DE2347451A1

DE2347451A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen und sterilisieren von fuellrohren in verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE2347451A1
Application number: DE19732347451
Authority: DE
Inventors: Jan Axel Ingemar Rauser
Original assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak International AB
Current assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak AB
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-11
Also published as: JPS5316755B2; SE371983B; JPS4970782A; CH570305A5; IT995256B; ES418971A1; DE2347451B2; FR2200767A5; US3912535A; DE2347451C3

Description

TETRA PAE INTEEITATIOHAL AB, !und 1, Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren von Füllrohren in Verpackungsmaschinen

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verpackungstechnik und bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren von Füllrohren von Verpackungsmaschinen, mit denen um ein Füllrohr herum ein Verpackungsschlauch gebildet wird, der teilweise mit Füllgut gefüllt und mit Hilfe von unterhalb der Mündung des Füllrohres angeordneter Klemm- und Schweißbacken in gefüllte, geschlossene Verpackungen unterteilt wird.

In der Verpackungstechnik, insbesondere beim Verpacken von auf Bakterien anfälligen Füllgütern, beispielsweise Milch, werden an die Sterilität der Verpackungsverfahren ständig wachsende Anforderungen gestellt. Diese Anforderungen sind besonders hoch bei der »aseptischen Verpackung steriler Füllgüter, und es sind daher zur Erzielung guter aseptischer Bedingungen beim Verpacken solcher Füllgüter zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden.

40981 5/03 U

-2-

Sinew dieser Verfahren liegt beispielsweise die. Aufgabe zugrunde, die Innenwand des Füllrohres zu sterilisieren, ohne daß dieses zum Waschen von Hand ausgebaut und aus— einandergebaut zu werden brauaht, und es bestehen V_erfahren, die sich einer Umwälzeinrichtung für solche Füll-rohre bedienen. Dabei werden diese Füllrohre durch Umwälzung· bis zu einer Grundplatte gewaschen und sterilisiert, die während des iiaschvorganges an der Mündung des Füllrohres angeordnet wird. Es ist auch ein Verfahren vorgeschlagen wor-

däs
den, durch das Sterilwaschen der Innenseite des Füllrohres durch eine Reinigung und Sterilisierung der Außenseite des Füllrohres ergänzt wird, ohne daß das letztere ausgebaut und auseinandergenommen zu werden braucht. Bei diesem Verfahren wird das Verpackungsrohr als Waschbehälter verwendet, und das zum Reinigen und Sterilisieren erforderliche Medium wird in den Verpackungsschlauch durch eine Platte zugeführt, die in den Verpackungsschlauch eingesetzt und gegen die Schlauchwand abgedichtet wird und zugleich den Boden des so entstehenden Reinigungsbehälters bildet«

Dieses Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren der Außenseite des Füllrohres hat jedoch keine nennenswerte praktische Anwendung gefunden, denn es hat sich gezeigt, daß hinsichtlich der Erfüllung der Forderung nach Sterilität eine gewisse Unsicherheit blieb. Da das Verfahren gemäß der Erfindung in erster und vorderster Linie zur Verwendung bei einwandigen Füllrohren bestimmt ist, wird dabei das genannte Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren der Innenseite des Füllrohres auch nicht beim vorliegenden Verfahren, verwendet. Es bleibt also nur die Alternative des Waschens von Hand, ggf. unter Kombination mit irgendeiner Form der Umwälzreinigung. Das vorgeschlagene V_erfahren gemäß der Erfindung sollte jedoch als eine Kombination einerseits der Alternative des gleichzeitigen Reinigens und Sterilisieren^ der Innenseite und der Außenseite des

A 0 9 8 1 57 0 3 14 ₃

Füllrohres und andererseits der Alternative des Aus- und Auseinanderbaues des Füllrohres für das Waschen oder Reinigen von Hand und des Sterilisierens des Füllrohres in seiner Produktionsstellung unter Verwendung des Verpackungsschlauches als Waschbehälter angesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die eine einfachere Inbetriebnahme der Verpackungsmaschine mit dem Füllsystem und seiner Reinigung und Steri— lieierung ermöglicht. Dabei wurde auch dem Gesichtspunkt derZeitersparnis Rechnung getragen. Durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es daher möglich, die Innenseite und die Außenseite des Füllrohres sowie möglicherweise am Basisteil des Füllrohres angeordnete Elemente vor Beginn der Produktion und bei bereits um das Füllrohr herum gebildetem Verpackungsschlauch vorzusterilisieren. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die aseptischen Bedingungen in Fällen eines Produktionsstillstandes oder bei Beendigung der dosierten Abgabe nicht aufgehoben werden, da diese aseptischen Bedingungen bei Unterbrechungen aufrechterhalten werden, können und ein Sterilisieren des Füllrohres und anderer freiliegender Teile bei Wiederaufnahme des Produktionsbetriebes vorgenommen werden kann. Die Anwendung des Verfahrens ermöglicht die Entwicklung eines höheren Grades der Automation für die umständliche Inbetriebnahme bzw. Produktäonsauf nähme.

Diese Aufgabe kann durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung gelöst werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß nach Reinigung des Füllrohres durch hierfür geeignete Einrichtungen und nach Umwälzen eines Reinigungsmittels in mindestens einem oberen Teil des Füllrohres und in einer mit diesem verbundenen Umwälzleitung diese Umwälzleitung von dem Füllrohr getrennt wird und dieses dann für die Produktionsaufnahme bereit ist, worauf anschließend der Ver-

■ . 4098 1 5/03 U _₄_

packungsschlauch in eine" Stellung unterhalb des Füllrohres vorgeschoben und zwischen den Klemmbacken abgeteilt wird, die ..Innenseite und die Außenseite des Füllrohres durch Zuführen eines gas- oder dampfförmigen Sterilisierungsmittels in das Füllrohr und Hindurchleiten durch dieses bis zur Mündung desselben sterilisiert wird, das gas— oder dampfförmige Sterilisierungsmittel einerseits daran gehindert wird, gegen den Verpackungsschlauch oder gegen mindestens denjenigen Teil desselben, der sich in dem Bereich um die Mündung des Füllrohres sowie unter dieser befindet, und andererseits veranlaßt wird, entlang der Außenseite des Füllrohres zu strömen, wenn mindestens der untere Teil des Füllrohres und daran angebrachte Teile, wie Standhöhen-Regelelemente o.dgl·, sterilisiert werden·

Die Erfindung bezieht sich auh auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der ein Füllrohr mit einer Standhöhen—Regeleinrichtung in seinem unteren Teil von einem Verpackungsschlauch umgeben ist, der unter der Hündung des Füllrohres mittels hierfür angeordneter Klemm- und Schweißbacken abgeteilt ist. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Füllrohres derart ausgebildet ist, daß es während der Reinigung und Sterilisierung entweder mit einer Umwälzleitung und einer Zuleitung für Reinigungsmittel oder mit ein? r Zuleitung für ein gas- oder dampfförmiges Sterilisierungsmittel in Verbindung steht, daß das Füllrohr mit einer Umwälz- und Rückleitung für das Über die Zuleitung zugeführte Reinigungsmittel verbindbar ist und daß unter der Mündung des Füllrohres eine Einrichtung zum Umlenken des dem Füllrohr zugeführten gas- oder dampfförmigen Sterilisierungsmittels angeordnet ist.

Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die unterhalb des Füllrohres angeordnete Umlenkeinrichtung für das gas- oder dampfförmige Mittel

409815/0314

-5-

aus einem im wesentlichen halbkugelförmigen Körper besteht, in dessen konkaven Hohlraum das Füllrohr mündet.

Im folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zu dessen Durchführung erläutert.

Fig. 1 zeigt hauptsächlich die Zu—, Ab- und Umwälzleitungen für das Reinigen und Sterilisieren eines Füllrohres und

Fig. 2 zeigt den Zustand des gleichen Füllrohres beim Sterilisieren durch ein gas— oder dampfförmiges Mittel.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Verpackungsschlauch in der Form einer durch Formringe 2, Führungsleisten oder ähnliche Führungselemente zu einer Schlauchform geformten Materialbahn bezeichnet. Die Längskantenbereiche des Verpackungsschlauches sind Überlappt und zur Bildung einer Längsnaht miteinander verbunden. Wie beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Verpackungsschlauch 1 um ein Füllrohr k herum gebildet und unter dem Füllrohr durch Klemm- oder Schweißbakken 3 abgeteilt. Der untere Teil 5 des Füllrohres ist derart ausgebildet, daß er von dem Füllrohr getrennt werden kann, das hierfür mit einer Bajonettkupplung 6 oder einem anderen Verbindungselement ausgestattet 1st. Um die Mündung 7 des Füllrohres herum ist ein halbkugeliger Hohlkörper 8 derart angeordnet, daß das Füllrohr in die konkave Höhlung desselben mündet. In einem Abstand von der Mündung 7 des Füll— rohres ist an diesem ein Standhöhenregelement 9 angeordnet. Das Standhöhenregelelement 9 dient dazu, die Standhöhe oder die in dem Schlauch vorhandene Füllgutmenge festzustellen und somit auch den Zustrom an Füllgut zu leiten und zu steuern. Das obere Ende des Füllrohres k steht gelegentlich mit einer Zuleitung 10 für ein Heinigungs— und Sterilisierungsmittel in Verbindung, das im folgenden als "Detergens¹¹

409815/0314 _₆_

ORlGiMAL INSPECTED

bezeichnet wird. Durch diese Leitung wird ausserdem während des Produktionsbetriebes dem Füllrohr das Füllgut zugeführt» Außerdem steht das Füllrohr mit einer Zuleitung 11 für ein gas- oder dampfförmiges Sterilisierungsmittel in Verbindung. Gelegentlich wird der unt ere Teil des Füllrohres h ausgebaut und mit dem Rest des Füllrohres eine TJmwälz— leitung 12 verbunden. Hierzu weist die Umwälzleitung einen flexiblen Abschnitt 13 auf,, der an das Füllrohr anschließ— bar ist. Zum Ableiten des Detergens und für das Hindurchführen des Füllgutes zum Füllrohr einer möglicherweise mit dem gleichen Leitungssystem gekoppelten zusätzlichen Ab— •füllmaschine ist eine Auslaßleitung 14 vorgesehen« Natürlich besteht auch die Möglichkeit, durch die gleiche Aus— trittsleitung das gas- oder dampfförmige Sterilisierungsmittel der nächsten Verpackungsmaschine zum Sterilisieren derselben zuzuführen. Für -die Führung der verschiedenen Ströme aus der Einlaßleitung 1O durch die Umwälzleitung12 und durch die Auslaßleitung einmal für den Reinigungsbetrieb und einmal für den Füllbetrieb dient ein Mehrweg- oder Umschaltventil 15·

Das Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren wird in folgender Weise durchgeführtj

Im Produktionsbetrieb wird das sterile Füllgut durch die Einlaßleitung 10 eingeführt und durch das Füllrohr h und durch seine Mündung 7 in das Innere des Verpackungsschlau— ches 1 eingeleitet, bis dort eine gewisse Standhöhe des Füllgutes erreicht ist. Während des Produktionsbetriebes (Fig. 2) ist die Einlaßleitung 11 für das gas- oder dampfförmige Sterilisierungsmittel, wie auch die Umwälz leitung 12 für das Detergens, geschlossen. Befinden sich gleichzeitig mehrerer Verpackungsmaschinen im Produktionsbetrieb, so ist die Leitung Ik offen, so daß das Füllgut zur nächsten Maschine gelangen kann. In dem Fall, daß die Verpackungsmaschinen in sogenannter direkter Anlage .gekoppelt sind,

409815/03U

-7-

ORIGINAL INSPECTED

Auslaß—
soll auch die/Leitung 14 für die letzte Maschine der Reihe geschlossen sein, so daß etwaige Reste des sterilen Füllgutes «um Sterilisierteil zurückgeführt werden können* Wenn andererseits eine sogenannte Tankinstallation betrieben wird, euß die Auslaßleitung 14 der letzten Maschine in der Reihe geschlossen sein, damit verhindert wird, daß Füllgut ϊ&±* Teilen der Anlage zur Berührung gelangt, die nicht sterilisiert werden können.

ITenn der Produktionsbetrieb beendet ist, wird der Verpackungsr schlauch 1 unmittelbar unter dem untersten der Formringe 2 öder dem untersten Teil eines etwaigen anderen Schlauchformungseleaents abgeschnitten. Der untere Teil 5 des Füllrohres, der den Strahlumlenker 8 und das Standhöhenregelglied 9 umfaßt, kann dann für das Waschen von Hand ausgebaut werden· Der flexible untere Teil 13 der Umwälzleitung wird an den restlichen Teil des Füllrohres k mittels einer Kupplungsvorrichtung 6 (Fig. 1) angeschlossen. Nun wird durch die EinlaSleitung 1O dem oberen Teil des Füllrohres 4 ein Reinigungs- oder Waschmittel zugeführt, und das Detergens kann durch die angeschlossene Umwälzleitung 12 zirkulieren* Das Detergens wird durch die Auslaßleitung 14 aus dem System ausgeführt bzw. einer anderen, für einen Reinigungsvorgang bereiten Verpackungsmaschine zugeführt. Während des Reinigungsvorgangs ist die Einlaßleitung 11 für das gas- oder dampfförmige Sterilisierungsmittel abgesperrt* Hier kann das Detergens eine 2f6—ige Natronlauge(NaO H) ,eine Säure oder ein sonstiges geeignetes Detergens sein. Dem Umwälzen des Detergens in dem Sys ten kann ggf. ein Nachspülen des Systems mit heißem Wasser o.dgl. folgen,.das in der gleichen Weise wie das vor— her verwendete Detergens umgewälzt werden kann*

Eine Reinigung der beschriebenen Art wird jeweils nach Be*- endigung des Produktionsbetriebes oder während langer Stillstandszeiten durchgeführt. Bevor die Verpackungsmaschine wieder in Betrieb genommen wird, beispielsweise am Morgen

4 0 9 8 1 5 / 0 3 U

ORiQlNAL INSPECTED

des folgenden Tages, kann ggf. ein abermaliger Waschvorgang durchgeführt werden. Zu dieser Zeit oder unmittelbar vor Inbetriebnahme der Verpackungsmaschine wird jedoch mindestens eine Sterilisierung durchgeführt, die voraussetzt, daß das System von Rückständen des Füllgutes sowie von Schmutzresten o.dgl. befreit worden ist. Hierzu wird die Umwälzleitung 12 vom oberen Teil des Füllrohres h getrennt, und dessen unterer Teil 5» der von Hand gewaschen wurde, angebracht. Anschließend wird der Verpackungsschlauch 1 bis zu den Schweißbaiken 3 abwärts ge ζ ο gen und derart vorgeschoben, daß eine Längsnaht gebildet wird, und anschließend wird der Verpackungsschlauch durch Einklemmen zwischen den Schweißbacken 3 abgeteilt.

Beim eigentlichen Sterilisieren des Füllrohres wird ein Sterilisierungsmittel, beispielsweise überhitzter Dampf oder Heißwasser, in dem mit dem Füllrohr verbundenen Leitungssystem und den Umwälzleitungen in den einzelnen Verpackungsmaschinen sowie in den Hauptleitungen zu den Maschinen und zwischen diesen umgewälzt. Folglich werden mittet des Umschaltventil 15 die Verbindungsleitung zwischen der Eintrittsleitung 10 und dem Füllrohr k und die Umwälzleitung 12, die nicht steril zu sein braucht und daher keiner Sterilisierung unterzogen zu werden braucht, abgesperrt. Das Sterilisierungsmittel wird auf diese Weise durch die Einlaßleitung 10 eingeführt und durch die Auslaßleitung 14 -abgeführt. Durch die Eintrittsleitung 11 jedoch wird in das Füllrohr k ein gasförmiges oder dampfförmiges Sterilisierungsmittel eingeführt, das in den Strahlumlenker 8 strömt. Das Sterilisierungsmittel in Form eines gas- oder dampfförmigen Mittels, .sterilisiert dann zusätzlich zur Innenseite des Füllrohres auch dessen Außenseite. In dem Strahlumlenker wird das Sterilisierungsmittel derart umgelenkt, daß es die Außenseite des Füllrohres bestreicht, so daß mindestens der untere Teil des letzteren und die daran angeordneten Teile, wie der Standhöhenregler o.dgl. sterilisiert werden.

40981 5/0314

-9-

Außerdem wird auf diese Weise durch den Strahlumlenker 8 verhindert, daß das gas- oder dampfförmige Mittel gegen den Verpackungsschlauch oder mindestens gegen denjenigen Teil desselben strömt, der sich in dem der Mündung 7 des Füllrohres unmittelbar benachbarten, diese umgebenden und darunterliegenden Bereich befindet.Das durch die Einlaß—' leitung 11 2ugelieferte gas- oder dampfförmige Mittel wird in diesem Fall nur durch das Füllrohr ^gelenkt, da der Verbindungsabs clinitt zum Umschaltventil 15 und durch dieses verschlossen ist. In einer solchen Ausführungsform muß jede Verpackungsmaschine mit einer eigenen Eintrittsleitung 11 für die Zufuhr des Sterilisierungsmittel zu dem betreffenden Füllrohr 4 ausgestattet sein»

Natürlich können das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung abgewandelt und in mannigfaltiger Weiser ergänzt werden. Beispielsweise können Vorrichtungen für das selbsttätige Öffnen und Schließen der einzelnen Ventilkörper oder Teile des Ventilkörpers des Umschaltventiles vorgesehen sein, und mannigfaltige Abwandlungen des dargestellten und beschriebenen Leitungssystems sind ebenfalls möglich. Versuche haben ferner gezeigt, daß ein kurzer Stillstand herbeigeführt werden, kann, indem einfach die Füllgutzufuhr aus der Einlaßleitung 10 gedrosselt wird, ohne daß das Füllgut ein Freadaroma annimmt oder schädliche Veränderungen erleidet. Somit ist es möglich, die Produktion fortzusetzen, ohne daß deswegen schon ein Waschen und/oder Sterilisieren des Füllrohres erforderlich ist. Die Erfindung ist daher nicht auf das beschriebene und dargestellt Ausführungsbeispiel beschränkt.

Pat entansprüche

409815/0314

Claims

Pat entansprüche

1. j Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren von Füllrohren von Verpackungsmaschinen, mit denen um das Füllrohr herum ein Verpackungsschlauch gebildet wird und der Verpackungsschlauch teilweise mit Füllgut gefüllt und durch unterhalb der Mündung des Füllrohres angeordnete Klemm- oder Schweißbacken in gefüllte und verschlossene Verpackungen unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Reinigung des Füllrohres mittels geeigneter Mittel und nach Umwälzen eines Reinigungsmittels mindestens im oberen Teil des Füllrohres und in einer mit diesem verbundenen Umwälζleitung die Umwälzlei tung von dem Füllrohr getrennt wird, das dann für den Produktionsbetrieb bereitgemacht wird, worauf anschließend der Verpackungsschlauch in eine Stellung unterhalb des Füll— rohres gebracht und zwischen Klemmbacken abgeteilt wird, die Innen— und Außenseite des Füllrohres sterilisiert wird, indem ein Sterilisierungsmittel in Form eines Gases oder Dampfes dem Füllrohr zu- und durch dieses bis zur Mündung hindurchgeführt wird, das gas— oder dampfförmige Mittel einerseits daran gehindert wird, gegen den Verpackungsschlauch oder mindestens gegen denjenigen Teil desselben in dem Bereich rund um und unter der Mündung des Füllrohres zu strömen, andererseits aber veranlaßt wird, entlang der Außenseite des Füllrohres zu strömen, so daß mindestens der untere Teil des Füllrohres und die daran angebrachten Teile, wie Standhöhenregelelemente o.dgl., sterilisiert werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

Anspruch 1 mit einem Füllro~hr, an dessen unterem Teil ■ ein Standhöhenregelelement angeordnet ist und das von

4098 15/0314

einem Verpaclcungs schlauch umgeben ist, der unterhalb der Mündung des Füllrohres mittels hierfür vorgesehener Klemm- oder Schweißbacken abgeteilt ist, dadurch, gekennzeichnet, daß das obere Ende des Fallrohres derart ausgebildet ist, daß es während der Reinigung und der Sterilisierung entweder mit einer Umwälzleitung und einer Zuleitung für Reinigungsmittel oder mit einer Zuleitung für ein gas- oder dampfförmiges Sterilisierungsmittel in Verbindung steht, daß das Füllrohr an eine Umwälz- und Rückführleitung für das durch die Einlaßleitung zugeführte Reinigungsmittel anschließbar ist und daß unter der Mündung des Füllrohres eine Einrichtung zum Lenken des dem Füllrohr zugpLieferten gas- oder dam-pfföi*iigen Mittels angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Füllrohr angeordnete Lenkeinrichtung für das gas— oder dampfförmige Mittel derart ausgebildet und angeordnet ist, daß das gas- oder dampfförmige Mittel einerseits daran gehindert ist, gegen den Verpackungsschlauch oder denjenigen Teil desselben zu strömen, der sich unterhalb der Mündung des Füllrohres und in dem diese eng umgebenden Bereich befindet, und andererseits veranlaßt ist, entlang der Außenseite des Füllrohres und um die an dessen unterem Teil angeordnete Standhöhenregeleinrichtung zu strömen.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Füllrohr angeordnete Lenkeinrichtung für das gas— oder dampfförmige Mittel aus einem in der Hauptsache halbkugeligen Hohlkörper besteht, der derart angeordnet ist, daß das Füllrohr in die konkave Höhlung dieses Körpers mündet.

409815/031 4