DE2425026A1 - Verfahren und einrichtung zum automatischen keimarmen bis aseptischen abfuellen und verpacken von lebensmitteln - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum automatischen keimarmen bis aseptischen abfuellen und verpacken von lebensmitteln

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DE2425026A1
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
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  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)

Description

39/74 Lü/dh
Aluminiumwerke AG, Rorschach, und
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Verfahren und Einrichtung .zum automatischen keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen, keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, welche vorentkeimt bzw. vorsterilisiert und dann der Abfüll- und Verpackanlage zugeführt werden, und wobei der Packstoff mittels hochintensiver Ultraviolett-Bestrahlung entkeimt wird.
Das automatische aseptische Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln gewinnt zunehmend an Interesse. Besonders stark durchgesetzt hat sich bis heute das aseptische Verpacken von vorsterilisierter (uperisierter) Milch in Packungen aus einem
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Papier-Verbund-Packstoff. (Die Uperisation von Milch wird z.B in Industr. alim. agr. 1956, S. 6 35 - 6M-0 beschrieben). Die Packungen weisen überwiegend Tetraeder- oder Quaderform auf, und werden durch Querversiegeln aus einem Packstoff-Schlauch gebildet, der aus der von einer Rolle ablaufenden Packstoffbahn geformt worden ist (vgl. z.B. TARA 271, Februar 19 72, Seite
Allgemein kann man "Aseptisches Verpacken" auch definieren als das Abfüllen eines kalten, kommerziell sterilen Lebensmittels unter sterilen Bedingungen in einen vorsterilisierten Behälter, welcher, ggfs. mit einem vorsterilisierten Deckel, in steriler Umgebung derart verschlossen wird, dass sich eine luftdichte Packung ergibt (Food Technology, August 19 72, Seite 70).
Aber auch das automatische keimarme Verpacken von Portionen in zum Beispiel durch Folientiefziehen vorgefertigten Bechern, die anschliessend mit einer veredelten Aluminium-Folie durch Heisssiegeln dicht verschlossen werden, hat grosse Bedeutung erlangt. Allgemein bekannt ist z.B. das Verpacken von Yoghurt, Speisequark, Kaffeerahm u.dgl. in dieser Weise.
Wichtig ist bei den bekannten Technologien, dass eine Sterilisation des Füllgutes durch Erhitzen in der bereits verschlossenen Packung, wie dies in der Konservendosen- und Einweck-Technik der
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Fall ist, vermieden wird. Damit entfallen die langwierigen Erhitzungsprozesse, ohne dass aber nachteilige geschmackliche oder gehaltliche Veränderungen des Füllgutes in Kauf genommen werden müssten. Ferner können für die Packungen Materialien, insbesondere Kunststoffe, verwendet werden, die gegen erhöhte Temperaturen nicht beständig sind.
Ein kritischer Punkt liegt bei den genannten Technologien nun insbesondere darin, dass der Packstoff so keimfrei gemacht werden muss, dass eine Infektion des vorsterilisierten bzw. vorentkeimten Füllgutes durch' Verderb-erregende Bakterien, Schimmelpilze und/oder Hefen mit grösstmöglicher Sicherheit ausgeschlossen wird. Dabei ist zu beachten, dass z.B. im Falle von uperisierter Milch bereits eine einzige Bakterie in einer Packung den Verderb der Milch herbeiführen kann.
Es sind deshalb schon eine grosse Anzahl von Verfahren und Einrichtungen zum Entkeimen von Packstoff vorgeschlagen und in der Praxis eingesetzt worden. Einen Ueberblick gibt z.B. "Verpackungs-Rundschau" 7 (1970) Seite 51-54. Andere relevante Literaturstellen sind z.B. Food Technology, September 19 73, Seite 49 (Entkeimung mit Alkohol und Ultraviolett-Bestrahlung) oder Food Technology August 1972, Seite 70-74 (z.B. Nass-· und Heissdampf-Entkeimung, sog. "James-Dole-Verfahren").
Aus "Verpackungs-Rundschau" 7 (1970) Seite 52/53 ist es insbe-
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sondere bekannt, Packstoff mittels hochintensiver Ultraviolett-Bestrahlung zu entkeimen. Es wird dort festgestellt, dass sich gegen alle relevanten Mikroorganismenarten die Ultraviolett-Wellenlänge 254nm als besonders wirksam erwiesen hat. Die Empfindlichkeit verschiedener Mikroorganismen gegenüber der Ultraviolett-Bestrahlung sei jedoch unterschiedlich. Eine weitgehende Abtötung aller vorhandenen Keime sei nur mit sehr grosser Bestrahlungsdosis zu erreichen. Auf Seite 54, a.a.O., wird darauf hingewiesen, dass die gemessenen hohen Abtötungsraten nur für einen sehr kleinen Abstand der Leuchte gelten, und es ungeklärt sei, ob und wie "die Sterilisierung von Verpackungen in dem erforderlichen Ausmass und mit genügender,
auf die Abfüllmaschine abgestimmter Geschwindigkeit
realisierbar wäre".
Es ist die Aufgabe der Erfindung, unter Klärung der genannten offenen Fragen ein Verfahren anzugeben, mit welchem die Entkeimung des Packstoffes mittels Ultraviolett-Bestrahlung auf Abfüll- und Verpackungsanlagen in industriellem Massstab ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäss die Ultraviolett-Strahlung durch eine Quecksilber-Hochstrom-Niederdruck-Entladung, mit einer Entladungsstromdichte von mehr als ΙΑ/cm und
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einem Quecksilberdruck von 5 · 10 bis 5 · 10 Torr, erzeugt wird, die spektrale Bestrahlungsstärke der 25 3,7nm-Linie der Ultraviolett-Strahlung auf dem Packstoff auf mindestens
0,05 W/cm eingestellt wird, und der Packstoff in der Ultraviolett-Strahlung mindestens 1 Sek. verweilt.
Durch eine wie vorstehend betriebene Quecksilber-Entladung wird ein Spektrum der Ultraviolett-Strahlung erzeugt, das die Abtötung der relevanten Keime in überraschend optimaler Weise bewirkt. Obwohl sich die Steuerung der Bestrahlungsstärke an der 25 3,7nm-Linie orientiert, ist es wichtig, dass in dem Ultraviolett-Spektrum auch wesentliche Anteile der 184,9 und 194,2nm-Linien enthalten sind. Bei Einhaltung der·angegebenen Mindestbestrahlungsstärke und Mindest-Verweilzeit des Packstoffes in der Ultraviolett-Strahlung wird in überraschender Weise ein Entkeimungsgrad des Packstoffes erreicht, der entgegen der bisherigen allgemeinen Erwartung die Entkeimung mittels Ultraviolett-Bestrahlung grosstechnisch einsatzfähig -macht.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Abfüll- und Verpackungsanlage zur keimarmen Verpackung von Portionenfüllungen,
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Fig. 2 eine Abfüll- und Verpackungsanlage zum aseptischen Verpacken eines vorsterilisierten flüssigen Füllgutes, z.B. uperisierter Milch,
Fig. 3 schematisch die Anordnung einer mäanderförmigen Entladungsröhre über einer- Packstoffbahn,
Fig. 4 Entladungsröhren in einem Reflektor über einer Packstoffbahn, und
Fig. 5 ein Diagramm, in welchem die Abtötungsrate K verschiedener relevanter Mikroorganismen in Abhängigkeit von der Verweilzeit t des Packstoffes in der Ultraviolett-Strahlung bei einer Bestrahlungsstärke
von 0,3 W/cm dargestellt ist.
In Fig. 1 wird der Packstoff 1 in der Form vorgeformter Behältnisse, z.B. tiefgezogener Becher, von einem Stapel zugeführt und in Richtung M transportiert. Der Packstoff 1 wird zuerst mit einer Infrarot-Strahlung IR beaufschlagt, und dann mit der Ultraviolett-Strahlung UV aus den Entladungsstrecken 5 der Entladungsröhren Vin den als Gehäuse ausgebildeten Reflektor 6,7,8. Das die UV-Strahlung beinhaltende Reflektorgehäuse wird auch als"UV-Kanal" bezeichnet. Unter der Füllstation F werden die Becher mit dem vor-entkeimten Füllgut,
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z.B. Yoghurt.oder Kaffeerahm portionenweise gefüllt.
Der Packstoff 2, eine von einer Rolle Rl ablaufende Verschlussfolie z.B. aus 50 - 100 iim starkem Aluminium, wird, wie Packstoff 1, zunächst durch einen Infrarot- und einen Ultraviolett-Kanals geführt, und gelangt dann über eine Umlenkrolle in die Stanz- und Siegelstation 10. Hier werden aus der Verschlussfolie Deckel gestanzt, und mit diesen die abgefüllten Becher ■durch Heisssiegeln luftdicht verschlossen.
Die fertigen Portionenpackungen laufen dann rechts aus der Maschine heraus.
Um die Anlage weitgehend aseptisch zu halten, wird sie von oben mit sterilisierter Luft St beblasen. Diese Beblasung könnte auch horinzontal von der Seite erfolgen.
In Fig. 2 läuft der Packstoff 3, z.B. ein mit kunststoffbeschichteter Aluminium-Folie laminierter Papier-Verbundpackstoff, von der Rolle R2 in Richtung M in einen UV-Kanal, der aus zwei auf den beiden Seiten des Packstoffes 3 angeordneten Reflektorgehäusen 6,7,8 mit Entladungsröhren 1 besteht. Der Packstoff 3 wird dann in einer nicht gezeigten Vorrichtung in einen Schlauch oder Tubus T umgeformt, bei Q quergesiegelt, und dann als fertige Packung P ausgestossen. Die Füllung mit
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dem flüssigen Füllgut geschieht über F, ein Rohr, das in den gebildeten Packstoff-Tubus eingeführt ist. Wie in Fig. 1 kann auch in der Einrichtung nach Fig. 2 vorzugsweise vor dem UV-Kanal ein IR-Kanal vorgesehen sein.
Damit der Packstoff 1,2,3 in welcher Form auch immer, er vorliegt, mit dem erfindungsgemäss vorgesehenen Wellenlängenspektrum bei richtiger Bestrahlungsstärke beaufschlagt wird, sind die Entladungsröhren 4 vorgesehen. Diese sind zweckmässigerweise ausgebildet wie in der schweizerischen Patentanmeldung 2994/74 (deutsche Patentanmeldung P 24 12 997.3) beschrieben, auf welche insoweit Bezug genommen wird. Die gewünschte Ultraviolett-Strahlung tritt aus dem als "Entladungsstrecke 5" bezeichneten Teil der Entladungsröhre 4 aus.
In Fig. 3 ist eine mäanderförmige Entladungsröhre 4 über einer Packstoffbahn 1,2,3 dargestellt. Jeder Teil der Entladungsröhre 4, der sich über eine ganze Breite der Packstoffbahn 1,2,3 erstreckt, soll als eine Entladungsstrecke 5 gelten, so dass die dargestellte mäanderförmige Entladungsröhre 4 also vier hintereinander angeordnete, sich über die ganze Breite der Packstoffbahn 1,2,3 erstreckende Entladungsstrecken 5 aufweist.
Die Entkeimung mittels Ultraviolett-Bestrahlung geschieht nun im einzelnen wie folgt:
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Die Entladungsröhren 4 werden z.B. mit 10A/cm bei einer Quecksilber-Temperatur von 72 C entsprechend etwa 6 · 10 Torr betrieben. Dadurch wird mit einem Wirkungsgrad von mehr als 20% kurzwellige, intensive Ultraviolett-Strahlung der Wellenlänge 25 3,7nm erzeugt, wobei das Spektrum ausserdem noch in beachtlichem Anteil auch die 184,9 und 194,2nm-Linien aufweist.
Unter einer solchen Bestrahlung werden, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, alle sporen- und nicht-sporenbildenden Bakterien innert weniger Sekunden mit der erforderlichen Rate abgetötet, während Schimmelsporen, insbesondere Aspergillus Niger, resistenter sind.
Es ist nun oftmals nicht nötig, alle auftretenden Schimmelsporen abzutöten, da diese weder toxisch noch pathogen und beispielsweise in abgeschlossenen Milchpackungen auch pratkisch nicht vermehrungsfähig sind.
Wo eine Abtötung der Schimmelsporen jedoch erwünscht ist, wird dies, nach einem weiteren wichtigen Gedanken der Erfindung, dadurch erreicht, dass der Packstoff 1,2,3 im sterilen Teil der Abfüll- und Verpackungsanlage auf mehr als 60 C, z.B. auf 80-90°C, erhitzt wird. Bekanntlich werden Schimmelsporen bei solchen Temperaturen innert weniger Sekunden restlos abgetötet.
Die Erhitzung des Packstoffes 1,2 erfolgt gemäss Fig. 1 durch
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die Infrarot-Bestrahlung IR vor dem Eintritt des Packstoffes in. die Ultraviolett-Strahlung UV. Die Infrarot-Bestrahlungsstrecke kann kurz■gehalten werden, da die durch die Infrarot-Strahlung erzeugte Temperatur in dem UV-Kanal dank der UV-Verlustleistung erhalten bleibt, ja sogar noch einige Grad ansteigt, und der Packstoff damit ausreichend lang auf der zur Abtötung der Schimmelsporen nötigen Temperatur bleibt.
Eine in der Praxis erprobte UV-Bestrahlungsdosis ("Bestrahlung", vgl. DIN 50 31 Blatt 1, August 19 70, Ziff. 7) auf dem Packstoff
ist l,5Ws/cm , wobei die Messung sich nur auf die 253,7nm-Linie bezieht. Unter Berücksichtigung technisch-industriell vernünftiger Vorschubgeschwindigkeiten des Packstoffes hat sich eine Bestrahlungsstärke der 25 3,7nm-Linie auf dem Packstoff von
0,3W/cm , und eine Verweilzeit des Packstoffes in der UV-Strahlung von 5 Sekunden als vorteilhaft erwiesen.
Damit neben der 2 5 3,7nm-Linie auch die 184,9nm- und 19 4,2nm-Linien nach aussen treten können, sind bei den Entladungsröhren 4 an ihren Entladungsstrecken 5 Materialien vorgesehen, die die genannten Linien nicht absorbieren. Ein solches Material ist ,zum Beispiel Quarz.von hoher Reinheit, z.B. synthetischer Quarz. Damit wird nicht nur das für die Keimtötung wichtige Ultraviolett-Spektrum zur Verfügung gestellt, sondern es wird aus dem Luftsauerstoff auch in beachtlichem Masse Ozon O3 gebildet,-
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welcher zusätzlich sterilisierend auf den Packstoff und die
Umgebung wirkt.
Es ist nun von grosser Bedeutung, dass die Packstoffbahn, in welcher Form sie auch vorliegt (Behälter, Flachband), gleichmassig und homogen ausgeleuchtet wird. Dies zu erreichen war bisher ein grosses praktisches Problem. Doch schafft die Erfindung auch hier erfolgreich Abhilfe.
Die Homogenität quer zur Bewegungsrichtung M der Packstoffbahn 1,2,3 wird dadurch gewährleistet, dass die geraden Schenkel der Entladungsröhren 4, also die Entladungsstrecken 5, sich über die ganze Breite der Packstoffbahn erstrecken und hintereinander in einer Ebene E parallel zur Ebene der zu bestrahlenden Packstoffbahn liegen. Die Anordnung der Entladungsstrecken 5 hintereinander quer zur Richtung M ergibt den'weiteren Vorteil, dass sich eine allfällige ungleiche Alterung der Entladungsstrecken besser ausgleicht.
Die Homogenität längs der Bewegungsrichtung M über eine definierte Strecke wird durch einen Reflektor erreicht. Dieser ist hochreflektierend für kurzwelliges Ultraviolett und besteht z.B. aus hochglanzpoliertem und eloxiertem Aluminium. Sein Reflexionsvermögen ist besser als 0,75. Der Reflektor besteht aus einem Oberteil 6 und zwei Seitenstücken 7,8. Diese erstrecken sich
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vom Oberteil 6 vorzugsweise senkrecht zur Packstoffbahn 1,2,3 hin. Seitenstück 7 liegt am Eintritt der Packstoffbahn 1,2,3 in den UV-Kanal, Seitenstück 8 an dessen Austritt.
Durch die geschilderte Ausbildung des Reflektors wird nicht nur eine definierte Bestrahlungsstrecke geschaffen, sondern in nicht ohne weiteres vorhersehbarer Weise auf dem Packstoff auch eine hoch homogene und diffuse Strahlung erzeugt. Dieses zunächst überraschende Ergebnis resultiert unter anderem aus der Tatsache, dass die mit den erfindungsgemässen Parametern betriebene Hochstrom-Niederdruck-Quecksilber-Entladung optisch dünn ist, d.h. die Strahlung gleichmässig aus dem ganzen Entladungs-Volumen kommt und keine Absorption auftritt. Bei der Konzeption des Reflektors können die optischen Regeln für Punkt-, Linien- oder Flächenquellen daher nicht verwendet werden.
Die Entladungsstrecken 5 und der Reflektor 6,7,8 sind vorteilhafterweise in einem Gehäuse angeordnet, welches nach aussen möglichst kleine Oeffnungen aufweist, und auch am Eintritt und Austritt der Packstoffbahn 1,2,3 möglichst dicht abschliesst. Dieses Gehäuse dient der Abschirmung der UV-Strahlung nach aussen und verhindert ferner die Verbreitung des mit der Bestrahlung gebildeten Ozons, insbesondere in Richtung der Füllstation F. Es ist auch möglich, den Reflektor 6,7,8
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selbst als ein solches Gehäuse auszubilden, wie dies in Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Das Gehäuse oder der Reflektor können mit einer Absaugvorrichtung 9 für das gebildete Ozon ausgerüstet sein. Die Elektrodenräume der Entladungsröhren 4· sind zweckmässigerweise ausserhalb des Gehäuses bzw. des Reflektors nebeneinander in einem besonderen Lampengehäuse montiert.
Damit die auf den Packstoff auffallende UV-Strahlung nun optimal homogen und diffus ist, muss der Reflektor in geeigneter Weise dimensioniert sein. Eine solche Dimensionierung wird anhand der Fig. 4 beschrieben:
Damit die Strahlungsintensität I auf der Packstoffbahn um weniger als 10% schwankt, also Δ I/I —10%, muss bei Verwendung eines Reflektors mit Reflexion R^" 0,75 erfüllt sein: a/d^0,5» Dabei ist a der senkrechte Abstand der Achse einer Entladungsstrecke 5 von der Packstoffbahn 1,2,3.
Der senkrechte Abstand c der Ebene E, in welcher die Entladungsstrecken angeordnet sind, ist an sich von nachgeordnetem Einfluss, jedoch sollte er so klein wie möglich sein, insbesondere kleiner als der Abstand d der Achsen zweier Entladungsstrecken. Dadurch können Randeffekte besser vermieden werden.
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Zur Mihimalisierung von Randeffekten ist ferner e so klein und b so gross wie möglich zu wählen. Dabei ist e der kürzeste Abstand der Achse der äussersten Entladungsstrecke 51 von dem benachbarten Seitenstück 7,8, und b die Länge eines Seitenstückes 7,8 von der Ebene E aus in Richtung der Packstoffbahn. Wenn insbesondere e <ζ 1,5D (mit D = Durchmesser der .Entladungsstrecke 5), und a-b=fZ-10mm, so gilt2\I/I^'l0% über die ganze Packstoffbahn 1,2,3 vom Eintritt-Seitenstück 7 bis zum Austritts-Seitenstück 8.
Bei einer wie vorstehend geschildert homogen-diffus erzeugten Ultraviolett-Bestrahlung ergeben sich unter anderem folgende Vorteile:
Das Innere vorgeformter Behälter wird gleichmässig, insbesondere ohne Schattenbildung ausgeleuchtet. Überraschenderweise wird das Innere von 3cm tiefen und 6cm breiten Bechern an allen Stellen ebenso rasch entkeimt wie ein flaches Band (bei gleichen Entladungsröhren und gleichem Reflektor).
Die Entladungsröhren 4 müssen nicht auf einen bestimmten Vorschubtakt ausgerichtet werden. D.h. es ist ohne Bedeutung, an welcher Stelle des Strahlungsfeldes ein vorgeformter Behälter zwischen zwei Vorschubtakten zum Halten kommt.
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In Fig. 5 ist das Ergebnis von mikrobiologischen Entkeimungs-Versuchen dargestellt. Dabei wurde eine Quecksilber-Nieder-
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druck-Hochstrom-Entladung mit 10 A/cm und 6 · 10 Torr an-
gewendet, mit einer Bestrahlungsstärke von 0,3W/cm der 2 5 3,7nm-Linie auf dem Versuchssubstrat.
Gereinigte Sporenkulturen der getesteten Bakterien und Schimmel-
3 8 pilze wurden in definierten Verdünnungen im Bereich 10 - 10 pro Ausstrich auf definierten Flächen ausgestrichen und angetrocknet. Dann wurden die Kulturen bei unterschiedlichen Zeiten der Ultraviolett-Strahlung ausgesetzt und anschliessend abgeschwemmt und bebrütet. Die Keimreduktion wurde dann mit Hilfe absoluter Sterilitätstests ermittelt.
Getestet wurden folgende Keime:
Bacillus subtilis (Sporen)
Bacillus stearοthermophilus (Sporen)
Escherichia coli
Mucor mucedo
Aspergillus Niger
Penicillium chrysogenum
Escherichia coli und Mucor mucedo wurden in 2 bis 3 Sekunden
8 · mit einer Abtötungsrate K von mehr als 10 reduziert. Die Er-
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gebnisse für die anderen getesteten Mikroorganismen sind aus Fig. 5 ersichtlich.
Zusammengefasst ergibt sich:
2 Bei einer spektralen (25 3,7nm) Bestrahlungsstärke von 0,3W/cm
ist die Wirkung der gesamten kurzwelligen UV-Strahlung so, - dass alle sporenbildenden Bakterien mit einer Bestrahlungszeit von 5 Sekunden eine Reduktionsrate>10 ■ aufweisen (Subtiliis und Stearothermophilus am resistentesten), dies bei Ausgangskeimzahlen bis 10 . auf Flächen — lern ,
- dass mit 5 Sekunden Bestrahlungszeit alle nicht-sporenbildenden Bakterien noch wesentlich höhere Reduktionsraten aufweisen, und
dass bei Schimmelsporen zur Erreichung von hohen Reduktionsraten (^10 ) Bes trahlungs zeiten bis zu 30 Sekunden notwendig sind (Aspergillus Niger am resistentesten).
Um die ggf. nötigen langen Bestrahlungszeiten zur Vernichtung der Schimmelsporen zu vermeiden, wird erfindungsgemäss, wie schon oben gesagt, das kombinierte Infrarot-Ultraviolett-Verfahren angewendet.
Der Vollständigkeit halber sei im übrigen nocht erwähnt, dass
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es durchaus zweckmässig sein kann, auch die Packstoffe 1 und 2 der Fig. 1 beidseitig, d.h. ausser auf der Nahrungsmitte1-auch auf der Aussenseite, zu bestrahlen. Damit wird die Gefahr einer Infektion des Sterilraumes durch den Packstoff vermieden.
Das erfindungsgemässe Verfahren samt der Einrichtung zu seiner Ausführung wird mit besonderem Erfolg beim Abfüllen und Verpacken von flüssigen oder pastösen Füllgütern in weichen oder halbstarren Verpackungen angewendet, insbesondere also beim Abfüllen von uperisierter Milch in Schlauchbeutelpackungen, oder beim Abfüllen von Yoghurt, Speisequark, Kaffeerahm u.dgl. in Portionenpackungen. Hier wird bisher hauptsächlich die eingangs geschilderte Entkeimung mit Wasserdampf (James-Dole) oder Wasserstoffberoxyd H5O2 angewandt. Die Wasserdampf-Entkeimung bringt jedoch grosse maschinentechnische Probleme, da der Wasserdampf hochkorrosiv ist. Die H-CL-Entkeimung bringt darüberhinaus das Problem, dass die Chemikalie mit hinreichender Sicherheit von dem Lebensmittel ferngehalten werden muss, damit das Verfahren lebensmittelrechtlich überhaupt zugelassen werden kann.
Alle diese Probleme ergeben sich bei dem Verfahren und der Einrichtung nach der Erfindung nicht.
Da bei den Portionenpackungen die Deckelfolie lackiert und
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bedruckt ist und besonders leicht zum Verziehen neigt, ist die Anwendung der erfindungsgemässen UV-Entkeimung bei der Deckelfolie von ganz besonderer Bedeutung. Es ist daher auch möglich, gegebenenfalls bei den weniger empfindlichen Behältnissen ein klassisches Entkexmungsverfahren, z.B. die H-O„-Entkeimung, anzuwenden, und nur das Deckelband mit UV zu entkeimen.
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Claims (18)

  1. - 19 - 39/74 D
    Patentansprüche
    1·1 Verfahren zum automatischen, keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, welche vorentkeimt bzw. vorsterilisiert und dann der Abfüll- und Verpackanlage zugeführt werden, und wobei der Packstoff mittels hochintensiver Ultraviolett-Bestrahlung entkeimt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolett-Strahlung (UV) durch eine Quecksilber-Hochstrom-Niederdruck-Ent-
    2 ladung, mit einer Entladungsstromdichte von mehr als IA/cm
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    und einem Quecksilberdruck von 5 · 10 bis 5 ' 10 Torr, erzeugt wird, die spektrale Bestrahlungsstärke der 253,7nm-Linie der Ultraviolett-Strahlung (UV) auf dem Packstoff
    2
    (1,2,3) auf mindestens 0,05W/cm eingestellt wird, und der Packstoff (1,2,3) in der Ultraviolett-Strahlung (UV) mindestens 1 Sekunde verweilt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Packstoff (1,2,3) in der Abfüll- und Verpackungsanlage vor seinem Eintritt in die Ultraviolett-Strahlung (UV) auf mehr als 60°C erhitzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung des Packstoffes (1,2,3) mittels Infrarot-
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    Strahlung (IR) bewirkt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Packstoff (1,2,3) durch die 253,7nm-Linie mit einer spektralen Bestrahlung von mindestens l,5Ws/cm beaufschlagt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    die spektrale Bestrahlungsstärke der 2 5 3,7nm-Linie auf
    dem Packstoff (1,2,3) auf mindestens 0,3W/cm eingestellt wird, und der Packstoff (1,2,3) in der Ultraviolett-Strahlung (UV) mindestens 5 Sekunden verweilt.,
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Packstoff (1,2,3) unmittelbar vor seinem Eintritt in die Ultraviolett-Strahlung (UV) auf 80-900C erwärmt wird.
  7. 7. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Entladungsröhre (4) umfasst, deren die Entladungsstrecke (5) umschliessendes Material mindestens für die Wellenlängen-Bereiche 184,9nm, 194,2nm und 253,7nm durchlässig ist.
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  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei bzgl. der Fortbewegungsrichtung (M) der Packstoffbahn (1,2,3) hintereinander angeordnete, sich über die ganze Breite der Packstoffbahn (1,2,3) erstreckende Entladungsstrecken (5) vorgesehen sind, die in einer Ebene (E) parallel zur Ebene des zu bestrahlenden Teiles der Packstoffbahn (1,2,3) liegen.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsstrecken (5) von einem Reflektor umschlossen werden, welcher aus einem über der Ebene (E) der Entladungsstrecken (5) und parallel dazu angeordneten ebenen Oberteil (6) und zwei Seitenstücken (7,8) besteht, welche sich von dem Oberteil (6) bis zur Packstoffbahn (1,2,3) an den Stellen erstrecken, an denen die Ultraviolett-Bestrahlung beginnt bzw. endet.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsstrecken (5) sich in einem den Raum zwischen den Entladungsstrecken (5) und der Packstoffbahn (1,2,3) umschliessenden Gehäuse befinden.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10,>dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse eine Absaugvorrichtung (9) für Ozon (O3) vorgesehen ist.
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    - 22 - 39/74 D
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion des Reflektormaterials besser als 0,75 ist, und die zwei Seitenstücke (7,8) etwa senkrecht zu dem Oberteil (6) stehen.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des senkrechten Abstandes (a) der Ebene
    (E) der Entladungsstrecken (5) zur Packstoffbahn (1,2,3) zu dem Abstand (d) zweier benachbarter Entladungsstrecken (5) mindestens gleich 0,5 ist, und/oder der senkrechte Abstand (c) der Ebene (E) der Entladungsstrecke (5) zum Übertei.l (6) des Reflektors kleiner als der Abstand (b) zweier benachbarter Entladungsstrecken (5) ist, und/oder der kürzeste Abstand (e) der beiden äusseren Entladungsstrecken (5) zu dem benachbarten Seitenstück (7,8) kleiner als zweimal der Durchmesser (D) einer Entladungsstrecke (5·), und der kürzeste Abstand (f) der Seitenstücke (7,8) von der Packstoffbahn (1,2,3) kleiner als 10mm sind.
  14. 14. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 beim Abfüllen und Verpacken von flüssigen oder pastösen Füllgütern in weichen oder halbstarren Verpackungen.
  15. 15. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 14 beim Abfüllen und Verpacken von uperisierter Milch.
    509843/0226
    - 23 - 39/74 D
  16. 16. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 14 beim Abfüllen und Verpacken in aus einem Verbund-Packstoff bestehenden, aus einem längs- und quergesiegelten Packstoffschlauch
    gebildeten Verpackungen.'
  17. 17. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch IU beim Abfüllen und Verpacken in vorgeformten Behältnissen, welche nach dem Füllen mit einer Deckelfolie verschlossen werden.
  18. 18. Anwendung nach Anspruch 17, wobei nur die Deckelfolie ■ mittels Ultraviolett-Bestrahlung entkeimt wird, während die Behältnisse mittels eines anderen Verfahrens entkeimt werden.
    BBC Aktiengesellschaft
    Brown, Boveri & Cie.
    5098^3/0226
    Le e rs e i te
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