DE2310661C3

DE2310661C3 -

Info

Publication number: DE2310661C3
Application number: DE19732310661
Authority: DE
Inventors: Theodor 7171 Gschlachtenbretzingen Schneider; Alfons 7170 Schwaebisch Hall Turtschan
Original assignee: GANZHORN U STIRN 7170 SCHWAEBISCH HALL
Current assignee: Gasti-Verpackungsmaschinen 7170 Schwaebisch- GmbH
Priority date: 1973-03-03
Filing date: 1973-03-03
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2310661A1; DE2310661B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern an einer Füll- 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 Sterilisierur.g der angelieferten Behälter wie eine sterile Abkapselung 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 18O⁰C nicht vertragen.

Aus der FR-PS 21 20 765 ist eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, die in Form einer Sterilisiertrommel ausgebildet ist der die Behälter in Form eines Stapels zugeführt werden. Sie werden in der Trommel einzeln von umlaufenden Aufnahmeringen erfaßt und während ihres Umlaufes sterilisiert. Sie werden dann von einem Übergabestern aus den Ringen herausgenommen und an den Förderer der Füll- und Verschließmaschine übergeben. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Ubergabetrommel einen sehr großen Raum einnimmt und die zur Sterilisierung und eventuellen Nachbehandlung zur Verfugung stehende Zeit durch die Anzahl der Aufnahmeringe in der Trommel begrenzt ist. Die Vorrichtung ist daher für sehr schnellaufende Maschinen weniger geeignet, weil dann die Sterilisiertrommel einen außerordentlich großen Raum einnehmen müßte. Bei dieser Vorrichtung sind ferner nicht alle Sterilisiermedien brauchbar, weil es nahezu ausgeschlossen ist, die Behälter auszuspülen und eine klare Trennung zwischen der Sterilisierungskammer und der nachfolgenden Füll- und Verschließmaschine herzustellen.

Aus der schweizerischen Patentschrift 5 23 820 ist eine Verpackungsmaschine bekanntgeworden, 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. Es ist aus verschiedenen Gründen (Möglichkeit der Bedruckung, spezielle Becherformen etc.) notwendig, vorgefertigte Becher auf Abfüllmaschinen zu verarbeiten. Dies ist sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus technischen Gründen häufig erforderlich.

Aus der DE-AS 18 15 538 ist es bekanntgeworden, Behälter mit erhitztem, mit Wasserdampf eingeblasenem Wasserstoff-Peroxyd zu sterilisieren. Es ist ferner aus der DE-AS 12 36 996 bekanntgeworden, bei einer Becherabstapelvorrichtung eine mechanisch gesteuerte Klinke zu verwenden, die jeweils den nachfolgenden

Behälter festhält, wenn der vorige Behälter abgezogen wird. Dabei sind für das Abstapeln Greifvorrichtungen vorgesehen, die am Rand des Behälters angreifen. Ferner ist aus der DE-AS 11 05788 eine Abstapeleinrichtung für Deckel bekanntgeworden, die aus drei die gestapelt zugeführten Deckel umgebenden Förderschnecken mit zunehmender Steigung besteht. Dabei werden die Deckel auseinandergezogrn und dann über eine Rutsche den Behältern zugeführt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern zu schaffen, mit der die BeirSlter allseitig sterilisiert werden können, wobei die Vorrichtung geringe Abmessungen haben und unkompliziert und betriebssicher arbeiten solL

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst 'S durch eine Fördervorrichtung mit an den Behältern angreifenden Greifvorrichtungen, die die einzelnen Behälter in Richtung der Stapelachse auseinanderziehen, und durch eine Sterilisierkammer mit Zuführvorrichtungen ffir ein Sterilisierungsmittel sowie eine daran zo anschließende Nachbehandlungskammer, aurch die die Behälter in Form eines auseinandergezogenen Behälterstapels laufen.

Durch das Auseinanderziehen des Stapels wird die Oberfläche der einzelnen Behälter, die bis dahin von den jeweils benachbarten Behältern abgedeckt war, zur Einwirkung des Sterilisierungsmittels freigelegt Da es im Gegensatz zu einer Temperaturbehandlung bei einer Behandlung mit einem Sterilisierungsmittel meist notwendig ist, daß wirklich jedes Oberflächenteil mit dem Sterilisierungsmittel in Kontakt kommt, wird dadurch eine vollständige Entkeimung sichergestellt Da ferner zur Sterilisierung und zur Nachbehandlung, z. B. eventuell zur Trocknung mit steriler Heißluft, 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.

Merkmaie vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer an eine Füll- und Verschließmaschine angeschlossenen Sterilisiervorrichtung und

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Details in einer abgewandelten Ausführungsform.

In F i g. 1 ist ein Teil einer Füll- und Verschüeßmaschine 11 dargestellt, und zwar nur derjenige Teil, in dem die zu befüllenden Behälter 12 in einen Förderer 13 gestellt werden. Dazu ist eine Übergabevorrichtung 14 vorgesehen.

In der Füll- und Verschließmaschine Ii sind in ss üblicher und hier nicht dargestellter Weise hintereinander eine Füllstation und eine Verschließstation angeordnet, in der ein Deckel auf den Behälter aufgebracht wird. Die gesamte Füll- und Verschließmaschine ist im vorliegenden Fall, da steril gearbeitet werden soll, von einem Gehäuse 15 umgeben.

Der Füll- und Verschließmaschine U ist eine Sterilisiervorrichtung 16 für die Behälter 12 vorgeschaltet. Diese besitzt eil 1 Förderer 17, beispielsweise einen Bandförderer, auf uwH 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 Nachbehandlungskammer 23, die im folgenden als Trockenkammer 23 bezeichnet wird, 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 Greifvorrichtungen 25 tragen, die im dargestellten Beispiel als quer zur Förderrichtung verlaufende Ausnehmungen ausgebildet sind. Die Greifvorrichtungen 25 sind dazu vorgesehen» jeweils den Rand 21 eines Behälters 12 zu ergreifen und diesen somit längs der Fördervorrichtung 24 zu transportieren. Die Greifvorrichtungen 25 werden von der jeweils verwendeten Form der Behälter 12 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 12 in die Trockenkammer 23 sowie einen Durchtritt für den Förderer 17 gut abgedichtete Sterilisierkammer 22 besitzt eine Zuführvorrichtung 26 für Sterilisierungsmittel, beispielsweise Wasserstoffperoxyd (H₂O₂), das der Zuführvorrichtung 26 aus einem Behälter 27' unter Druck zugeführt wird. Die Zuführvorrichtung 26 besitzt Sprühdüsen 27, die so gerichtet sind, daß sie die gesamte Oberfläche der Behälter 12 gut besprühen. Es können zahlreiche Arten verschiedener Sprüheinrichtungen eingesetzt werden. Es sollte auch darauf geachtet werden, daß diese den gesamten Umfang der Behälter 12 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 12 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 Übergang vom Förderer 17 auf die Fördervorrichtung 24. Die Sterilisierkammer 22 besitzt ferner einen Abzug 31, der ins Freie führen kann.

Die in F i g. 1 unterbrochen dargestellte Trockenkammer 23 ist normalerweise etwas langer als die Sterilisierkammer 22. Durch sie hindurch läuft die Fördervorrichtung 24 und auch die Führungsschiene 28. Ein Gebläse 32 versorgt eine Warmluftzuführung 33 im Bereich der Trockenkammer 23 mit warmer Luft Diese wird u. U. durch Leitbleche etc. entsprechend gerichtet, so geführt daß die Behälter 12 getrocknet werden. Über eine Rückführung 34 kann die Warmluft entweichen. Da selbstverständlich sterilisierte Warmluft verwendet werden muß, kann u.U. ein geschlossener Warmluftkreislauf verwendet werden. Es ist auch möglich, aus der übrigen Maschinenanlage abgesaugte Warmluft zu vei winden.

In Fig.2 ist der Anfang der Fördervorrichtung 24 gezeigt, wobei insbesondere die auf Kettengliedern sitzenden G reif vorrichtungen 25 besser zu sehen sind. In Abänderung der Vorrichtung nach F i g. 1 ist die Übergabe der Behälter 12 an die Greifvorrichtungen 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 Greifvorrichtungen 25, d.h. je Greifvorrichtung 25 einmal, den Hebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß er jeweils am Rand des ersten Behälters 12 des noch nicht auseinandergezogenen Behälterstapels 18 angreift und ihn so weit in Richtung der Stapelachse 19 vorverschiebt, bis er mit Sicherheit von der entsprechenden Greifvorrichtung 25 erfaßt wird. Dabei sorgt die Sperre 36 mit ihrer vorderen Greifnase dafür, daß der darauffolgende Behälter 12 zurückgehalten wird und nicht mitwandern kann. Die Einschiebevorrichtung 37 läuft entgegen dem Uhrzeigersinn um, so daß sie danach den folgenden Behälter 12 an seinem Rand ergreift Zu diesem Zeitpunkt ist die Sperre 36 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn aufwärts geschwenkt und gibt den Behälter 12 frei. Danach wird sie wieder abwärts bewegt und sperrt den nachfolgenden Behälter 12. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Darstellung der Sperre 36 und der Einschiebevorrichtung 37 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 od. dgl. 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 12 sind so aufeinandergestapelt, daß jeweils ein Behälter 12 am anderen anliegt oder fest auf ihm aufsitzt Von diesem dichten Behälterstapel 18 wird am Beginn der Fördervorrichtung 24 durch die Greifvorrichtungen 25 jeweils der erste Behälter 12 abgenommen, während der darauffolgende Behälter 12 von der Führungsschiene 28 im Bereich der Abschrägung 29 noch zurückgehalten wird. Die einzelnen Greifvorrichtungen 25 auf der Fördervorrichtung 24 sind erheblich weiter voneinander entfernt als die Behälter 12 im dichten Stapel voneinander entfernt waren. Die Greifvorrichtung 25 verwandelt also den dichten Behälterstapel 18 in einen auseinandergezogenen Behälterstapel, bei dem jetzt zwischen den jeweiligen BehälterauSen- und -innenwandungen ein so großer Spalt entsteht, daß das Sterilisierungsmittel, beispielsweise eine 30%ige HjOr Lösung, bei seinem Einsprühen aus den Sprühdüsen 27 die Innen- und Außenfläche vonständig benetzen kann. Soweit es abtropft, kann das Sterilisierungsmittel in einem Behälter 27* zurückgeführt werden; gasförmige Anteile entweichen aus dem Abzug 31.

Die Einsprühung mit dem Sterilisierungsmittel erfolgt etwa im ersten Drittel der Fördervorrichtung 24. Die beiden hinteren Drittel der Fördervorrichtung 24 führen durch die Trockenkammer 23, wo in die immer noch auseinandergezogenen und waagerecht längs ihrer Stapelachse geförderten Behälter 12 Warmluft eingeblasen wird. Diese kann, wie dargestellt, gerichtet geblasen werden; häufig wird es jedoch ausreichen, sie (angerichtet einzublasen. Dabei dampfen die Reste des Sterilisierungsmittels ab. Wenn Wasserstoffperoxyd verwendet wird, spielen auch die entstehenden Dämpfe

ίο keine Rolle, da durch die Wärmeeinwirkung das Wasserstoffperoxyd in Wasser und Sauerstoff zerfällt. Am Ende der Fördervorrichtung 24 übernimmt die Übergabevorrichtung 14 jeweils den ersten dort ankommenden Behälter 12 und setzt ihn in den Förderer 13 der Füll- und Verschließmaschine 11 ein.

Nach Fig. i greifen die Greifvorrichiungen 25 sich selbst jeweils den ersten Behälter 12, der vom Förderer 17 nachgeschoben wird. Bei F i g. 2 ist dagegen durch die Sperre 36 und die Einschießvorrichtung 37 die

zo 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 Becherstapeln 18, wenn auch die Füll- und Verschließmaschine mehrere Behälterreihen nebeneinander befüllt.
Obwohl es aus räumlichen Verhältnissen sehr günstig ist, die Behälterstapel 18 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 90° durch die

Übergabevorrichtung 14 vermieden werden. Die Sterilisiervorrichtung vom Eintritt bis zur Füll- und Verschließmaschine hat bei einem Ausführungsbeispiel für sterilisierte Kunststoffbecher zur Befüllung mit Joghurt nur eine Länge von ca. Im und kann also leicht an bereits vorhandene Maschinen angesetzt werden. Zu dieser raumsparenden Bauweise trägt es wesentlich bei, daß der Behälterstapel 18 zwar auseinandergezogen wird, jedoch die Behälter 12 noch zu einem großen Teil ineinanderstrecken. Es können also trotz guter Zugäng-

4<i lichkeit der Oberfläche erheblich mehr Becher auf die gleiche Länge untergebracht werden. Ein Ketten- oder Bandförderer für die Greifvorrichtungen 25 ist besonders bevorzugt Es sind jedoch auch andere Fördervorrichtungen brauchbar, die in der Lage sind, eine Greifvorrichtung auf einer vorgegebenen Bahn zu bewegen, die u. U. auch gekrümmt sein kann.

Eine weitere bevorzugte Ausfühningsform, 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 120° gegeneinander versetzten Stellen an den Bechern angreifende Förderschnecken vorgesehen, also meist aus Kunststoff bestehende Zylinder, die schraubenförmige Nuten besitzen. Diese Nuten bilden die Greifeinrichtungen für die Behälterränder. Die Schnecken werden synchron drehend angetrieben und führen die Behälter 12 durch die Sterilisier- und Trockenkammer.

Vorstehend wurde eine Ausführung beschrieben, bei

f,₅ der das Sterilisierungsmittel im flüssigen Zustand aufgesprüht wurde. Dabei muß sorgsam darauf geachtet werden, daß alle keimfrei zu machenden Teile auch wirklich benetzt werden. Unter Umständen ist eine

r ^tiv große Menge des Sterilisierungsmittels dazu no wendig Kac¹ »iner besonders bevorzugten Ausführungsform Kam lie Vorrichtung einen Verdampfer für das rterilisi ?rur»tv;nittel, beispielsweise Wasserstoffperoxyd, '. esitZ'.T In die Sterilisierkammer würde dann der Sterilisiermi '/Jdampf eingebracht werden, der auf kalt'^sr en Behältern 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 F i g. 1 müßte dann dem Behälter 27' eine Verdampfungseinrichtung nachgeschaltet werden, in der der Sterilisiermitteldampf erzeugt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Sterilisieren von stapelbaren Behältern an einer Füll- und Verschließmaschine, der die Behälter in Form eines Stapels zugeführt werden, gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (24) mit an den Behältern (12) angreifenden Greifvorrichtungen (25), die die einzelnen Behälter (12) in Richtung der Stapelachse (19) auseinanderziehen, und durch eine Sterilisierkammer (22) mit Zuführvorrichtungen (26) für ein Sterilisierungsmittel sowie eine daran anschließende Nachbehandlungskammer (23), durch die die Behälter (12) in Form eines auseinandergezogenen Behälterstapels laufen. >s

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (12) durch die Sterilisierkammer (22) und die Nachbehandlungskammer (23) in Richtung der Stapelachse (19) des Behälterstapels laufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur Förderung von Behälterstapeln (18) in mehreren parallelen Reihen durch die Sterilisier- und die Nachbehandlungskammer (22,23) ausgebildet ist ²S

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Nachbehandlungskammer (23) eine Übergabevorrichtung (14) für die Behälter (12) auf einen Förderer (13) der Füll- und Verschließmaschine (11) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur kontinuierlichen Förderung der Behälter (12) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) zur waagerechten Förderung der Behälter (12) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) durch die Sterilisier- und die Nachbehandlungskammer (22,23) hindurchreicht

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung

(24) ein Kettenförderer ist, an dessen Kettengliedern die Greifvorrichtungen (25) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtungen (25) an einem Rand (21) der Behälter (12) angreifen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn der Fördervorrichtung (24) eine Sperre (36) für die jeweils auf den von der Greifvorrichtung (25) ergriffenen Behälter (12) folgenden Behälter (12) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre von einer Führungsschiene (28) gebildet ist, die den von der Greifeinrichtung (25) entfernten Rand (21) der Behälter führt, und daß die Führungsschiene (28) an der Stelle, an der die Greifeinrichtung (25) die Behälter (12) erfaßt, eine auf die Greifeinrichtung

(25) gerichtete Abschrägung (29) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (24) aus einem Schneckenfördererbesteht

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