DE2310661A1 - Vorrichtung zum sterilisieren von stapelbaren behaeltern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern an einer Fu 11- und Verschließmaschine, der die Behälter in Form eines Stapels zugeführt werden.
• Es wird häufig gefordert, daß Lebensmittel oder andere Produkte steril abgepackt werden. Dazu gehört ebenso eine Sterilisierung der angelieferten Behälter wie eine sterile Abknpslung der gesamten Maschine bis zur Beendigung des Füllvorganges. Während Konservendosen häufig mit Wasserdampf relativ hoher Temperatur sterilisiert werden, ist dies bei Kunststoffbehältern nicht möglich, da die Kunststoffe meist diese Temperaturen von 132 bis 1800 C nicht vertragen.
• Es ist schon bekannt geworden, Kunststoffbecher mit Sterilisierungsmittel zu waschen. Dazu wird Wasserstoffsuperoxyd H202 oder Alkohol verwendet. Es ist jedoch stets die Gefahr vorhanden, daß beim Übergang zur Füll- und Verschließmaschine die Sterilität wieder verletzt wird.
• Aus der schweizerischen Patentschrift 523 820 ist eine Verpackungsmaschine bekannt geworuen, bei der Behälter in einem sterilen Raum aus einer Materialbahn geformt und darauf gleich befüllt und verschlossen werden. Dabei soll durch die zur Formung der Materialbahn notwendige Temperatur gleichzeitig eine Sterilisierung erreicht werden. Vorgefertigte Becher, die zwar im Augenblick ihrer Herstellung durch die hohe Verformungstemperatur weitgehend keimfrei sind, werden jedoch bis zum Zeitpunkt ihrer Verarbeitung reinfiziert. Andererseits ist es aus verschiedenen Gründen (Möglichkeit der Bedruckung, spezielle Becherformen etc.) notwendig, vorgefertigte Becher auf den Abfülimaschinen zu verarbeiten. Außerdem ist es nicht möglich, mit dieser Vorrichtung vorgefertigte Behälter zu verwenden. Dies ist jedoch sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus technischen Gründen häufig erforderlich. In vielen Fällen läßt sich durch Formung aus einer Naterialbahn, beispielsweise durch Vakuumverformung, keine ausreichende Qualität der Behälter herstellen. Aus Kunststoffspritzguß oder anderen Materialien bestehende Behälter lassen sich mit der bekannten Vorrichtung nicht verarbeiten.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der die in Form eines Stapels zugeführten Behälter vollständig, d. h. allseitig, sterilisiert werden können. Die zum sterilisieren notwendige Vorrichtung soll geringe Abmessungen haben und unkompliziert und betriebssicher arbeiten.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Fördervorrichtung mit an den Behältern angreifenden Greifeinrichtungen, die die einzelnen Behälter in Richtung der Stapelachse auseinänderziehen und durch eine Sterilisierkammer, durch die die Behälter in Form eines auseinandergezogenen Stapels laufen und in der Benetzungseinrichtungen für ein Sterilisierungsmittel angeordnet sind.
• Durch das Auseinanderziehen des Stapels wird die Oberfläche der einzelnen Behälter, die bis dahin von den jeweils benachbarten Behältern abgedeckt war, zur Einwirkung des Sterilisierungsrnittels freigelegt. Da es im Gegensatz zu einer Temperaturbehandlung bei einer Behandlung mit einem Sterilisierungsmittel meist notwendig ist, daß wirklich jedes Oberflächenteil nat dem SterilisierunU;smittelbenetzt wird,wird dadurch eine vollständige Entkeimung sichergestellt.La fernerzurSterilisierung und eventuell anschließenden Trocknung eine gewisse Zeit zur Verfügung stehen muß, ist es von besonderem Vorteil, daß eine gewisse Ineinanderschachtelung der einzelnen Behälter nach wie vor aufrechterhalten bleibt, so daß die Vorrichtung raumsparend gebaut werden kann.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer an eine Füll- und Verschließmaschine angeschlossenen Sterilisiervorrichtung und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Details in einer abgewandelten AusfUhrungsform.
• In lig. 1 ist ein Teil einer FUll- und Verschließmaschine 11 dargestellt, und zwar nur derjenige Teil, in dem tlie zu befüllenden Behälter 12 auf einen Förderer 13 gestellt werden. Dazu ist eine Übergabeeinrichtung 14 vorgesehen.
• In der Fall- und Verschließmaschine 11 sind in üblicher und hier nicht dargestellter Weise hintereinander eine Fü11-station und eine Verschließstation angeordnet, in der ein Deckel auf den Behälter aufgebracht wird. Die gesamte Füll-und Verschließmaschine 11 ist im vorliegenden Fall, da steril gearbeitet werden soll, von einem Gehäuse 15 umgeben.
• Der Fall- und Verschließmaschine 11 ist eine Sterilisiervorrichtung 16 für die Behälter 12 vorgeschaltet. Diese besitzt einen Förderer 17, beispielsweise einen Bandförderer, auf den ein Stapel 18 von Behältern 12 mit waagerechter Stapelachse 19 derart aufgelegt wird, daß die Behälter in Richtung der Stapelachse 19 und mit nach vorn weisender Öffnung durch einen möglichst gut abgedichteten Eintritt 20 in die Sterilisiervorrichtung 16 hineinlaufen.
• Die Behälter 12 sind stapelbar und haben zu diesem Zweck eine zur öffnung hin sich erweiternde kegelstumpfförmige Gestalt mit einem nach außen gerichteten Rand 21 im Bereich der öffnung. Es sei hier jedoch bemerkt, daß sich auch alle anderen Arten von stapelbaren Behältern verwenden lassen, sofern sie sich überhaupt maschinell ergreifen lassen.
• Die Sterilisiervorrichtung besitzt eine Sterilisierkammer 22 und eine daran anschließende Trockenkammer 23, an die sich wiederum die Füll- und Verschließmaschine 11 anschließt.
• Durch die Sterilisier- und Trockenkammern 22, 23 läuft eine Fördervorrichtung 24 mit waagerechter Förderrichtung hindurch.
• Sie ist als ein Kettenförderer ausgebildet, dessen Kettenglieder Greifeinrichtungen 25 tragen, die im dargestellten Beispiel als quer zur Förderrichtung verlaulende Ausnehmungen ausgebildet sind Die Greifeinrichtungen sind dazu vorgesehen, jeweils den Rand 21 eines Behälters zu ergreifen und diesen somit längs der Fördervorrichtung 24 zu transportieren. Die Greifeinrichtungen werden von der jeweils verwendeten Form der Behälter abhängen und können auch mit Saugwirkung, Kraftschluß etc. arbeiten, wenn auch der formschlüssige Eingriff, wie im dargestellten Beispiel, besonders wirksam ist und die Vorrichtung unkompliziert hält.
• Die bis auf den Eintritt 20 und den übertritt der Behälter in die Trockenkammer 23 sowie einen Durchtritt für den Förderer gut abgedichtete Sterilisierkammer besitzt eine Benetzungseinrichtung 26 für Sterilisierungsmittel, beispielsweise Wasserstoffsuperoxyd (H2O2), das der Benetzungseinrichtung 26 aus einem Behälter 27'unter Druck zugeführt wird. Die Benetzungseinrichtung besitzt Sprühdüsen 27, die so gerichtet sind, daß sie die gesamte Oberfläche der Behälter gut besprühen. Es können zahlreiche Arten verschiedener Sprüheinrichtungen eingesetzt werden. Es sollte auch dnrauf geachtet werden, daß diese den gesamten Umfang der Behälter besprühen.
• Anschließend an den durch den Eintritt 20 in die Sterilisierkammer 22 hineinreichenden Förderer 17 ist eine Führungsschiene 28 angeordnet, die in einem durch den Durchmesser der Behälter bestimmten Abstand parallel zur Fördervorrichtung 24 läuft. Die Führungsschiene 28 hat eine Abschrägung 29, die in Laufrichtung auf die Oberfläche der Fördervorrichtung 24 zu gerichtet ist. Diese Abschrägung 29 befindet sich am Beginn der Fördervorrichtung 24. Ein Führungsteil 30 bildet eine Stütze im Obergang vom Förderer 17 auf die Fördervorrichtung 24. Die Sterilisierkammer 22 besitzt ferner einen Abzug 31, der ins Freie führen kann.
• Die in Fig. 1 unterbrochen dargestellte Trockenkammer 23 ist normalerweise etwas länger als die Sterilisierkammer.
• Durch sie hindurch läuft der Förderer 24 und auch die Führungsschiene 28. Ein Gebläse 32 versorgt eine Warmluftzuführung 33 im Bereich der Trockenkammer mit warmer Luft.
• Diese wird, u. U. durch Leitbleche etc. entsprechend gerichtet, so geführt, daß die Becher getrocknet werden. Über eine Rückführung 34 kann die Warmluft entweichen. Da selbstverständlich sterilisierte Warmluft verwendet werden muß, kann u.U. ein geschlossenerer Warmluftkreislauf verwendet werden. Es ist auch möglich, aus der übrigen Maschinenanlage abgesaugte Warmluft zu verwenden.
• In Fig. 2 ist der Anfang des Förderers 24 gezeigt, wobei insbesondere die auf den Kettengliedern sitzenden Greifeinrichtungen 25 besser zu sehen sind. In Absonderung der Vorrichtung nach Fig. 1 ist die Ubergabe der Behälter an die Greifeinrichtungen bzw. das Auseinanderziehen auf eine andere Weise gelöst. Dazu besitzt die Vorrichtung eine oder mehrere Führungsschienen 28' ohne die Abschrägung 29. Ferner sind eine Sperre 36 und eine Einschiebevorrichtung 37 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sperre 36 und die Einschiebevorrichtung 37 als Hebel dargestellt, die sich in Richtung der gezeigten Pfeile bewegen können. Dazu ist eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung vorgesehen, die im Arbeitstakt der Greifeinrichtungen, d. h. je Greifeinrichtung einmal, den Hebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt , so daß er jeweils am Hand des ersten Behälters des noch nicht auseinandergezogenen Becherstapels 18 angreift und ihn 30 weit in Richtung der tapelachse 19 vorverschiebt, bis er mit Sicherheit von der entsprechenden Greifeinrichtung 25 erfaßt wird. Dabei sorgt die sperre 36 mit ihrer vorderen Crcifnase dair, daß der darauffolgende Behälter zurückgehalten wird und nicht mitwandern kann. Die Einschiebevorrichtung 37 läuft entgegen dem Uhrzeigersinn um, so daß sie danach den folgenden Behalter an seinem Rand ergreift. Zu diesem Zeitpunkt ist die Sperre 36 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn aufwärts geschwenkt und gibt den Behälter frei. Danach wird sie wieder abwärts bewegt und sperrt den nachfolgenden Behälter. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Darstellung der Sperre und der Einschiebevorrichtung nur schematisch ist. Sie sind selbstverständlich in zueinander versetzten Ebenen angeordnet, und es gibt zahlreiche andere Vorrichtungen, die den gleichen Zweck erfüllen. Beispielsweise kann die Einschiebung durch eine kontinuierlich oder diskontinuierlich angetriebene Schnecke oder dergleichen erfolgen.
• Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Ein Behälterstapel 18 wird automatisch oder manuell auf den Förderer 17 mit waagerechter Stapelachse aufgelegt.
• Der Förderer 17 fördert ihn mit der öffnung voran durch den Eintritt 20 in die Sterilisiervorrichtung hinein.
• Die Behälter sind so aufeinandergestapelt, daß jeweils ein Behälter am anderen anliegt oder fest auf ihm aufsitzt. Von diesem dichten Behälterstapel wird am Beginn des Förderers 24 durch die Greifeinrichtungen 25 jeweils der erste Behälter abgenommen, während der darauffolgende Behälter von der Führungsschiene im Bereich der AbschrE-gung 29 noch zurückgehalten wird. Die einzelnen Greifeinrichtungen auf der Ketten-Fördervorrichtung 24 sind erhehlich weiter voneinander entfernt als die Behälter im dichten Stapel voneinander entfernt waren. Die Greifeinrichtung verwandelt also den dichten Behälterstapel in einen auseinandergezogenen Behälterstapel, bei dem jetzt zwischen den jeweiligen P'ehälteraußen- und -innenwandungen ein so großer Spalt entsteht, daß das Sterilisierungsmittel, beispielsweise eine 30-%ige H2O2-Lösung, bei seinem Einsprüchen aus den Düsen 27 die Innen- und Außenfläche vollständig benetzen kann. Soweit es abtropft, kann das Sterilisierungsmittel in den Behälter 27' zurückgeführt werden; gasförmige Anteile entweichen aus dem Abzug 31.
• Die Einsprühung mit dem Sterilisierungsmittel erfolgt etwa im ersten Drittel des Förderers. Die beiden hinteren Drittel der Fördervorrichtung 24 führen durch die Trockenkammer, wo in die immer noch auseinandergezogenen und waagerecht längs ihrer Stapelachse geförderten Behilter Warmluft eingeblasen wird. Diese kann, wie dargestellt, gerichtet geblasen werden; häufig wird es jedoch ausreichen, sie ungerichtet einzublasen. Dabei dampfen die Reste des Sterilisierungsmittels ab. Wenn Wasserstoffsuperoxyd verwendet wird, spielen auch die entstehenden Dimpfe keine Rolle, da durch die Wärmeeinwirkung das Wasserstoffsuperoxyd in Wasser und Sauerstoff zerfällt. Am Ende der Fördervorrichtung 24 übernimmt die Übergabeeinrichtung 14 jeweils den ersten dort ankommenden Behälter und setzt ihn in den Förderer 13 der Füll- und Verschließmaschine 11 ein.
• Nach Fig. 1 greifen die Greifeinrichtungen 25 sich selbst jeweils den ersten Behälter, der vom Förderer 17 nachgeschoben wird. Bei Fig. 2 ist dagegen durch die Sperre 36 und die Einschiebevorrichtung 37 die Funktionssicherheit noch weiter erhöht.
• Von der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen möglich. Es ist beispielsweise vorteilhaft, die Sterilisiervorrichtung mehrreihig auszubilden, d. h. mit mehreren waagerecht nebeneinanderliegenden Bechers tapeln, werden nu<'tt i 1 < I"t.l 1 1 - und V rschließmaschine mehrere Behälterreihen nebeneinander befüllt.
• Obwohl es aus räumlichen Verhältnissen sehr günstig ist, die Behälterstapel waagerecht durch die Sterilisiervorrichtung laufen zu lassen, ist jedoch auch eine senkrechte oder geneigte Förderrichtung möglich. Falls der entsprechende Platz vorhanden ist, kann dadurch u.U. die Schwenkung um 900 durch die Übergabevorrichtung 14 vermieden werden. Die Sterilisiervorrichtung vom Eintritt bis zur Füll- und Verschließrnaschine hat bei einem Ausführungsbeispiel für sterilisierte Kunststoffbecher zur Befüllung mit Joghurt nur eine L'inge von ca. 1 m und kann also leicht an bereits vorhandene Maschinen angesetzt werden. Zu dieser raumsparenden Bauweise trägt es wesentlich bei, daß der Behälterstapel zwar auseinandergezogen wird, jedoch die Behälter noch zu einem großen Teil ineinanderstecken. Es können also trotz guter Zugänglichkeit der Oberfläche erheblich mehr Becher auf die gleiche Länge untergebracht werden. Ein Ketten- oder Bandförderer für die Greifeinrichtungen 25 ist besonders bevorzugt. Es sind jedoch auch andere Fördervorrichtungen brauchbar, die in der Lage sind, eine Greifeinrichtung auf einer vorgegebenen Bahn zu bewegen, die u.U. auch gekrümmt sein kann.
• Eine weitere bevorzugte Ausführungsform, die in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist, besitzt als Fördervorrichtung einen Schneckenförderer. Anstelle des Kettenförderers nach Fig. 1 sind drei horizontal angeordnete,an drei um je 1200 gegeneinander versetzten Stellen an den Bechern angreifende Förderschnecken vorgesehen, also meist aus Kunststoff bestehende Zylinder, die schraubenförmige Nuten besitzen. Diese Nuten bilden die Greifeinrichtungeri für die Behälterränder. Die Schnecken werden synchron drehend angetrieben und führen die Behälter durch die Sterilisier-und Trockenkammer.
• Vorstehend wurde eine Ausführung beschrieben, bei der das Sterilisierungsmittel im flüssigen Zustand aufgesE,rüht wurde. Dabei muß sorgsam darauf geachtet werden, daß alle keimfrei zu machenden Teile auch wirklich benetzt werden.
• Unter Umständen ist eine relativ große Menge des Sterilisierungsmittels dazu notwendig. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung einen Verdampfer für das Sterilisierungsmittel, beispielsweise Wasserstoffsuperoxyd, besitzen. In die Sterilisierkammer würde dann der Sterilisiermitteldatnpf eingebracht werden, der auf den kälteren Bechern kondensiert und sich niederschlägt. Dadurch wird eine einwandfreie Benetzung sämtlicher Oberflächenteile erreicht. Dies ist besonders wichtig bei hinterschnittenen und so sehr schwer zugänglichen Becherformen. Bei der Ausführung nach Fig. 1 müßte dann dem Behälter 27' eine Vcrdamp£ungseinrichtung nachgePchaltet werden, in der der Sterilisiermitteldampf erzeugt wird.

Claims (19)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern an einer FUll- und Verschließmaschine, der die Behälter in Form eines Stapels zugeführt werden, gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (24) mit an den Behältern (12) angreifenden Greifeinrichtungen (25), die die einzelnen behälter (12) in Richtung der Stapelachse (19) auseinanderziehen, und durch eine Sterilisierkammer (22), durch die die Behälter (12) in Form eines auseinandergezogenen Behälterstapels (18) laufen und in der Benetzungs einrichtungen (26) für ein Sterilisierungsmittel angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sterilisierkammer (22) eine Trockenkammer (23) anschließt, durch die die Behälter (12) als auseinandergezogenen Behälterstapel (18) laufen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (12) durch die Sterilisierkammer (22) und/oder die Trockenkammer (23) in Richtung der Stapelachse (19) des Behälterstapels laufen.

4. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur Förderung von Becherstapeln (18) in mehreren parallelen Reihen durch die Sterilisier- und/oder Trockenkammer (22, 23) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenkammer (23) an eine Heißluftzu-und -ableitung*(33, 34) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ilcißluftzu und -ableitung zu einem geschlossenen Kreislauf gehören.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Trockenkammer (23) eine Übergabeeinrichtung (14) für die Behälter (12) auf den Förderer (13) der Füll- und Verschließmaschine(11) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur kontinuierlichen Förderung der Behälter (12) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur waagerechten Förderung der Behälter (12) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) durch die Sterilisier- und die Trockenkammer (22, 23) hindurchreicht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) ein Kettenförderer ist, an dessen Kettengliedern die Greifeinrichtungen (25) angebracht sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtungen (25) an einem Rand (21) der Behälter (12) angreifen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadruch gekennzeichnet, daß am Beginn der Fördervorrichtung (24) eine Sperre (36) für die jeweils auf den von der Greifeinrichtung (25) ergriffenen Behälter folgenden Behälter angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre aus einer Führungsschiene (28) für den der Greifeinrichtung (25) entfernten Rand (21) der Behälter (12) besteht, die im Bereich des Ergreifens durch die Greifeinrichtung (25) auf diese zu abgeschrägt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn der Fördervorrichtung eine Einschiebevorrichtung (37) für den jeweils von der Greifeinrichtung (25) zu ergreifenden Behälter (12) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch £ekennzeichnet, daß vor der Sterilisierkammer (22) ein Förderer (17) zur Zuffihrung des Behälterstapels (18) zu der in der Sterilisierkammer (22) laufenden Fördervorrichtung (24) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung aus einem Schneckenförderer besteht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Verdampfer für das Sterilisierungsmittel besitzt und daß der erzeugte Sterilisierungsmitteldampf zur Kondensation auf den Behältern (12) in die Sterilisierkammer (22) einbringbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisierungsmittel Wasserstoffsuperoxyd (H2O2) ist.