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Die Erfindung betrifft eine UV-Entkeimvorrichtung für becher- oder eimerförmige Gebinde und eine Lebensmittelabfüllvorrichtung umfassend eine solche UV-Entkeimvorrichtung.
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Im Stand der Technik offenbart die
DE 298 12 427 U1 eine Vorrichtung zum Entkeimen von größeren Gebinden mittels einer UV-Strahlung. Dazu werden mehrere, ringförmig angeordnete, stabförmige UV-Strahler in das Gebinde eingetaucht. Ein durch eine UV-strahlendurchlässige, die UV-Strahler umhüllende Quarzglocke geführter, entkeimter Kühlluftstrom wird dabei gegen den Bodenbereich und anschließend gegen die Innenwand des Gebindes geleitet und soll beim Austritt aus dem Gebinde gleichzeitig eventuell darin befindliche Partikel austragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte UV-Entkeimvorrichtung für stapelbare, becher- oder eimerförmige Gebinde vorzuschlagen.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt ausgehend von den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1, 10 und 11 durch die in deren Kennzeichen angegebenen Merkmale.
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In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
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Dementsprechend betrifft die Erfindung eine Entkeimvorrichtung zur Entkeimung der Innenflächen von becher- oder eimerförmigen Gebinden, umfassend eine UV-Strahlungsquelle. Diese Entkeimvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Auflage- oder Aufstellfläche für wenigstens ein Gebinde drehbar ausgebildet ist, insbesondere um eine vertikal durch die Auflage- oder Aufstellfläche verlaufende Rotationsachse.
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Damit kann das zu entkeimenden Gebinde derart mit einer Relativbewegung gegenüber der UV-Strahlungsquelle beaufschlagt werden, dass jeder Flächenbereich der Innenwand des zu entkeimenden Gebindes für eine vorgebbare und damit für eine zuverlässige Entkeimung ausreichende Zeit der UV-Strahlung ausreichend ausgesetzt ist. Insbesondere einem durch die Ausrichtung der UV-Strahlungsquelle erzielbaren, maximalen Bestrahlungswert.
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Erfindungsgemäß kann hierdurch eine zuverlässig ausreichende Entkeimung von Gebinden ohne räumlich kreuzende Geometrien im Förderweg bewirkt werden, wie dies z. B. bei der eintauchenden Entkeimvorrichtung und der zu entkeimenden Gebinde gem. dem einleitend dargelegten Stand der Technik der Fall ist. Weiter vorteilhaft kann die UV-Strahlungsquelle positionsfest angeordnet werden, insbesondere auch gegenüber dem Förderweg der zu entkeimenden Gebinde. Und damit wesentlich einfacher und ohne Erfordernis einer entsprechend zuverlässigen Bewegungsmechanik, sowohl für eine UV-Strahlungsquelle als auch für deren Versorgungsleitungen. Das heißt im Weiteren, diese Entkeimvorrichtung ist durch den vergleichsweise einfacheren mechanischen Aufbau auch deutlich weniger störungsgefährdet.
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Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei oder sogar mehr drehbar ausgebildete Auflage- oder Aufstellflächen vorgesehen sind, kann damit eine entsprechende Durchsatzerhöhung erzielt werden.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann ein Drehantrieb für die Auflage- oder Aufstellfläche bzw. -flächen ein Linear-Antriebselement umfassen, insbesondere einen Stellzylinder und/oder eine Schubstange. Damit kann in einfacher und zuverlässiger Weise den zu entkeimenden Gebinden die erforderliche Drehbewegung aufgeprägt werden.
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Dieses Linear-Antriebselement kann vorzugsweise unterhalb der Auflage- oder Aufstellfläche bzw. -flächen positioniert sein. Damit ist es einerseits in einem von den zu entkeimenden Gebinden abgewandten Bereich der Entkeimvorrichtung positioniert, so dass damit zusätzlich auch die Gefahr eines hiervon ausgehenden Verunreinigungseintrages reduziert ist.
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Andererseits sind die einzelnen Elemente dieses Drehantriebs zumindest im Wesentlichen vor der UV-Strahlung geschützt, so dass insbesondere im Bereich erhöht auftretender Reibung Materialien mit Eigenschmierwirkung, wie z. B. Kunststoffe eingesetzt werden können, die bei direkter UV-Bestrahlung eine vergleichsweise geringe Betriebslaufzeit hätten.
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Im Weiteren kann der Drehantrieb ein Zahnrad umfassen, welches insbesondere vorteilhaft koaxial zur Rotationsachse der Auflage- oder Aufstellfläche ausgerichtet ist. Hierdurch kann eine auf das Zahnrad aufgeprägte Drehbewegung auf die Auflage- oder Aufstellfläche bzw. -flächen übertragen werden.
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Zur Umsetzung der Linearbewegung eines Linearantriebs in eine Rotationsbewegung kann der Drehantrieb ein Umsetzmittel aufweisen. Dieses kann beispielsweise platten- und/oder scheibenartig ausgebildet sein und eine Drehachse sowie einen von dieser beabstandeten Anlenkpunkt für den Linearantrieb umfassen.
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Mittels einer an den Umsetzmitteln ausgebildeten Teilkreis-Umfangszahung können die Umsetzmitteln mit dem mit der Auflage- oder Aufstellfläche verbundenen Zahnrad kämmen und die vom Linearantrieb generierte Linearbewegung als Rotationsbewegung übertragen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Drehantrieb zur Drehung der Auflage- oder Aufstellfläche um einen Winkel von etwa 90 Grad, plus/minus etwa 10 Grad, um die Rotationsachse der Auflage- oder Aufstellfläche ausgebildet, vorzugsweise um 180 Grad, plus/minus etwa 10 Grad. Hierdurch kann abhängig von der Ausleuchtung das Gebinde unter der UV-Strahlungsquelle soweit gedreht werden, dass dessen gesamte Innenfläche zuverlässig entkeimt werden kann.
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Weiter ist bevorzugt, dass die Auflage- oder Aufstellfläche zur Aufnahme von Gebinden mit einem Durchmesser von ≥ etwa 120 mm und/oder von Gebinden mit einem Aufnahmevolumen für Füllmengen im Bereich von etwa 1 kg bis 25 kg ausgebildet ist. Damit können Gebinde mit Größen entkeimt werden, wie sie insbesondere für die Gastronomie und andere Lebensmittelverarbeitende Betriebe bei der Bereitstellung von vorgefertigten Produkten, wie z. B. Saucen und dgl. mehr, immer häufiger Anwendung finden. Beispielsweise im getakteten Betrieb.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die UV-Strahlungsquelle zwei länglich ausgebildete und etwa parallel zueinander angeordnete UV-Strahler umfasst, wobei vorzugsweise die Länge, über welche der jeweilige UV-Strahler tatsächlich ausstrahlt, zumindest eines UV-Strahlers größer ist als der Durchmesser der zu entkeimenden Gebinde.
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Die Grundstrahlungsrichtung ist zwar parallel zur Drehachse der Auflage- oder Aufstellfläche zur Aufnahme von Gebinden ausgerichtet, jedoch ist die UV-Strahlungsquelle so ausgebildet, dass sie auch ganz gezielt im Winkel davon wegstrahlt, um die Wandbereiche der Gebinde möglichst intensiv zu bestrahlen.
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Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die gesamte Innenfläche der Gebinde auf jeden Fall mit UV-Strahlung zur Entkeimung beaufschlagt wird.
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Besonders effektiv ist diese Entkeimung bei Gebinden mit konisch ausgebildeten, zur Öffnung hin sich erweiternden Wänden, wie dies z. B bei stapelbaren Gebinden der Fall ist.
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Durch die nicht homogene Abstrahlung der UV-Strahlungsquelle ergeben sich Bereiche mit intensiverer Bestrahlung, insbesondere auch im Innenwandbereich, durch die die Gebinde mittels der ihnen aufgeprägten Drehbewegung gelichmäßig so hindurchbewegt werden, dass an deren Innenfläche eine gleichmäßige Bestrahlung und damit Entkeimung der Innenflächen des Gebinde bewirkt wird.
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Beispielsweise kann es sich bei der UV-Strahlungsquelle um eine UVC Lichtquelle handeln. Die UV-Strahlungsquelle kann für den Bestrahlungsfall im Dauerbetrieb betrieben werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann demgegenüber ein Pulsbetrieb realisiert werden. Die Bestrahlungsdauer kann abhängig von der Größe des Gebindes z. B. zwischen 0,5 Sekunden bis hin zu 6 Sekunden oder auch 10 Sekunden betragen.
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Im Weiteren kann die Entkeimvorrichtung so ausgebildet sein, dass die UV-Strahlungsquelle folgende weitere Merkmale aufweist:
- a. eine radiale Ausrichtung in Beug zur Drehachse und/oder
- b. eine ungleichmäßige, zur Drehachse unsymmetrische Bestrahlungsverteilung und/oder
- c. dass die UV-Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil der inneren Seitenwand des Gebindes stärker beschienen ist, als der Rest der inneren Seitenwand und/oder
- d. dass die Strahlungsrichtung wenigstens abschnittsweise parallel zur Drehachse ausgerichtet ist.
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Die Erfindung betrifft auch eine Lebensmittel-Abfüllvorrichtung mit einer Entkeimvorrichtung zur Entkeimung der Innenflächen von becher- oder eimerförmigen Gebinden, wie vorangehend beschrieben.
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Damit kann ein Verfahren zur Entkeimung der Innenflächen von becher- oder eimerförmigen Gebinden mittels einer UV-Strahlungsquelle durchgeführt werden. Dieses zeichnet sich aus durch:
- • Positionieren des Gebindes unterhalb der UV-Strahlungsquelle,
- • Drehen des Gebindes um die Rotationsachse des auf seinem Boden stehenden Gebindes, um einen Winkel von etwa 90 Grad, plus/minus etwa 10 Grad, um die Rotationsachse der Auflage- oder Aufstellfläche, vorzugsweise um 180 Grad, plus/minus etwa 10 Grad,
- • Beaufschlagen des Gebindes mit UV-Strahlung während der Drehung des Gebindes.
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Nochmals zusammenfassend betrifft die Erfindung somit eine UV-Entkeimung von Gebinde bei deren gleichzeitiger Drehung während des Entkeimungsvorgangs. Hierdurch kann eine homogene Bestrahlung aller Flächen bewirkt werden, was wiederum entscheidend ist für eine garantierte Keimreduktion auf den produktberührenden Flächen der Gebinde.
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Dies betrifft sowohl runde, rechteckige, quadratische wie auch ovale Gebindeformen, nur um entsprechende Beispiele zu benennen. Möglich sind jedoch auch andere Formen von Gebinden.
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Die UV-Strahlungsquelle ist oberhalb der Gebinde angeordnet, zum Beispiel in der Form zweier Kassetten in Rechteckform. Diese sog. Bestrahlungskassetten sind mit Längsreflektoren ausgestattet, so dass sie in der Draufsicht eine in etwa rechteckige Abstrahlcharakteristik aufweisen.
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Dass die Strahlung nicht „homogen” austritt, wird durch die Drehung der Gebinde während des Bestrahlungsvorgangs kompensiert, bzw. das Bestrahlungsergebnis somit optimiert. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei Einsatz von länglichen Bestrahlungsquellen auch größere Gebinde durch die Drehbewegung „abgedeckt”, d. h. die gesamte Innenfläche, insbesondere inklusiver der gesamten Innenwand, und somit sicher entkeimt werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen beispielhaft und schematisch:
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1: eine Ansicht auf eine UV-Entkeimvorrichtung von vorne oben,
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2: eine Ansicht auf eine UV-Entkeimvorrichtung von vorne rechts oben,
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3: eine Ansicht auf eine UV-Entkeimvorrichtung von vorne rechts unten,
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4: eine Ansicht auf eine UV-Entkeimvorrichtung von vorne unten,
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5: eine Ansicht auf die Strahl-Austrittsseite einer UV-Strahlungsquelle,
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6: eine Schnittdarstellung von einer UV-Entkeimvorrichtung mit UV-Strahlungsquelle und darunter drehbar ausgebildeter Auflage- oder Abstellfläche sowie ein darauf abgestelltes, zu entkeimendes Gebinde.
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Dementsprechend zeigt die 1 eine Entkeimvorrichtung 1 mit Gehäuse 1.1 zur Entkeimung der Innenflächen von becher- oder eimerförmigen Gebinden 2, umfassend eine UV-Strahlungsquelle 3 (s. 3, 4, 5 und 6) und eine, insbesondere um eine vertikal durch die Auflage- oder Aufstellfläche 4 verlaufende Rotationsachse 4.1 drehbar (s. Pfeil 5) ausgebildete Auflage- oder Aufstellfläche 4 für wenigstens ein Gebinde 2.
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Eine die Auflage- oder Aufstellfläche 4 in entsprechend ausgebildeten Öffnungen integrierend aufnehmende Tischfläche 6 bildet einen vorzugsweise versatzfreien Übergang für die zu entkeimenden Gebinde 2, zwischen der im Vordergrund dargestellten Zufuhrseite 7 und der hinter der Entkeimvorrichtung weiterführenden Abfuhrseite 8.
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Zur Förderung der Gebinde 2 entlang der Förderstrecke 9, und durch die Entkeimvorrichtung 1 hindurch, ist eine Transportvorrichtung 10 mit Mitnehmern 10.1 vorgesehen. Tischschienen 10.2. dienen als Auflage für die aus einer Stapelvorrichtung vereinzelten, zugeführten Gebinde 2.
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Zur Visualisierung verschiedener möglicher Gebindeformen sind beispielhaft als Gebinde 2 links in der Darstellung der 1 ein rundes, und rechts ein nicht rundes, z. B. eckig ausgebildetes, eimerförmiges Gebinde 2 gezeigt. Beide Ausführungen weisen als stapelbare Gebinde 2 konische Mantelflächen auf.
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Die 2 zeigt eine Ansicht auf eine UV-Entkeimvorrichtung 1 von vorne rechts oben mit zwei Gebinden 2, jeweils auf einer drehbar ausgebildeten Auflage- oder Aufstellfläche 4.
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Die 3 zeigt je einen linken und einen rechten Drehantrieb 12 für eine linke und eine rechte Auflage- oder Aufstellfläche 4, welche ein Linear-Antriebselement 11 umfassen, insbesondere einen Stellzylinder 11.1 und/oder eine Schubstange 11.2.
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Der Drehantrieb 12 umfasst ein Zahnrad 12.1, welches insbesondere koaxial zur Rotationsachse 4.1 der Auflage- oder Aufstellfläche 4 ausgerichtet ist.
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Er umfasst weiterhin Umsetzmittel 13 zur Umsetzung einer Linearbewegung (Pfeil 14) in eine Rotationsbewegung (Pfeil 15). Dieses kann beispielsweise platten- und/oder scheibenartig ausgebildet sein und eine Drehachse 13.3 sowie einen von dieser beabstandeten Anlenkpunkt 13.2 für den Linearantrieb 11 umfassen.
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Diese Umsetzmittel 13 umfassen weiterhin eine Teilkreis-Umfangszahung 13.1., die mit dem Zahnrad 12.1 kämmt.
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Der Drehantrieb 12 ist zur Drehung der Auflage- oder Aufstellfläche 4 um einen Winkel von etwa 90 Grad, plus/minus etwa 10 Grad, um die Rotationsachse 4.1 der Auflage- oder Aufstellfläche 4 ausgebildet, vorzugsweise um 180 Grad, plus/minus etwa 10 Grad (s. 6).
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Oberhalb der der Auflage- oder Aufstellfläche 4 und des rechts dargestellten Gebindes 2 ist die zur Entkeimung der Gebinde vorgesehene UV-Strahlungsquelle 3 angeordnet. Während diese aktiviert ist, werden die Gebinde mittels der jeweiligen Auflage- oder Aufstellfläche 4 um den hierfür vorgesehenen Winkel um die Rotationsachse 4.1 zwecks Entkeimung deren gesamten Innenflächen gedreht.
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Die Auflage- oder Aufstellfläche 4 ist zur Aufnahme von Gebinden 2 mit einem Durchmesser von ≥ etwa 120 mm und/oder von Gebinden 2 mit einem Aufnahmevolumen für Füllmengen im Bereich von etwa 1 kg bis 25 kg ausgebildet.
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Die 4 zeigt, ähnlich wie die 3, eine Ansicht von unten auf die der Auflage- oder Aufstellfläche 4 und ein auf der rechten Seite beispielhaft dargestelltes, eimerförmiges Gebinde 2 mit darüber liegend angeordneter, gemäß beispielhaft dargestellter Strahlung 3.3 aktiver UV-Strahlungsquelle 3.
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Die UV-Strahlungsquelle umfasst dabei beispielhaft zwei länglich ausgebildete und etwa parallel zueinander angeordnete UV-Strahler 3.1 und 3.2, wobei vorzugsweise die strahlungswirksame Länge 3.4 zumindest eines UV-Strahlers > ist als der Durchmesser der zu entkeimenden Gebinde 2.
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Die 5 zeigt beispielhaft eine UV-Strahlungsquelle 3 mit zwei UV-Strahlern 3.1, 3.2, welche ihrerseits wiederum zwei UV-Lichtquellen 3.1.1, 3.1.2 bzw. 3.2.1, 3.2.2 aufweisen.
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In der 6 sind wiederum beispielhaft in einer von der Seite betrachteten Schnittdarstellung eine Entkeimvorrichtung 1 mit Gehäuse 1.1, UV-Strahler 3.1, 3.2 und ein darunter auf einer Auflage- oder Aufstellfläche 4 angeordnetes Gebinde 2 dargestellt. Die Hauptstrahlungsrichtung der von den UV-Strahlern ausgehenden UV-Strahlung 3.3 ist in etwa parallel zur Drehachse 4.1 der Auflage- oder Aufstellfläche 4. Durch die starke und intensive Auffächerung der UV-Strahlung, weg von der Hauptstrahlrichtung werden auch die in der Darstellung links und rechts befindlichen Bereiche der Innenflächen des Gebindes für die beabsichtigte Entkeimung ausreichend bestrahlt. Durch die dem Gebinde mittels der Auflage- oder Aufstellfläche 4 aufgeprägten Drehbewegung kommen alle Innenwandbereiche des Gebindes in diesen unter verstärkter Bestrahlung liegenden Bereich und werden entsprechend entkeimt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entkeimvorrichtung
- 1.1
- Gehäuse
- 2
- Gebinde
- 3
- UV-Strahlungsquelle
- 3.1
- UV-Strahler
- 3.2
- UV-Strahler
- 3.3
- Strahlung
- 3.4
- Länge
- 4
- Auflage- oder Aufstellfläche
- 4.1
- Achse
- 5
- Pfeil
- 6
- Tischfläche
- 7
- Zufuhrseite
- 8
- Abfuhrseite
- 9
- Förderstrecke
- 10
- Transportvorrichtung
- 10.1
- Mitnehmer
- 10.2
- Tischschiene
- 11
- Linear-Antriebselement
- 11.1
- Stellzylinder
- 11.2
- Schubstange
- 12
- Drehantrieb
- 12.1
- Zahnrad
- 13
- Umsetzmittel
- 13.1
- Teilkreis-Umfangszahung
- 13.2
- Anlenkpunkt
- 13.3
- Achse
- 14
- Pfeil
- 15
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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