DE2425026C2

DE2425026C2 - Verfahren und Einrichtung zum automatischen keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln

Info

Publication number: DE2425026C2
Application number: DE2425026A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Döttingen Bachmann; Winfried Dr. Goldach Sturm
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Degremont Technologies AG
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1984-10-18
Also published as: ES436498A1; ATA263675A; SE7503959L; TR19009A; GB1460134A; IT1034928B; DK147156C; IL47044A; DK146375A; NL7504149A; SE428121B; CA1067751A; FR2267245A1; JPS5832099B2; ZA802653B; DK147156B; NO140916C; NO751206L; JPS62235027A; DE2425026A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung nach dem Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.

Ein Verfahren zum Sterilisieren des Verpackungsmaterials von Lebensmitteln in automatischen Abfüllanlagen mittels durch eine Quccksilber-Niederdruck-Entladung erzeugter Ultraviolett-Bestrahlung ist bekannt aus »Verpackungs-Rundschau« 7 (1970) S. 51 —54. Aus Seite 52/53 ist es insbesondere bekannt, daß sich gegen aiie relevanten Mikroorganismenarten die Ultraviolett-Wellenlänge 254 nm als besonders wirksam erwiesen hat, und zur KeimvermindcrungTlO^o/o Bestrahlungszeiten in der Größenordnung von Sekunden genügen. 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. Als Bestrahlungsstärke wird 4 mW/cm² ge-

jo nannt. Auf Seite 54, a.a.O.. wird darauf hingewiesen, daß die gemessenen Abtölungsralcn nur für einen sehr klc:· nen Abstand der Leuchte gelten, und es ungeklärt sei. ob und wie »die Steriiisierung von Verpackungen in dem erforderlichen Ausmaß und mit genügender, auf die Ab-

j'j füllmaschine abgestimmter Geschwindigkeit ... realisierbar wäre«. Die aus der Druckschrift bekannten Werte für die Kcimabtötung genügen den industriellen Anforderungen nicht im entfernsten. Dies ergibt sich aus S. 51 der Druckschrift, wo für das Verpacken von upcri-

4(i siertcr Milch ein Stcrilisationscffekt von 99,99% (4 D) für notwendig erklärt wird, wenn nicht mehr als 0,1% der Packungen infiziert werden sollen. Andere Verfahren als die UV-Entkcimung erreichen gemäß dieser Druckschrift Stcrilisationscffckte von 6 bis 7 Zehnerpolenzen (6 bis 7 D).

Einen Überblick über in der Praxis eingesetzte Verfahren und Einrichtungen zum Entkeimen von Packstoff geben neben der genannten Druckschrift z. B. auch die Schriften »Food Technology« (September 1973) Seite 49 (Entkeimung mit Alkohol und Ultraviolett-Bestrahlung), oder »Food Technology« (August 1972). Seite 70—74 (/. B. Naß- und Heißdampf-Entkeimung, sog. »)ames-Dole-Verfahren«).

Aus Wallhäuscr/Schmidt »Sterilisation — Desinfektion — Konservierung — Chemotherapie«. Tnieme Verlag. Stuttgart 1%7, S. 74 — 78, ist es bekannt, daß zur90%igcn(1 D) Abtötung der meisten Mikroorganismen eine Dosis zwischen 2 — 3 mWs/cnv' nötig ist. Als Lutiildosis für Hac. sublilis-Sporcn wird 10-5OmWh/

M) cm-' genannt. Als Bestrahlungsstärke wird 0,4 mW/cm² genannt.

Auch die in dieser Druckschrift genannten Werte sind für eine industrielle aseptische Verpackung völlig unzureichend. Auf S. 76 unten der Druckschrift wird dies

h5 ausdrücklich bestätigt durch die Erklärung, daß das »Ziel einer UV-Sterilisation ... in der Praxis in den seltenslen I allen erreich)« wird, und UV-Bestrahlung meist »nur zu einer Keimverminderung« führe.

auf

Aus »Fette — Seifen — Anstrichmittel« (1955). S. 354—362 (Dr. E. Sauter) ist wiederum die Anwendung von UV-Bestrahlung aus Quecksilber-Niederdrucklampen zur Abtölung von Mikroorganismen in der Nahrungsmittel-Industrie bekannt. Die Wellenlängen 240 bis 300 nm seien am wirksamsten. Das Bunscn-Roscoc-Gcsciz habe jedenfalls Tür Haet, coli nur innerhalb des Abiölungsbereichs 0—90% Gültigkeil. Die durch UV-Strahiung in den Bakterien hervorgerufenen Schaden könnten durch nachträgliche Einwirkung intensiver Licht- oder Wärmestrahlung wieder rückgängig gemacht werden. Es werden auch Überlegungen zu konkreten räumlichen Strahleranordnungen angestellt und Bestrahlungszeiten für eine Abtötung von mindestens 90% berechnet, jedoch nur für solche Mikroben, für welche, das Bunsen-Roscoe-Gesetz gilt.

Auch ciese Druckschrift gibt keine konkreten Anhaltspunkte für die industrielle Anwendbarkeit einer UV-Bestrahlung beim keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, wo, wie oben schon erwähnt, Sterilisationseffekle von mindestens 4 D notwendig sind.

Aus Meyer/Seitz »Ultraviolette Strahlern-, 2. Aufl. 1949. S. 27-38 und 296—304 sind Quecksilber-Nicderdruck-Strahler mit Stromdichten von etwa 400 mA/cm² bekannt. In der Druckschrift wird erklärt, daß man mit geringen Stromstärken höhere Ausbeuten der 254 nm-Resonanzlinie erhält als bei größeren. Auf S. 304 wird ausgesagt, daß die Einführung von UV-Bestrahlung zur Entkeimung von Gefäßen in die Praxis wenig aussichtsreich sei, »da das UV-Verfahren dem chemischen und thermischen Verfahren gegenüber nicht überlegen« sei. Aus der US-PS 36 79 928 ist eine Quccksilberdampf-Niederdruck-UV-Strahlungsquelle mit sehr hohen Stromdiehten (0,5 — 25 A/cm²) bekannt, die insbesondere Wellenlängen unterhalb 230 nm erzeugen und der Stimulierung photochemischer Reaktionen dienen soll. Diese bekannte Strahlungsquelle hat jedoch keinen Eingang in die Praxis gefunden, wahrscheinlich weil sie aufgrund von Plasmaschwingungcn zu Instabilitäten neigt, und aufgrund einer bzgl. der UV-Ausbcutc zu honen Leistungsaufnahme keine wirtschaftlich annehmbaren Lebensdauern zuläßt.

Die vorstehend angeführten Druckschriften zeigen, daß die Anwendung von UV-Bestrahlung zur Entkeimung des Packstoffs in Abfiill- und Vcrpackungsanlagen für Lebensmittel in industriellem Maßstab bisher ausgeschlossen erschien. Dementsprechend dominieren derzeit auch naßchemische und thermische Verfahren.

Da eine Entkeimung mittels UV-Bestrahlung diesen Verfahren gegenüber sowohl Handhabungs- als auch Vorteile hinsichtlich Toxizität und Geschinacksbeeinflußung hat, ist es die Aufgabe der Erfindung, die bekannten UV-Bestrahiungs-Verfahren und -Einrichtungen derart auszugestalten, daß ein keimarmes bis aseptisches Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln in automatischen Anlagen mittels UV-Bestrahlung im industriellen Maßstab möglich wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüe 1 öw. 6 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Hochstrom- Entladung und die Vorschrift, den Packstoff bei mindestens 50 mW/cm² Bestrahlungsstärke mindestens I see lang im Strahlungsfeld verweilen zu lassen, wird entgegen den Erwartungen aufgrund der eingangs besprochenen Druckschriften ein S'.prilisationseffekt von über 4 D (99,99%) erreicht, was nun den industriellen Erfordernissen genügt. Die besonderen Merkmale der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung gewährleisten eine gleichmäßige und homogene Ausleuchtung des Paekstoffes. was für den industriellen Einsatz gleichfalls von hoher Bedeutung ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbcispielen näher erläutert. Dabei /cigl

I" i g. 1 eine· Abfiill- und Verpaekungsanlage zur keimarmen Verpackung von Porlionenfüllungen,

to Fig. 2 eine Abfüll- und Verpackungsanlage zum aseptischen Verpacken eines vorsterilisierten flüssigen Füllgutes, z. B. uperisierter Milch,

F i g. 3 schematisch die Anordnung einer mäanderförmigen Entladungsröhre über einer Packstoffbahn,

Fi g. 4 Entladungsröhren in einem Reflektor über einer Packstoffbahn, und

F i g. 5 ein Diagramm, in welchem die Abtötungsrate K verschiedener relevanter Mikroorganismen in Abhängigkeit von der Verwcil/.cit f des Paekstoffes 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 Pac^stoff I wird zuerst mit einer Infrarot-Strahlung IR beaufschlagt, und dann mit der Ultraviolett-Strahlung UVdua den Entladungsstrecken 5 der Entladungsröhren 4 in das als Gehäuse ausgebildeten Reflektor 6, 7, 8. Das die UV-Strahlung beinhaltende Reflektorge-

jo hause wird auch als »UV-Kanal« bezeichnet. Unter der Füllstation Fwerden die Becher mit dem vorentkeimten Füllgut, ■/.. B. Yoghurt oder Kaffeerahm portionsweise gefüllt.

Der Packsioff 2, eine von einer Rolle R 1 ablaufende

J5 Verschlußfolie z.B. aus 50— 100 μιη starkem Aluminium, wird, wie Packsioff 1, zunächst durch einen Infrarot- und einen UUraviolett-Kanals geführt, und gelangt dann über eine Umlenkrolle in die Stanz- und Piegelstation 10. Hier werden aus der Verschlußfolie Deckel gestanzt, und mit diesen die abgefüllten Becher durch Heißsiegel,ι luftdicht verschlossen.

Die fertigen Portioncnpackungen laufen dann rechts aus der Maschine heraus.

Um die Anlage weitgehend aseptisch zu halten, wird sie von oben mit sterilisierter Luft St Deblasen. Diese Beblasung könnte auch horinzonial von der Seite erfolgen.

In F i g. 2 läuft der Packstoff 3, /.. B. ein mit kunststoffbeschichteter Aluminium-Folie laminierter Papier-Verbundpackstoff, von der Rolle R 2 in Richtung M in einen UV-Kanal, der aus zwei auf den beiden Seiten des Packstoffcs 3 angeordneten Reflektorgehäusen 6, 7, 8 mit FntL.jtngsröhren 4 besteht. Der Packstoff 3 wird dann in einer nicht gezeigten Vorrichtung in einen Schlauch oder Tubus "/"umgeformt, bei ζ) quergesiegelt, und dann als fertige Packung Pausgestoßen. Die Füllung mit dem flüssigen Füllgut geschieht über F, ein Rohr, das in den gebildeten Pack-.toff-Tubus eingeführt ist. Wie in Fig.' kann auch in der tunrichtung nach F i g. 2 vorzugsweise

W) vordem UV-Kanal ein /K-Kanai vorgesehen sein.

Damit der Packstoff 1, 2, 3 in welcher Form auch immer er vorliegt, mit dem erfindungsgv;mäß vorgesehenen Wellenlängenspektrum bei richtiger Bestrahlungsstärke beaufschlagt wird, sind die Entladungsröh-

b5 rcn 4 vorgschen. Diese sind /weckmäßigerweise ausgebildet wie in der nach veröffentlichten DE-OS 24 12 997 beschrieben, auf welche insoweit Bezug genommen wird. Die gewünschte Ultraviolett-Bestrahlung tritt aus

dem als »Entladungsstrecke 5« bezeichneten Teil der Entladungsröhre 4 aus.

In F i g. 3 ist eine mäanderförmigc Entladungsrohre 4 über einer Packstoffbahn 1, 2, 3 dargcstcl'i. jeder Teil der Entladungsröhre 4, der sich über eine ganze Breite der Packstoffbahn 1, 2, 3 erstreckt, soll als Ct₁Ie lintladungsstrecke 5 gehen, so daß die dargestellte inäandcrförmige Entladungsröhre 4 also vier hintereinander angeordnete, sich über die ganze Breite der Packstoffbahn 1,2,3 erstreckende Entladungsstrecken 5 aufweist.

Die Entkeimung mittels Ultravioleti-Besirahliing geschieht nun im ein/einen wie folgt:

Die Entladungsröhren 4 werden z. B. mit 10 A/cm·' bei einer Quecksilber-Temperatur von 72"C entsprechend etwa 8 Pa betrieben. Dadurch wird mil einem

Wirkungsgrad von mehr als 20% kurzwellige, intensive Ultraviolett-Strahlung der Wellenlänge 253.7 mn erzeugt, wobei das Spektrum auüeriicm noch, in bwchili· ehern Anteil auch die 184.9 und 194,2 nm-l.inien aufweist.

Unter einer solchen Bestrahlung werden, wie weiter unten noch naher ausgeführt wird, alle sporen- oder nicht-sporenbildendcn Bakterien innerhalb weniger Sekunden mit der erforderlichen Rate abgetötet, wahrend Schimmelsporen. insbesondere Aspergillus Niger, rcsistenter sind.

Es ist nun oftmals nicht nötig, alle auftretenden Schimmelsporen abzutöten, da diese weder toxisch noch pathogen und beispielsweise in abgeschlossenen Milchpackungen auch praktisch 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 Verpakkungsanlage auf mehr al;. 60"C. /.. B. auf 80-90⁰C, erhitzt wird. Bekanntlich werden Schimmelsporen bei solchen Temperaturen innerhalb weniger Sekunden restlos abgetötet.

Die Erhitzung des Packstofies 1, 2 erfolgt gemäß Fig. 1 durch die Infrarot-Bestrahlung //?~35em Eintritt des Packstoffes in die Ultraviolett-Strahlung UV. Die Infrarot-Bestrahlungsstrccke 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 nö:igen Temperatur bleibt.

Eine in der Praxis erprobte UV-Bestrahlungsdosis (»Bestrahlung... vgl. DIN 5031 Blatt I₁ August 1970, Ziif. 7) auf dem Packstoff ist 1,5 Ws/cm-'. wobei die Messung sich nur auf die 253.7 nm-Linic bezieht. Unter Berücksichtung technisch-industriell vernüftiger Vorschubgeschwindigkeiten des Packstoffes hat sich eine Bestrahlungsstärke der 253.7 nm-Linie auf dem Packstoff von 0,3 W/cm², und eine Verwcilzeit des Packstoffes in der UV-Strahlung von 5 Sekunden als vorteilhaft erwiesen.

Damit neben der 253,7 nm-Linie auch die 184,9 nm- und 194,2 nm-Linien nach außen treten können, sind bei den Entladungsröhren 4 an ihren Entladungsstreckcn 5 Materialien vorgesehen, die die genannten Linien nicht absorbieren. Ein solches Material ist /.um Beispiel Quarz von hoher Reinheit, z. B. synthetischer Quarz. Damit wird nicht nur das für die Keimtöiung wichtige Ultravioiett-Spektrum zur Verfügung gestellt, sondern es wird auch aus dem Luftsauerstoff auch in beachtlichem Maße Ozon Oi gebildet, welcher zusätzlich slerilisierend auf den Packstoff und die Umgebung wirkt.

Ks isi nun von großer Bedeutung, daß die Packstoffbahn, in welcher Form sie auch vorliegt (Behälter. Hachband), gleichmäßig und homogen ausgeleuchtet

ι wird. Dies zu erreichen war bisher ein großes praktisches Problem. Doch schafft die Erfindung auch hier erfolgreich Abhilfe.

Die Homogenität quci zur Bewegungsrichtung Mder Packstoffbahn t, 2, 3 wird dadurch gewährleistet, daß

ίο die geraden Schenkel der Entladungsrohren 4, also die Enlladungsstrcckcn 5, sich über die ganze Breite der Packstoffbahn erstrecken und hintereinander in einer Ebene /-.'parallel zur Ebene der /u bestrahlenden PaA-stoffbahn liegen. Die Anordnung der Entladungsstrek-

r> kcn 5 hintereinander quer /.ur Richtung M ergibt den weiteren Vorteil, daß sich eine allfiilligc ungleiche Alterung der Enlladungsstrcckcn besser ausgleicht.

Die Homogenität längs der Bewegungsrichtung M über eine definierte Strecke wird durch einen Reflektor

:o erreicht. Dieser ist hoehrcflekticrend für kurzwelliges Ultraviolett und besteht, z. Ii. aus hochglanzpoliertem und eloxiertem Aluminium. Sein Reflexionsvermögen isl besser als 0,75. Der Reflektor besteht aus einem Oberteil f> und zwei Scitenstücken 7,8. Diese erstrecken sich vom Oberteil 6 vorzugsweise senkrecht zur Pack-Stoffbahn 1, 2, 3 hin. Scitenstück 7 liegt am Eintritt der Packsi')ffbahn 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.

J5 daß die mit den erfindungsgemäßen Parametern betriebene Höchst rom-Niederdruck Quecksilber-Entladung optisch dünn ist, d. h. die Strahlung gieichmäßip aus dein ganzen Entladungs-Volumen kommt und keine Absorp- j tion auftritt. Bei der Konzeption des Reflektors können | die optischen Regeln für Punkt-, Linien- oder Flächenqucllen daher nicht verwendet werden.

Die Enlladungsstrcckcn 5 und der Reflektor 6, 7, 8 sind vorteilhafterweise in einem Gehäuse angeordnet, welches nach außen möglichst kleine Öffnunger, 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

w der Füllstation F. Es ist auch möglich, den Reflf 'tor 6,7, 8 selbst als ein solches Gehäuse auszubilden wie dies in F i g. 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 Rclflektors nebeneinander in einem besonderen Lampengehäuse montiert.

Damit die auf den Packstoff auffallende UV-Strah-

fao lung 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 1 auf der Packstoff-

h-> bahn um weniger als 10"/» schwankt, also Δ i/i < i0%. muß bei Verwendung eines Reflektors mit Reflexion R > 0,7-3 erfüllt sein: ;i/d > 0.5. Dabei ist a der senkrechte Abstand der Achse einer Entiadungsstrccke

von der Packstoffbahn 1,2,3.

Der senkrechte Absland rder Hbenc /:', in welcher die Knlladungsstreckcn angeordnet sind, ist an sich von nachgcordnetcm Einfluß, jedoch sollte er so klein wie möglich sein, insbesondere kleiner als der Abstand (/der Achsen zweier Entladungsstrecken. Dadurch können Rand '-ickte besser vermieden werden.

Zur Minimalisierung von Randeffekten ist ferner c so klein und b so groß wie möglich zu wählen. Dabei kanne der kürzeste Abstand der Achse der äußersten Entladungsstrecke 5' von dem benachbarten Seitenstück 7, 8 und b die Länge eines Seitenstückes 7, 8 von der Ebene ff aus in Richtung der Packstoffbahn. Wenn insbesondere e < 1.5 D (mit D = Durchmesser der Entladungsstrecke 5). und a-b = f < 10 mm, so gilt J l/l < 10% über die ganze Packstoffbahn I, 2, 3 vom Eintritt-Seitenstück 7 bis zum Austritts-Seiienstück 8.

Dei einer wie vorsiCncriu gcsc

10

erzeugten Ultraviolett-Bestrahlung ergeben sich unter anderem folgende Vorteile:

- Das Innere vorgeformter Behälter wird gleichmäßig, insbesondere ohne Schattenbildung ausgeleuchtet. Überraschenderweise wird das Innere von 3 cm tiefen und 6 cm 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 stimmten Vorschubtakt ausgerichtet werden. Das heißt es ist ohne Bedeutung, an welcher Stelle des Strahlungsfeldes ein vorgeformter Behälter zwischen zwei Vorschubtakten zum Halten kommt.

In F i g. 5 ist das Ergebnis von mikrobiologischen Entkeimungs-Versuchen dargestellt. Dabei wurde eine Quecksilber-Niederdruck-Hochstrom-Entladung mit 10 A/cm² und ι 8 Pa angewendet, mit einer Bestrahlungsstärke von 0,3 W/cm² der 253,7 nm-Linie auf dem Versuchssubstrat.

Gereinigte Sporenkulturen der getesteten Baktrien und Schimmelpilze wurden in definierten Verdünnungen im Bereich 10^J — 10⁸ 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 stearothermophilus (Sporen) Escherichia coli

Mucor mucedo

Aspergillus Niger

Penicillium chrysogenum

Escherichia coli und Mucor mucedo wurden in 2 bis 3 Sekunden mit einer Abtötungsrate K von mehr als 10" m> reduziert. Die Ergebnisse für die anderen getesteten Mikroorganismen sind aus F i g. 5 ersichtlich.

Zusammengefaßt ergibt sich:

Bei einer spektralen (253, 7 nm) Bestrahlungsstärke b5 von 0,3 W/cm² ist die Wirkung der gesamten kurzwelligen UV-Strahlung so.

— daß alle sporcnbildcnden Bakterien mit einer Be-Strahlungszeit von 5 Sekunden eine Reduktionsrate > 10·· aufweisen (Sublillis und Stearothcrmophilus am resisieniesten). dies bei Ausgangskeimzahlcn bis 10* auf Flächen < 1 cm-,

— daß mit 5 Sekunden Bestrahlungszeit alle nichtsporenbildenden Bakterien noch wesentlich höhere Reduktionsraten aufweisen, und

— daß bei Schimmclsporen zur Erreichung von hohen in Reduktionsraten (> 10^J) Bestrahlungszeiten bis zu

30 Sekunden notwendig sind (Aspergillus Niger am resistentesten).

Um die ggf. nötigen langen Bestrahlungszeiten zur r> Vernichtung der Schimmelsporen zu vermeiden, wird wie schon oben gesagt, das kombinierte Infrarot-Ultraviolett-Verfahren angewendet.

;n-'Jiffi.!S Der Vollständigkeit halber sei im übrigen noch erwähnt, daß es d'irchaus zweckmäßig sein kann, auch die :ii Packstoffe t und 2 der F i g. 1 beidseitig, d. h. außer auf der Nahrungsmittel- 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 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 (]ames-Dole-Vcrfahrcn) oder Wasserstoffperoxyd (H₂O₂) angewandt. Die Wasserdampf-Entkeimung bringt jedoch große maschinentcchnische Probleme, da der Wasserdampf hochkorrosiv ist. Die H₂Cp-Entkeimung / bringt darüber hinaus das Problem, daß die Chemikalie/ff 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 lakkiert und 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 Entkeimungsverfahren, z. B. die H₂Oj-Emkeimung, anzuwenden, und nur das Deckelband mit UV zu entkeimen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen, keimarmen bis aseptischen Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, welche vorentkeimt bzw. vorstcrilisierl und dann der Ajfüll- und Verpackungsanlage zugeführt werden, und wobei der Packstoff mittels hochintensiver, durch eine Quecksilber-Niederdruck-Entladung erzeugte Ultraviolett-Bestrahlung entkeimt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraviolett-Strahlung (UV) durch eine Hochstrom-Entladung mit einer Entladungsstromdichte VGn mehr als 1 A/cm² und einem Quecksilberdruck von

0,666 bis 66,6 Pa ' erzeugt wird, die spektrale

kl Bestrahlungsstärke der 253,7 nm-Linie der Ultraviolett-Strahlung auf dem Packstoff (1, 2, 3) auf mindestens 0,05 W/cm² eingestellt wird, und der Packstofi (t, 2, 3) in der Ultraviolett-Strahlung mindestens 1 Sekunde verweilt.

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) aul mehr als 60°C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Erhitzung des Packstoffes (1, 2, 3) mittels Infrarot-Strahlung (IR)bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daLi die spektrale Bestrahlungsstärke der 253,7 nm-Linie auf dem Packs^:/ff (1, 2.3) auf mindesten 0,3 W/cm² eingcstel.¹'. wird, und der Packstoff (1, 2, 3) in der Ultraviolett-Strahlt» g (UV) mindestens 5 Sekunden verweilt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Packstoff (1, 2, 3) unmittelbar vor seinem Eintritt in die Ultraviolett-Strahlung (UV) auf 80-90⁰Cerwärmt wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. 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 Entladungsstrccken (5) vorgesehen sind, die in einer Ebene ("ζ) parallel zur Ebene des zu bestrahlenden Teiles der Packstoffbahn (1,2, 3) liegen, daß die Entladung.sstrecken (5) von einem Reflektor umschlossen werden, welcher aus einem über der Ebene (E) der Entladungsstrccken (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-Strahlung beginnt bzw. endet, daß die Reflexion des Reflektormaterials besser als 0.75 ist. und die zwei Seitenstücke (7,8) etwa senkrecht zum dem Oberteil (6) stehen, und daß das Verhältnis des senkrechten Abstandes (a)der Ebene finder Entladungsstreckcn (5) zur Paekstoffbahn (1, 2, 3) zu dem Abstand (el) zweier benachbarter F.niladungsstrccken (5) mindestens gleich 0.5 ist, und/oder der senkrechte Abstand (c) der Ebene (E) der Entladungsstrecke (5) zum Oberteil (6) des Reflektors kleiner als der Absland (b) zweier benachbarter Entladungsstreckcn (5) ist. und/oder der kürzeste Abstand (c)dcr beiden äußeren Entladungssirecken (5) zu dem benachbarten Scitenstück (7,8) kleiner als zweimal der Durchmesser (D)einer KntiadungsMicckefS). und der kiir/este Abstand (Qdcr Seitenstücke (7,8) von der Paekstoffbahn (1,2,3) kleiner als 10 mm sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecken (5) sich in einem den Raum zwischen den Entladungsstrecken (5) und der Paekstoffbahn (1, 2,3) umschließenden Gehäuse befinden, und an dem Gehäuse eine Absaugvorrichtung (9) für Ozon (Oi) vorgesehen ist.