hoher Zuverlässigkeit völlige Keimfreiheit erreichen. Im Behälter verbleiben keine Rückstande wie bei der Heißdampfsterilisation oder der H₂O₂-Sterilisation. Es hat sich ferner ge­ zeigt, daß die Plasmabehandlung eine starke desodorierende Wirkung hat. Es kann dabei unter Umständen auf die teure Geruchsprüfung verzichtet werden bzw. läßt sich bei Anordnung einer Desinfektionsstation vor dem Sniffer der Ausschuß verringern. Die für den Plasmabearbeitungsprozeß erforderliche Zeit ist derart kurz, daß mit sehr kleinen Zykluszeiten auch in einspuriger Objektfüh­ rung die Durchsatzleistungen moderner Behälterbehandlungsmaschinen erreicht werden.

Bei den zu desinfizierenden Objekten handelt es sich um Behälter, die an einer Mündung offen sind und deren Innenraum mit dort schwebenden Keimen sowie deren innere Oberfläche mit dort ansitzenden Keimen zu sterilisieren ist. Auch die üblichen Verschlüsse, wie z. B. Schraubkappen für Flaschen, sind topfförmig mit einer nach außen offenen Mündung ausgebildet und müssen in ihrem Innen­ raum und mit den Innenflächen desinfiziert werden. Vorteilhaft sind dafür die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei einer solchen Konstruktion wird das Plasma im Inneren des Objektes großvolumig erzeugt und füllt zu einer gleichmäßigen Beaufschlagung der Innenwände des Objektes mit Plasma, das dort seine sterilisierende Wirkung entfaltet. Die Hochspannungselektrode kann durch die Mündung in den Innenraum ragend oder vorzugsweise außerhalb des Objektes vor dessen Mündung angeordnet sein.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Die Isolier­ schicht ergibt eine gleichmäßigere Verteilung des erzeugten Plasmas über der gesamten Innenfläche des Objektes unter Vermeidung zu hoher lokaler Plasma­ konzentrationen, die zu Oberflächenbeschädigungen führen könnten.

Zur besonders gleichmäßigen Plasmabeaufschlagung der inneren Oberflächen des Objektes ist die Masseelektrode vorteilhaft nach Anspruch 4 für leere Behälter oder für Verschlußkappen topfförmig das Objekt umgebend ausgebildet.

Mit der Konstruktion des Anspruches 5 kann in einem gefüllten Behälter vorteil­ haft kurz vor dem Verschließen der Kopfraum noch einmal nachsterilisiert wer­ den, der auf dem Wege von der Füllstation zur Verschließstation infektionsge­ fährdet ist.

Nach Anspruch 6 ist vorteilhaft die Masseelektrode der Objektform angepaßt zur Verbesserung der gleichförmigen Plasmabeaufschlagung.

Ein Desinfektionsplatz kann komplett mit beiden Elektroden ausgerüstet sein. Bei höheren Durchsatzleistungen wird es damit jedoch schwierig, das Objekt in der zum Objektwechsel verfügbaren Zeit korrekt und in formschlüssiger Passung zwischen die Elektroden zu bringen und aus diesen wieder zu entfernen. Vorteil­ haft sind daher die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Dabei werden die Masseelektroden mit den Objekten bewegt, so daß während der Bewegung aus­ reichend Zeit für die In- und Außereingriffbringung der Objekte mit den Mas­ seelektroden gegeben ist. Die Hochspannungselektrode steht jedoch ortsfest. Dies hat den Vorteil, daß der Hochfrequenzgenerator sowie die aufwendig konstruierte und geometrieempfindliche Verbindungsleitung zwischen der Hochspannungs­ elektrode und dem Hochfrequenzgenerator sowie gegebenenfalls erforderliche Ab­ schirmungen gegen elektrischen Störungen ortsfest angeordnet sein können.

Bei fest am Desinfektionsplatz angeordneten, das zu behandelnde Objekt insbe­ sondere formschlüssig umgreifenden Masseelektroden gestaltet sich der Objekt­ wechsel schwierig und benötigt bei z. B. topfförmigen Masseelektroden einen Hubvorgang. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen. Bei dieser geteilt außer Eingriff bringbaren Ausbildung der Masseelektrode ver­ einfacht sich der Objektwechsel erheblich. Die Objekte können z. B. geradeaus laufen, während die Teile der Masseelektrode in z. B. seitlichen Hubbewegungen in- und außer Eingriff gebracht werden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich die formschlüssige Aufnahme der Objekte in der Masseelektrode sehr einfach mit den üblichen Konstruktionsmitteln bei Behälterbehandlungsmaschi­ nen lösen, vorteilhaft nach Anspruch 10 durch Ausbildung der Halbschalen an Transportsternen, die an ihrem Übergabepunkt mit den Halbschalen ineinander­ greifend die vollständige Umschließung des Objektes am Ort des Behandlungs­ platzes ergeben.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 11 vorgesehen. Auf diese Weise kann auf einem Platz gleichzeitig sowohl ein Objekt sterilisiert werden als auch ein im Bereich an der zweiten geerdeten Elektrode befindlicher Gegenstand ste­ rilisiert werden. Dieser kann gemäß Anspruch 12 das über dem zu befüllenden Behälter stehende Füllorgan sein, so daß dessen infektionsgefährdeter Auslauf gleichzeitig mit dem Behälter sterilisiert wird. Hierdurch wird optimal sterile Ab­ füllung gewährleistet.

Nach Anspruch 13 kann vorteilhaft unmittelbar vor dem Verschließen eines Be­ hälters gleichzeitig der sich auf den Behälter absenkende Verschluß und der über der Flüssigkeit im Behälter stehende Kopfraum sterilisiert werden, so daß auch unmittelbar vor dem Verschließen des Behälters optimale Sterilität gewährleistet ist.

Nach Anspruch 14 kann vorteilhaft das einen Verschluß tragende Verschließele­ ment als Masseelektrode ausgebildet sein, so daß die Desinfizierung des Ver­ schlusses im Verschließer unmittelbar vor dem Verschließen, z. B. dem Auf­ schrauben, möglich ist.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 15 vorgesehen. Auf diese Weise ist es mit nur einem ausreichend leistungsfähigen Hochfrequenzgenerator mög­ lich, mehrere Desinfektionsstationen zu versorgen, wodurch der konstruktive Aufwand und die Kosten der Gesamtvorrichtung verringert werden. Dabei kön­ nen die vom Hochfrequenzgenerator versorgten Behandlungsstationen gleichzei­ tig oder auch nacheinander, z. B. über Umschalteinrichtungen, versorgt werden.

Das Plasma kann in unterschiedlichen Gasen oder Gasmischungen erzeugt wer­ den. Vakuumapparaturen sind nicht erforderlich, da auch bei Drücken im Bereich des normalen Atmosphärendruckes mit einem geeignet ausgelegten Hochfre­ quenzgenerator ein Plasma erzeugt werden kann. Erfolgt die Plasmaerzeugung nach Anspruch 16 in offener Atmosphäre, so vereinfacht sich die Vorrichtung, da gasdichte Räume, Schleusen und dergleichen nicht benötigt werden.

Vorzugsweise wird dabei gemäß Anspruch 17 ein Fremdgas zugegeben, das die Plasmaerzeugung erleichtern kann. Die Zuführung kann vorzugsweise gemäß Anspruch 18 durch die geeignet ausgebildete Hochspannungselektrode erfolgen und gezielt durch die Mündung des Objektes, in dessen Innenraum gerichtet sein.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 19 vorgesehen. Im Gegensatz zu den bekannten Sterilisationsvorgängen mittels Heißdampf oder H₂O₂ läßt sich der Sterilisationsvorgang mit einem Plasmaimpuls sehr gut überwachen. Es kön­ nen die elektrischen Parameter am Generator abgegriffen werden, wie beispiels­ weise Impulsdauer, Spannung, Strom und Frequenz. Es kann auch unmittelbar am Desinfektionsplatz die Plasmaerzeugung überwacht werden, beispielsweise durch optische Überwachung der sich ergebenden Leuchterscheinung oder durch aku­ stische Überwachung des entstehenden leichten Knalls. Die Überwachungsein­ richtung kann aus den ermittelten Parametern mit hoher Sicherheit eine Aussage darüber treffen, ob das behandelte Objekt mit einem Plasmaimpuls innerhalb der zugelassenen Parameterwerte behandelt wurde, die Sterilisation also zuverlässig erfolgte. Bei einer Fehlfunktion kann das fehlbehandelte Objekt ermittelt, auf seinem weiteren Transportweg verfolgt und an geeigneter Stelle aus dem Objekt­ strom aussortiert werden. Es ergibt sich auf diese Weise maximale Infektionssi­ cherheit.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 im Achsschnitt einen Desinfektionsplatz für leere Kunststofffla­ schen,

Fig. 2 im Achsschnitt einen Desinfektionsplatz für Verschlußkappen,

Fig. 3 im Achsschnitt einen Desinfektionsplatz für den Kopfraum gefüllter Flaschen,

Fig. 4 einen Desinfektionsplatz mit zwei Transportsternen im Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. 5,

Fig. 5 den Desinfektionsplatz der Fig. 4 im Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 im Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 8 einen Desinfektionsplatz für eine leere Flasche und das zugehörige Füllorgan.

Fig. 7 im Schnitt nach Linie 7-7 in Fig. 8 einen Desinfektionsplatz für den Kopfraum einer gefüllten Flasche und für die zugehörige Ver­ schlußkappe und

Fig. 8 im Schnitt nach den Linien 8-8 in den Fig. 6 und 7 in Drauf­ sicht eine Füll- und Verschließmaschine mit drei Desinfektionsplät­ zen.

Fig. 1 zeigt einen Desinfektionsplatz zum Desinfizieren der inneren Flächen einer Kunststoffflasche 1, z. B. aus dem üblicherweise heute für diese Zwecke verwendeten Material PET. Die Flasche 1 steht auf ihrem Boden und weist mit ihrer offenen Mündung 2 nach oben. Die Flasche 1 ist in eine topfförmige, oben offene Masseelektrode 3 gestellt, die z. B. aus elektrisch leitfähigem Metallblech ausgebildet ist. Auf ihrer Innenseite ist die Masseelektrode 3 mit einer Isolier­ schicht 4 aus geeignet isolierendem Material ausgekleidet. Es ist eine Erdleitung 5 angedeutet, mit der die Masseelektrode 3 geerdet ist. Die Erdung kann natürlich auch über konstruktive Elemente erfolgen, an denen die Masseelektrode 3 befe­ stigt ist.

Über der Mündung 2 der Flasche 1 ist eine Hochspannungselektrode 6 mit nicht dargestellten Mitteln gehalten, die über eine Leitung 7 an den Hochspannungspol eines über eine Leitung 8 geerdeten Hochfrequenzgenerators 9 angeschlossen ist.

Bei Abmessung und Anordnung der Elektroden 3 und 6 etwa wie dargestellt und mit einer Kunststoffflasche 1 von etwa einem Liter Volumen kann ein Hochfre­ quenzgenerator verwendet werden, der während einer Impulszeit von z. B. 20 ms eine Hochfrequenz von z. B. 2 Mhz bei einer Spannung von einigen kV zwischen den Elektroden 3,6 anlegt.

Zwischen den Elektroden, im wesentlichen in der Achse der Flasche 1, wird da­ bei ein Plasma erzeugt, das den Innenraum erfüllt, zu den Innenwänden der Fla­ sche 1 diffundiert und diese mit chemisch hochreaktiven Ionen und Radikalen beaufschlagt. Dadurch werden im Innenraum schwebende und auf der Innenflä­ che der Flasche 1 sitzende biologische Materialien, wie insbesondere Bakterien etc., zerstört. Auch geruchsaktive Substanzen, die im Getränk stören würden, werden auf diese Weise beseitigt, so daß unter Umständen das Sniffen und Aus­ sortieren geruchsbelasteter Flaschen vermieden werden kann.

Der dargestellte Desinfektionsplatz kann in einer bestimmten Atmosphäre einge­ schlossen sein, beispielsweise mit einer nicht dargestellten Kammer, Ein- und Ausgangsschleusen etc. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Plas­ maerzeugung jedoch in offener Atmosphäre, also in Luft. Dabei kann es erfor­ derlich sein, vor der Plasmazündung ein Fremdgas, z. B. Argon, in die Flasche zu geben.

Dazu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Hochspannungselektrode 6 als Düse mit einem Kanal 11 ausgebildet, der über einen Schlauch 12 und ein steu­ erbares Ventil 13 an einen nicht dargestellten Gasvorrat angeschlossen ist.

Nach dem, wie erwähnt, sehr kurzen erforderlichen Plasmaimpuls kann die Fla­ sche 1 sofort beseitigt und durch eine neue Flasche ersetzt werden. Die Impulse können im Takt von etwa 10 Hz erzeugt werden, so daß die Flaschen mit sehr hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit desinfiziert werden können.

In dem in Fig. 1 dargestellten Desinfektionsplatz können auch becherförmige Behälter, wie in Fig. 5 dargestellt, desinfiziert werden beispielsweise auch oben offene Blechdosen Glasflaschen oder sonstige für die Getränkeabfüllung verwendete Behälter.

Fig. 2 zeigt einen Desinfektionsplatz zur Innendesinfektion einer Verschlußkap­ pe 21 mit Innengewinde, wie sie z. B. als Schraubkappe für Flaschen verwendet wird. Es handelt sich dabei um ein topfförmiges Objekt mit einer unteren Mün­ dung 22, dessen innere Flächen zu desinfizieren sind, also um ein geometrisch ähnliches Objekt, wie es die Flasche 1 gemäß Fig. 1 darstellt.

Auch hier ist wiederum eine die Verschlußkappe 21 topfförmig umschließende Masseelektrode 23 vorgesehen, die in diesem Falle als Halter für die Kappe 21 ausgebildet ist, mit dem, angetrieben über eine Welle 24, nach beendeter Sterili­ sierung die Kappe 21 sofort auf eine Flasche aufgeschraubt werden kann, wobei die Welle 24 in Pfeilrichtung zu drehen ist.

Vor der Mündung 22 der Kappe 21 ist eine Hochspannungselektrode 26 ange­ ordnet, die über eine Leitung 27 an einen Hochfrequenzgenerator 29 angeschlos­ sen ist, der über eine Leitung 28 geerdet ist.

Die Masseelektrode 23 ist in geeigneter Weise zu erden, beispielsweise über eine geerdete Kontaktfeder 25, die die Masseelektrode 23 auch während der Drehung in schleifendem Kontakt geerdet hält.

Auch bei der Konstruktion der Fig. 2 kann durch die Hochspannungselektrode 26 oder auf andere Weise vor der Plasmaerzeugung ein Hilfsgas in das Innere der Kappe 21 eingegeben werden. Der Hochfrequenzgenerator 29 kann ähnliche Da­ ten aufweisen wie der zuvor erwähnte Hochspannungsgenerator 9.

Auch andere Verschlüsse, wie z. B. Dosendeckel oder Kronkorken, können in ähnlicher Weise plasmasterilisiert werden. Dabei kann die sie umgebende Mas­ seelektrode als geerdetes Verschließelement ausgebildet sein, um die Konstrukti­ on zu vereinfachen.

Fig. 3 zeigt einen Desinfektionsplatz für eine Flasche, der in der Behandlungs­ abfolge der Flasche nach dem Füllen und vor dem Verschließen angeordnet ist. Die dargestellte Flasche 1 wurde zuvor z. B. auf dem Desinfektionsplatz gemäß Fig. 1 sterilisiert, sodann bis zum Pegel 31 gefüllt und soll nun verschlossen werden. Ihr Kopfraum oberhalb des Pegels 31 kann jedoch auf dem Wege von der Füllstation bis zur Verschließstation erneut kontaminiert sein und muß nun nachsterilisiert werden. Dazu dient der Desinfektionsplatz, der in Fig. 3 darge­ stellt ist.

Eine Masseelektrode 33 mit innerer Isolierschicht 34 umgibt rotationssymme­ trisch und formschlüssig den oberen Bereich der Flasche 1 mit dem Halsbereich, also den Höhenbereich der Flasche, in dem der nicht flüssigkeitsgefüllte Kopf­ raum angeordnet ist. Die Masseelektrode 33 ist mit einer Erdleitung 35 geerdet. Über der Mündung 2 der Flasche 1 ist eine Hochspannungselektrode 36 angeord­ net, die mit einer Leitung 37 an einen mit einer Leitung 38 geerdeten Hochfre­ quenzgenerator 39 angeschlossen ist.

Mit dieser Konstruktion wird in ähnlicher Weise wie bei der Konstruktion der Fig. 1 der Innenraum und die innere Oberfläche der Flasche 1 mit einem Plasma sterilisiert, jedoch bei der Konstruktion der Fig. 3 nur im flüssigkeitsfreien Kopfraum.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, ist die Masseelektrode 3, 23, 33 der Außenform des zu desinfizierenden Objektes also der Flasche 1 bzw. der Verschlußkappe 21, formschlüssig anzupassen, um eine günstige Plasmaausbildung im Innenraum des Objektes zu erzielen. Das Wechseln der mit einem Plasmaimpuls desinfi­ zierten Flasche 1 gegen die nächste zu desinfizierende Flasche gestaltet sich bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 mit topfförmig bzw. ringförmig ge­ schlossenen Masseelektroden 3 bzw. 33 schwierig.

Um bei der erwähnten möglichen Taktfrequenz von 10 Hz den Flaschenwechsel unkomplizierter zu gestalten, kann eine Desinfektionsstation so ausgebildet sein, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Es ist hier ein topfförmiger Behälter 41 dargestellt, jedoch kann mit dieser Behandlungsstation auch die Flasche 1 behan­ delt werden, die in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.

Behälter 41 kommen in einem kontinuierlich bewegten Strom einspurig zu der dargestellten Behandlungsstation, welche zwei um lotrecht stehende Achsen 42 gegenläufig synchron rotierende Transportsterne 43 und 44 aufweist. Die beiden Sterne weisen auf ihrem Umfang Taschen auf und entsprechen in der Draufsicht der Fig. 4 den üblichen, bei Flaschenbehandlungsmaschinen verwendeten Transportsternen. Behälter laufen beispielsweise an dem Transportstern 43, in dessen Taschen stehend, ein, passieren den bei 45 liegenden Desinfektionsplatz und laufen mit dem Transportstern 44 aus, wobei Geländer 46 die Behälter 41 in den Taschen halten.

Alle Taschen der beiden Sterne sind, wie insbesondere Fig. 5 zeigt, mit zylin­ derförmigen Halbschalen 47 ausgebildet, wobei, wie die Fig. 4 und 5 zeigen, an dem Desinfektionsplatz 45, an dem die beiden Sterne 43 und 44 miteinander in Eingriff stehen, also die Übergabe der Behälter 41 von dem einen Stern zum anderen Stern erfolgt, jeweils zwei Halbschalen 47 aus beiden Sternen einen den Behälter 41 vollständig umgreifenden Zylinder ausbilden, der nach unten mit ei­ nem Gleitblech 48 zu einer topfförmigen Masseelektrode 47, 47, 48 geschlossen ist.

Diese Masseelektrode ist über eine Masseleitung 49 am Gleitblech 48 geerdet. Die Transportsterne 43 und 44 sind durch Schleifkontakte 50 geerdet mit dem Gleitblech 48 kontaktiert, so daß auch die Halbschalen 47 geerdet sind.

Über der Mündung des Behälters 41 steht eine ortsfest über dem Gleitblech 48, also über dem Desinfektionsplatz 45 angeordnete Hochspannungselektrode 56, die, wie in Fig. 5 angedeutet, aus einem Isolatorkopf 58 herausragt. Eine Lei­ tung 57 führt zu dem Hochfrequenzgenerator.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Desinfektionsstation werden Behäl­ ter 41 nacheinander in einer Reihe mit den Transportsternen 43 und 44 transpor­ tiert. Sie gelangen dabei auf den Desinfektionsplatz 45 unter der Hochspannungs­ elektrode 56. An dieser Stelle wird jeweils von den Sternen 43 und 44 mit den Halbschalen 47 und dem Gleitblech 48 eine topfförmige Masseelektrode um den Behälter 41 geschlossen und es kann hier eine Plasmaentladung mit im wesentli­ chen denselben geometrischen Verhältnissen stattfinden, wie an Hand von Figur erläutert wird.

Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, sind die Halbschalen 47 mit einer Isolier­ schicht 54 versehen, die, falls erforderlich, auch auf dem Gleitblech 48 vorgese­ hen sein kann.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Vorrichtung zum Füllen und Verschließen sowie zum zweimaligen Desinfizieren von Flaschen 61, die (Fig. 6) mit Halskragen 62 und Mündung 63 dargestellt sind, ansonsten aber der in Fig. 1 gezeigten Form entsprechen können. Es kann sich hierbei um handelsübliche PET-Flaschen han­ deln. Eine Station zur Geruchsprüfung ist vorgeschaltet.

Die Flaschen 61 gelangen, wie Fig. 8 zeigt, auf einem Transportband 80 zu ei­ nem Einlaufstern 81, der die Flaschen auf die Füllplätze 82 einer um eine Achse 83 mit ihrem Füllertisch 84 rotierenden Füllmaschine übergibt. Die Flaschen lau­ fen, auf den Füllplätzen 82 stehend, mit dem Füllertisch 84 um und werden mit einem Übergabestern 85 auf den rotierenden Tisch 86 eines Verschließers über­ geben, von dem sie nach einem Umlauf mit einem Auslaufstern 87 auf ein abfüh­ rendes Transportband 88 übergeben werden. Der Füllertisch 84 und der Ver­ schließertisch 86 sowie die Transportbänder 80, 88 und die Sterne 81, 85 und 87 sind synchron laufend gekoppelt.

Fig. 6 zeigt im Achsschnitt einen Füllplatz 82 auf dem Füllertisch 84 mit dem über jedem Füllplatz angeordneten Füllorgan 89 in üblicher Ausbildung mit Flüs­ sigkeitsauslauf 90, Behälterranddichtung 91 und Rückgasrohr 92.

Auf jedem Füllplatz 82 ist auf dem Füllertisch 84 eine radial nach außen offene halbzylinderförmige Halbschale 93 befestigt.

In Fig. 8 ist mit 94 ein Desinfektionsplatz bezeichnet, der ortsfest, also nicht mit dem Füllertisch 84 rotierend, angeordnet ist. An diesem Desinfektionsplatz 94 ist neben dem Füllertisch 84 ein gegenläufig rotierender Stern 95 mit als Halbscha­ len 96 ausgebildeten Taschen angeordnet.

Fig. 6 zeigt den auf diese Weise gebildeten Desinfektionsplatz 94, an dem, wie auch Fig. 8 zeigt, eine Halbschale 96 des Sternes 95 und eine Halbschale 93 des Füllertisches 84 um die Flasche 61 geschlossen sind und zusammen mit dem Füllertisch 84 eine die Flasche 61 topfförmig umfassende Masseelektrode ausbil­ den, ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte Masseelektrode 3.

An dieser Stelle, also an dem ortsfesten Desinfektionsplatz 94 ist eine Hoch­ spannungselektrode 97 mit Isolator 98 ortsfest angeordnet, die über eine schema­ tisch angedeutete Leitung 99 an einen mit einer Leitung 100 geerdeten Hochfre­ quenzgenerator 101 angeschlossen ist. Die ortsfeste Hochspannungselektrode 97 weist nach oben und nach unten ragende Spitzen 102 und 103 auf.

Sowohl die am Desinfektionsplatz gebildete Masseelektrode 93, 96, 84 als auch das Füllorgan 89 sind in geeigneter Weise, wie in Fig. 6 dargestellt, geerdet. Wird ein Impuls auf die Hochspannungselektrode 97 gegeben, so wird ein Plasma sowohl in der Flasche 61 als auch gegenüber dem Füllorgan 89 gleichzeitig er­ zeugt. Es wird also die Flasche innen sterilisiert und es wird das Füllorgan 89 an den entscheidenden Stellen, also am Rückgasrohr 92 und im Auslauf 90 sterili­ siert. Bei weiterem Umlauf des Füllertisches 84 nach dem Desinfektionsplatz 94 kann unmittelbar das Füllorgan 89 auf die Mündung 63 der Flasche 61 abgesenkt und der Füllvorgang begonnen werden.

Die bis zu einem Pegel 104 (Fig. 7) gefüllten Flaschen 61 gelangen nun auf dem Verschließertisch 86 zu einem dort vorgesehenen Desinfektionsplatz 105, der im einzelnen in Fig. 7 dargestellt ist.

Die Flaschen 61 stehen auf Verschließplätzen auf dem Verschließertisch 86. Je­ der dieser Verschließplätze ist mit einer Halbschale 106 ausgerüstet, die z. B. über eine Scheibe 107 mit dem Verschließertisch 86 verbunden ist. Weitere Halb­ schalen 108 sind an den Taschen eines Sternes 109 befestigt, der gegenläufig synchron rotierend neben dem Verschließertisch 86 angeordnet ist.

Die Halbschalen 106 am Verschließertisch 86 und die Halbschalen 108 am Stern 109 sind auf entsprechender Höhe gehalten und in entsprechender Formgebung ausgebildet, so daß sie, wenn sie um die Flasche 61 zu zweit geschlossen sind, in Form und Anordnung eine Masseelektrode ausbilden, wie sie in Fig. 3 darge­ stellt ist, gegebenenfalls auch mit der dort dargestellten Innenisolierung. Beide Halbschalen sind, wie in Fig. 7 angedeutet, zu erden, beispielsweise über den Verschließertisch 86 und über den Stein 109.

Oberhalb der Verschließplätze auf dem Verschließertisch 86 sind, wie Fig. 7 zeigt, Verschließelemente 23 mit Wellen 24 zum Halten von Verschlußkappen 21 angeordnet. Sie entsprechen der Ausbildung in Fig. 2.

Am Ort des Desinfektionsplatzes 105 ist ortsfest, also nicht mitdrehend, eine Hochspannungselektrode 97 angeordnet, die der in Fig. 6 dargestellten Hoch­ spannungselektrode entspricht und einschließlich des gesamten Hochspannungs­ teiles mit denselben Bezugszeichen versehen ist.

An dem Desinfektionsplatz 105 wird also bei Impulsgabe auf die Hochspannungs­ elektrode 97 gleichzeitig die Verschlußkappe 21 und nach unten hin die Flasche 61 in ihrem Kopfraum oberhalb des Pegels 104 sterilisiert. Unmittelbar anschlie­ ßen kann auf dem Verschließer der Verschließvorgang bewirkt werden.

In Fig. 8 ist noch eine Zuführungsbahn 110 angedeutet, mit der die Verschluß­ kappen 21 dem Verschließer zugeführt werden, an dem sie in nicht dargestellter Weise in die Verschließelemente 23 eingesteckt werden.

Wie in Fig. 8 angedeutet, können die Hochspannungselektroden 97 der beiden Desinfektionsplätze 94 und 105 von einem Hochspannungsgenerator 101 über Leitungen 99 versorgt werden, und zwar über einen Verteiler 111, der entweder Impulse gleichzeitig auf beide Hochspannungselektroden gibt oder mit einer ge­ eigneten Umschalteinrichtung auch nacheinander bei entsprechender Synchroni­ sierung.

Fig. 8 zeigt ferner eine dem Transportband 80 vorgeschaltete Anlage zur Ge­ ruchsprüfung von Kunststoffflaschen. Wie der stark schematisierten Darstellung entnehmbar, kommen die Flaschen 61 auf einem Transporteur 120 an und gelan­ gen zunächst in eine Desinfektionsstation 121, die beispielsweise wie in den Fi­ guren 4 und 5 dargestellt, ausgebildet sein kann. Von der Desinfektionsstation 121 gelangen die desinfizierten Flaschen über einen Transporteur 122 zu einem Sniffer 123, der den Innenraum der Flaschen auf Geruchsbelastung prüft und zu stark belastete Flaschen auf einen Transporteur 124 ausstößt. Nicht belastete Fla­ schen laufen weiter auf dem Transportband 80.

Die Desinfektionsstation 121 arbeitet beispielsweise, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, mit Plasmaerzeugung und ist über eine Leitung 99 an den Verteiler 111 angeschlossen. Bei der Plasmaerzeugung in den Flaschen 61 erfolgt nicht nur eine Vordesinfektion, sondern auch eine erhebliche Reduzierung der Geruchsbe­ lastung. Der Ausschuß auf dem Transporteur 124 wird dadurch stark verringert.

Die vorgeschaltete Geruchsprüfungsanlage kann auch weggelassen werden, wenn die Flaschen nicht geruchsbelastet sind oder wenn beispielsweise bei nur geringer Geruchsbelastung die Plasmabeaufschlagung auf dem Desinfektionsplatz 94 zur restlosen Desodorierung ausreicht.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist dafür Sorge zu tragen, daß die jeweilige Hochspannungselektrode immer dann von ihrem zugeörigen Hochfre­ quenzgenerator mit einem Impuls zur Erzeugung des Plasmas beaufschlagt wird, wenn sie vor der Mündung eines Objektes, also einer Flasche eines Behälters oder einer Verschlußkappe steht. Dazu ist der Hochfrequenzgenerator in geeig­ neter Weise mit dem Antrieb der Objekte zu synchronisieren, damit die Impuls­ gabe stets im richtigen Zeitpunkt erfolgt.

In den dargestalteten Ausführungsbeispielen sind die Masseelektroden mit den jeweiligem Generator über Masseleitungen, also beispielsweise Maschinenteile und dergleichen, verbunden. Die Masseelektroden können jedoch auch erdfrei, also isoliert, mit dem entsprechenden Pol des Hochfrequenzgenerators kontaktiert sein, obwohl in der Regel insbesondere zu Zwecken der elektrischen Störab­ schirmung Masseverbindungen geeigneter sind.

Bei den dargestellten Ausführungsformen mit bewegten Masseelektroden, wie z. B. in Fig. 5 den bewegten Halbschalen 47, sind die Masseverbindungen schwierig. Es müssen Schleifkontakte eingesetzt werden, wie beispielsweise die beiden in Fig. 5 gezeigten federnden Schleifkontakte 50. Es können dabei auch drehende Kontaktstellen an den Wellen verwendet werden. Vorteilhaft ist jedoch eine andere Art der Kontaktierung, die angesichts der hier zur Plasmaerzeugung eingesetzten Hochfrequenz möglich ist. Es kann eine kapazitive Kopplung ver­ wendet werden, die berührungsfrei arbeitet und daher störungs- und verschleiß­ frei ist.

In Fig. 5 kann beispielsweise das Gleitblech 48 über eine feste Masseleitung 49 geerdet sein. Die Massekontaktierung zwischen dem Gleitblech 48 und den Ster­ nen 43 und 44 kann jedoch kontaktlos erfolgen durch kapazitive Kopplung zwi­ schen dem Gleitblech 48 und den drehenden Scheiben der Sternräder 43 und 44, die in geeigneter Größe und geringem Abstand zueinander angeordnet sein kön­ nen.

In den dargestellten Ausführungsformen wird die Sterilisation von Kunststoffbe­ hältern besprochen. Glasbehälter, z. B. Glasflaschen, lassen sich auf die gleiche Weise behandeln. Auch metallische Objekte, wie Getränkedosen oder metallische Verschlußkappen, lassen sich in leicht abgewandelter Weise mit Plasma sterili­ sieren.

Bei der Plasmasterilisierung kann es aufgrund elektrischer Störungen im Hoch­ frequenzgenerator oder aufgrund von Unregelmäßigkeiten in den zu behandeln­ den Objekten, beispielsweise bei Vorliegen einer gefüllten Flasche, wenn eine leere Flasche erwartet wird, zu unzulässigen Abweichungen bei der Plasmaer­ zeugung kommen. Ein fehlbehandeltes Objekt ist nicht steril und muß aussortiert werden. Dazu kann eine nicht dargestellte Überwachungseinrichtung vorgesehen sein, die z. B. die elektrischen Parameter des Plasmaimpulses am Hochfrequenz­ generator abgreift oder beispielsweise durch optische oder akustische Fernbeob­ achtung am Sterilisationsplatz die Plasmaerzeugung überwacht. Nach Vergleich jeder einzelnen Plasmaerzeugung mit zulässigen Parametergrenzwerten kann eine Entscheidung über die korrekte Desinfizierung getroffen werden. Liegt eine Fehlbehandlung vor, so wird das fehlbehandelte Objekt ermittelt und kann im synchron laufenden Objektstrom verfolgt und an geeigneter Stelle ausgestoßen werden.

In den Fig. 6 und 7 sind Desinfektionsplätze dargestellt, bei denen eine Hoch­ spannungselektrode 97 mit den Spitzen 102 und 103 gleichzeitig ein Plasma nach oben zum Füllorgan 89 bzw. zur Verschlußkappe 21 und nach unten in die Fla­ sche 61 erzeugt. Diese Darstellungen sind nur schematisch gewählt, um die Möglichkeit der gleichzeitigen Sterilisierung je zweier Gegenstände an einem Desinfektionsplatz zu zeigen. Tatsächlich stößt die gleichzeitige Plasmabeauf­ schlagung zweier Gegenstände von einer Elektrode aus auf technische Probleme. Es ist besser, anstelle der in den Fig. 6 und 7 dargestellten einen Hochspannungs­ elektrode 97 jeweils zwei Hochspannungselektroden vorzusehen, die einzeln von Hochfrequenzgeneratoren versorgt werden, z. B. nacheinander. Diese Hoch­ spannungselektroden können mit ihren Spitzen ähnlich wie die Spitzen 102 und 103 zu ihrem jeweiligen Plasmabeaufschlagungsort hin gerichtet sein. Sie können beispielsweise kurz nacheinander oder gegebenenfalls auch gleichzeitig beauf­ schlagt werden.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Füllen, Verschließen und/oder zur Geruchsprüfung von Getränkebehältern (1, 41, 61), mit Behandlungsstationen (Füllertisch 84, Verschließertisch 86, Sniffer 123) zur Behandlung und mit Einrichtungen zum Transport (Transportbänder 80, 88, Sterne 81, 85, 87) der zu behan­ delnden Objekte in Form von Behältern oder Verschlüssen und mit Ein­ richtungen zur Desinfektion der Objekte, die wenigstens einer Behand­ lungsstation vorgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Desinfektionsstation vorgesehen ist die synchron zum Objektstrom wenigstens einen Desinfektionsplatz (45, 94, 105, 121) bereitstellt, der zur Aufnahme eines Objektes (Flasche 1, 41, 61, Verschlußkappe 21) zwi­ schen zwei Elektroden (Hochspannungselektrode 6, 26, 36, 56, 97, Mas­ seelektrode 3, 23, 33, 47, 48, 93, 96, 84, 106, 108) ausgebildet ist, die an einen Hochfrequenzgenerator (9, 29, 39, 101) zur Erzeugung eines Plas­ maimpulses zwischen den Elektroden angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Elektroden als Masseelektrode (3, 23, 33, 47, 48, 93, 96, 84, 106, 108) ge­ erdet ist und großflächig, rotationssymmetrisch zur Achse des Objektes (Flasche 1, 41, 61, Verschlußkappe 21) dieses umgebend ausgebildet ist, während die andere, als mit dem Hochspannungspol des Hochfrequenzge­ nerators (9, 29, 39, 101) verbundene Hochspannungselektrode (6, 26, 36, 56, 97) im Bereich der Mündung (2, 22, 63) des Objektes angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mas­ seelektrode (3, 33, 47) auf ihrer Innenfläche mit einer Isolierschicht (4, 34, 54) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Desinfektionsplatz für Verschlußkappen (21) oder leere Behälter (1, 41, 61) die Masseelektrode (3, 23, 47, 48, 93, 96, 84) topfförmig, den Mün­ dungsbereich freilassend, die Verschlußkappe oder den Körper des Be­ hälters umschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Desin­ fektionsplatz nach dem Befüllen und vor dem Verschließen der Behälter (1, 61) vorgesehen ist, der mit einer im wesentlichen ringförmigen Mas­ senelektrode (33, 106, 108) den Kopfraum des Behälters oberhalb des Flüssigkeitspegels (31, 104) umschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mas­ seelektrode (3, 23, 33, 47, 48, 93, 96, 84, 106, 108) der Außenform des Objektes (1, 21, 41, 61) formschlüssig angepaßt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit kontinuierlich bewegten Objekten, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Masseelektroden (3, 23, 33, 47, 93, 96, 84, 106, 108) mit den Objekten (Flaschen 1, 41, 61, Verschlußkappen 21) durch den Desinfektionsplatz (45, 94, 105) bewegt werden, an dem die Hochspannungselektrode (6, 26, 36, 56, 97) ortsfest angeordnet ist, wobei der Hochfrequenzgenerator (9, 29, 39, 101) derart gesteuert ist, daß ein Impuls jeweils dann abgegeben wird, wenn die Mündung (2, 22, 63) eines Objektes vor der Hochspannungselektrode steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mas­ seelektrode in mehrere zum Objektwechsel getrennt außer Eingriff bring­ bare Teile (47, 47; 93, 96; 106, 108) unterteilt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektroden in der Mittellinie der Bewegungsbahn der Objekte (Behälter 41, Flaschen 61) jeweils in zwei Halbschalen (47, 47; 93, 96, 106, 108) geteilt sind, welche an getrennten Transporteuren (Sterne 43, 44; Füllertisch 84, Stern 94; Verschließertisch 86, Stern 109) befestigt sind, die synchron mit den Objekten derart laufen, daß jeweils bei Anlegen eines Impulses zwei Halbschalen am Desinfektionsplatz (45, 94, 105) das Objekt umschließen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halb­ schalen (47) als Taschen von am Desinfektionsplatz miteinander in Ein­ griff stehenden Transportsternen (43, 44) ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Hochspannungselektrode (97) zwischen der Mündung (63) des von der Masseelektrode (93, 96, 84; 106, 108) umgebenen Objektes (Flasche 61) und einer zweiten geerdeten Elektrode (Füllorgan 89, Verschließer 23) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt ein leerer Behälter (Flasche 61) und die zweite geerdete Elektrode ein Füllorgan (89) zum Befüllen des Behälters ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (Halbschalen 106, 108) den Kopfraum des befüll­ ten Behälters (Flasche 61) umgibt und die zweite geerdete Elektrode (Verschließer 23) eine auf den Behälter (Flasche 61) zu verschließende Verschlußkappe (21) umgibt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Verschlußkappe (21) umgebende Masseelektrode als Verschließelement (23) zum Verschließen der Verschlußkappe ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren Desinfektionsstationen (94, 105, 121) zum Desinfizieren von leeren oder gefüllten Behältern oder Ver­ schlußkappen, dadurch gekennzeichnet, daß die Desinfektionsstationen (94, 105, 121) an einen gemeinsamen Hochfrequenzgenerator (101) ange­ schlossen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma in offener Atmosphäre erzeugt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ort der Plasmaerzeugung ein Fremdgas, vorzugsweise Argon, vor Anlegen des Impulses zugegeben wird.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Fremdgas durch die als Düse ausgebildete Hochspannungselektro­ de (6) in die Mündung (2) des Objektes (Flasche 1) geleitet wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Über­ wachungseinrichtung vorgesehen ist, die die Parameter jedes Impulses überwacht und den desinfizierten Objekten einzeln zuordnet.