DE2439900A1

DE2439900A1 - Sterilising, filling, sealing food containers - involves irradiating with fast electrons before filling in germ-free environment

Info

Publication number: DE2439900A1
Application number: DE2439900A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Holl; Fritz Dr Muenzel; Winfried Dr Sturm
Original assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach; Polymer Physik GmbH and Co KG
Current assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach; Polymer Physik GmbH and Co KG
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-06
Also published as: CH560630A5

Abstract

Sterilising, filling and sealing food containers involves irradiating the pouches with accelerated electrons before they are filled. The containers should be irradiated inside and out, using reflection for the process, the containers are preferably held in a germ-free environment between irradiation and the filling of the sterilised contents and sealing. The containers should be fed through the radiation, filling and sealing stations in steps, possible in rows so that the radiation effect is produced between these in a fan arrangement. Similarly irradiated cover material should be used for sealing the containers.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verschließen von Verpackungsbehältern.Method and device for sterilizing, filling and sealing of packaging containers.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verschließen von Verpackungsbehältern. The invention relates to a method and a device for sterilizing, Filling and closing of packaging containers.

In den letzten Jahren hat das Verlangen nach steriler Verpackung von Gütern zugenommen, und zwar nicht nur für pharmazeutische Produkte aller Art in flüssiger oder fester Form, sondern auch für Nahrungs- und Genußmittel, wie Saffesrahm und Fruchtsäfte. In recent years there has been a need for sterile packaging of goods, and not just for pharmaceutical products of all kinds in liquid or solid form, but also for foodstuffs and luxury foods, such as cream of saffron and fruit juices.

Die konventionelle Wärmesterilisation im verpacktem Zustand schafft häufig erhebliche Probleme, sei es, daß die gewählten Verpackungsmaterialien, sofern sie Kunst stoffe oder Glas mitbeinhalten, der Erwärmung nicht gewachsen sind, oder sei es, das das Erhitzen die Qualität des zu verpackenden Gutes ungünstig beeinflußt. The conventional heat sterilization in the packaged state creates often significant problems, be it the chosen packaging materials, provided they contain plastic or glass that cannot cope with the warming, or be it that the heating has an adverse effect on the quality of the goods to be packaged.

Es wurde daher versucht, eine getrennte Sterilisation durchzuführen, derart, dass einerseits das zu verpackende Gut durch Erwärmen oder andere geeignete Massnahmen sterilisiert wird und dass andererseits das Verpackungsmaterial für sich einer Sterilisation unterzogen wird. An attempt was therefore made to carry out a separate sterilization, such that on the one hand the goods to be packaged by heating or other suitable Measures is sterilized and that on the other hand the packaging material for itself is subjected to sterilization.

Um die Sterilität der Verpackungsmaterialien zu erwirken, hat man vorwiegend Wärme und chemische Mittel eingesetzt. In order to achieve the sterility of the packaging materials, one has mainly heat and chemical agents are used.

Die Wärme verändert im allgemeinen die Eigenschaften von Kunststoff und kunststoffbeschichteten Metall-0 folien, weil bei Temperaturen von über 130 C die meisten Kunststoffe erweichen, Oxydationsvorgängen unterliegen, usw. The heat generally changes the properties of plastic and plastic-coated metal foils, because at temperatures above 130 C most plastics soften, are subject to oxidation processes, etc.

Man versuchte daher vermehrt, mit chemischen Mitteln zu arbeiten, hauptsächlich mit Wasserstoffsuperoxyd. Attempts were therefore made more and more to work with chemical agents, mainly with hydrogen peroxide.

Der Nachteil des Wasserstoffsuperoxyds liegt darin, dass erst in einer nachgeschalteten Wärmestufe, welche der Benetzung mit wasserstoffsuperoxydhaltigen Lösungen folgt, eine Abspaltung von aktivem Sauerstoff erfolgt, der dann die Sterilisierung herbeiführt. Die Anwendung anderer Chemikalien, welche gewöhnlich über eine Oxydationsstufe ihre bakterizide Wirkung erreichen, hat bislang keinen Eingang in die Praxis gefunden, weil die Aggressivität solcher Chemikalien gegenüber den Ver packungsmaterialien (Kunststoffe, kunststoffbeschichtete Metallfolien usw) zu intensiv war, so dass aus technischen und übrigens auch aus ökonomischen Gründen auf diesen Einsatz verzichtet werden musste.The disadvantage of hydrogen peroxide is that only in one downstream heat level, which is the wetting with hydrogen peroxide Solutions follows, an elimination of active oxygen takes place, which then the sterilization brings about. The use of other chemicals, usually via an oxidation stage achieve their bactericidal effect has so far not found its way into practice, because the aggressiveness of such chemicals on the packaging materials (Plastics, plastic-coated metal foils, etc.) was too intense, so that for technical and, by the way, also for economic reasons, this application is waived had to become.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung sollen die angeführten Nachteile bei getrennter Sterilisation der zu verpackenden Füllgüter und der Verpackungsmaterialien vermieden werden. With the method according to the invention, the stated disadvantages are intended with separate sterilization of the filling goods to be packed and the packaging materials be avoided.

Zu diesem Zweck ist bei dem Verfahren gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Verpackungsbehälter vor dem Abfüllen mit beschleunigten Elektronen bestrahlt werden. For this purpose, the method according to the invention provides that the packaging container is irradiated with accelerated electrons before filling will.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen benachbart einer Transportbahn für die Verpackungsbehälter in Transportrichtung vor einer Abfüllstation angeordneten Elektronenbeschleuniger. The device according to the invention for carrying out the method is characterized by an adjacent a transport track for the packaging containers are arranged in front of a filling station in the direction of transport Electron accelerator.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung kann eine desinfizierende Elektronen-Bestrahlung der Verpackungsbehälter vor dem Abfüllen des bereits sterilisierten Gutes und gegebenenfalls eine getrennte Sterilisation des von einer Folienrolle abgezogenen Deckelmaterials vorgenommen werden, bevor die Deckel aus einer Deckelrolle gestanzt und auf die mit dem sterilen Gut gefüllten Verpackungsbehälter, z.B. With the method and the device according to the invention, a Disinfecting electron irradiation of the packaging container before filling of the items that have already been sterilized and, if necessary, separate sterilization of the cover material removed from a roll of film are made before the lid punched out of a lid roll and placed on the filled with the sterile material Packaging containers, e.g.

Metall- oder Plastik-Becher, aufgelegt und heissgesiegelt werden. Die Strecke zwischen der Sterilisation der offenen Behälter und der Abfüllstation für das vorsterilisierte Füllgut wird z.B. durch entkeimte Luft steril gehalten. Durch zusätzliche Anordnung des Elektronenbeschleunigers von vorzugsweise max. nur 150 KV ist es möglich, mit einer sonst aus bekannten und gebräuchlichen Elementen bestehenden Verpackungsmaschine ein Füllgut ohne zusätzliche Erwärmung steril zu verpacken.Metal or plastic cups, placed on top and heat-sealed. The distance between the sterilization of the open containers and the filling station for the pre-sterilized contents, e.g. sterilized air is used to keep them sterile. Due to the additional arrangement of the electron accelerator, preferably a maximum of only 150 KV it is possible with an otherwise known and common element existing packaging machine to make a product sterile without additional heating pack.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. Fig. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention and FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1.

Die Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verpacken nach Fig. 1 umfasst ein Gitter-Transportband 1 mit einer zum Transportieren von ein- oder mehreren Reihen von Verpackungsbehältern 2 ausreichenden Breite in Richtung des Pfeiles A. Der Obertrum des endlosen Gitter-Transportbandes 1 wird von einem Behälterstapel 3 vorbei an einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehenen Sterilisierstation mit einem Elektronenbeschleuniger 5 und einem Bleireflektor 6, einer Abfüllstation 7 und einer Verschliessstation 8 geführt, von der aus die sterilisierten, abgefüllten und verschlossenen Verpackungsbehälter seitlich abgeführt werden. The device for sterilizing, filling and packaging according to Fig. 1 comprises a grid conveyor belt 1 with one for transporting one or several rows of packaging containers 2 of sufficient width in the direction of the Arrow A. The upper run of the endless grid conveyor belt 1 is from a stack of containers 3 past a sterilization station provided overall with the reference numeral 4 with an electron accelerator 5 and a lead reflector 6, a filling station 7 and a closing station 8, from which the sterilized, filled and closed packaging containers are removed to the side.

Das Transportband 1 ist in einem geschlossenen Kanal 9 aufgenommen, der eine keimfreie, gegebenenfalls ozonisierte Athmosphäre enthält. The conveyor belt 1 is received in a closed channel 9, which contains a sterile, possibly ozonated atmosphere.

Der Elektronenbeschleuniger 5 weist ein Beschleunigungsrohr 10 und ein Ablenkorgan 11 auf. Das Ablenkorgan 11 schickt die Strahlen fächerförmig auf die Reihen der Verpackungsbehälter 2 und durch diese hindurch durch den gewölbten Reflektor 6 (vergleiche Fig. 2), der die Strahlen zurückwirft, so dass auch die Aussenseiten der Behälter 2 bestrahlt werden und damit keimfrei gemacht werden. Das Sterilisieren auch der Aussenwände ist wichtig, weil sonst Mikroorganismen in den Kanal 9 eingeschleppt werden könnten. The electron accelerator 5 has an accelerating tube 10 and a deflector 11. The deflecting element 11 sends the rays in a fan shape the rows of packaging containers 2 and through them through the curved Reflector 6 (see Fig. 2), which reflects the rays, so that the Outer sides of the container 2 are irradiated and thus made sterile. It is also important to sterilize the outer walls, because otherwise microorganisms will enter the channel 9 could be introduced.

Die keimfreie Athmosphäre in dem Kanal steht unter leichtem Ueberdruck, so dass durch den Umgebungsdruck keine unreine Luft in den Kanal 9 eindringen kann. Die Strecke zwischen dem Elektronenbeschleuniger 5 und der Abfüllstation 7 kann das durch die Elektronen erzeugte Ozon mitenthalten. The germ-free atmosphere in the channel is under slight overpressure, so that no impure air can penetrate into the channel 9 due to the ambient pressure. The distance between the electron accelerator 5 and the filling station 7 can contain the ozone generated by the electrons.

Unmittelbar vor der Abfüllstation 7, auf der die Behälter 2 mit einer Füllung 12, z.B. einem empfindlichen, leicht verderblichen Nahrungsmittel versehen werden, muss jedoch das Ozon abgesaugt werden, damit nicht Ozon-Spuren mit dem Füllgut in Berührung kommen.Immediately in front of the filling station 7, on which the container 2 with a Filling 12, e.g. a delicate, easily perishable food However, the ozone must be extracted so that there are no traces of ozone with the product come into contact.

Die Vorwärtsbewegung des Transportbandes 1 kann diskontinuierlich ober kontinuierlich erfolgen. In Anpassung an diese Bewegung werden der Verschliessstation 7 aus einem nicht dargestellten Deckelband an einer Stanzstation 13 ausgestanzte Deckel 14 schrittweise in Richtung des Pfeiles F, also entgegen der Förderrichtung A des Transportbandes 1, zugeführt. Das Deckelband kann aus einer lackierten und bedruckten Aluminiumfolie bestehen. Bei -den vorangehenden Trockungsvorgängen wird diese Folie auf so hohe Temperatur gebracht, dass sie an der Oberfläche keimfrei ist. Das Aufeinanderwickeln der lackierten und bedruckten Deckelfolie schützt die Windungen vor nachträglichen Verunreinigungen, so dass eine Erhitzung oder eine kurze Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen zwischen dem Abrollen des Deckelbandes und der Stanzstation eine sterile Oberfläche gewährleistet. The forward movement of the conveyor belt 1 can be discontinuous or take place continuously. The closing station is adapted to this movement 7 punched out of a cover strip (not shown) at a punching station 13 Lid 14 step by step in the direction of arrow F, that is, against the conveying direction A of the conveyor belt 1, supplied. The cover strip can consist of a lacquered and made of printed aluminum foil. In the preceding drying processes this film is brought to such a high temperature that it is germ-free on the surface is. The winding of the coated and printed cover film protects the Turns from subsequent contamination, so that heating or a brief exposure to accelerated electrons between rolls the cover strip and the punching station ensures a sterile surface.

An der Abfüllstation 7 werden die Deckel 14 auf die gefüllten Behälter 2 aufgelegt und durch Erhitzen hermetisch aufgesiegelt. Es genügt eine kurze Erhitzung auf ca. At the filling station 7, the lids 14 are placed on the filled containers 2 and hermetically sealed by heating. Brief heating is sufficient to approx.

1500C, um die Lackschichten miteinander zu verschweissen und einen völlig hermetischen Verschluss zu erzielen.1500C to weld the layers of lacquer together and create a to achieve a completely hermetic seal.

Dadurch, dass nur 150kV Elektronen-Energie verwendet wird, kann die Röntgenstrahlung relativ einfach, z.B. Because only 150kV electron energy is used, the X-rays relatively simple, e.g.

mittels Bleif-olien, abgeschirmt werden.be shielded by means of lead foils.

Im folgenden werden zwei Beispiele beschrieben: Beispiel 1: Zylindrische Aluminiumbehälter mit den Abmessungen 41 mm Durchmesser und 22 mm Höhe werden mehrbahnig mit einer Vorschub-Geschwindigkeit von 8 cm/sec durch den Elektronenstrahl unter folgenden Bedingungen gefahren: Beschleunigungsspannung 150 kV, Gesamtelektronenstrom 4 mA, Abstand des Bleireflektors vom Becherboden 15 mm. Die erzielbare Strahlungsdosis beträgt dann 10 - 15 MRad im Innern der Becher und 6 - 8 MRad an Becherböden und Aussenwänden. Two examples are described below: Example 1: Cylindrical Aluminum containers with the dimensions 41 mm in diameter and 22 mm in height have multiple lanes with a feed speed of 8 cm / sec through the electron beam below under the following conditions: acceleration voltage 150 kV, total electron current 4 mA, distance of the lead reflector from the bottom of the beaker 15 mm. The achievable radiation dose is then 10 - 15 Mrad inside the cups and 6 - 8 Mrad on cup bottoms and Exterior walls.

Beispiel 2: Zylindrische Kunststoffbehälter mit den Abmessungen 70 mm Durchmesser und 75 mm. Höhe werden mehrbahnig mit einer Vorschubgeschwindigkeit von Sm/sec durch den Elektronenstrahl bei folgenden Bedingungen gefahren: Beschleunigungsspannung 150 kV, Gesamtelektronen-strom 3mA, Abstand des Bleireflektors vom Behälterboden 15 mm. Die erzielbare. Example 2: Cylindrical plastic containers with dimensions 70 mm diameter and 75 mm. Heights are multi-lane with a feed rate of Sm / sec driven by the electron beam under the following conditions: Accelerating voltage 150 kV, total electron current 3mA, distance of the lead reflector from the container bottom 15 mm. The achievable.

Strahlungsdosis beträgt dann 10 - 15 MRad im Behälterinnern und 2,5 - 4 MRad an Behälterböden und Aussenwänden.The radiation dose is then 10-15 MRad inside the container and 2.5 - 4 MRad on container bottoms and outer walls.

Claims

Procedures for sterilizing, filling and sealing packaging containers, characterized in that the packaging container (2) before filling with accelerated Electrons are irradiated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the packaging container (2) irradiated from inside and outside.

3. The method according to claim 1, characterized in that the irradiation the packaging container is generated from the outside by reflection.

4. The method according to claim 1-, characterized in that the packaging container (2) between irradiation and filling with a sterilized filling and be kept in a sterile environment after closing.

5. The method according to claim 1, characterized in that the packaging container gradually transported past the irradiation site, the filling site and the sealing site will.

6. The method according to claim 1, characterized in that the packaging lter (2) can be transported in one or more rows and that the irradiation fanned out between these rows.

7. The method according to claim 1, characterized in that the for Closing the packaging container, certain lid material is sterilized.

8. The method according to claim 7, characterized in that the cover material is also irradiated with accelerated electrons for sterilization.

9. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that adjacent to a transport path (1) for the packaging containers (2) in the transport direction (A) in front of a filling station (7) an electron accelerator (5) is arranged.

10. The device according to claim 9, characterized in that opposite the electron accelerator, but on the other side of the transport path (1), a reflector (6) is arranged for the accelerated electrons.

11. The device according to claim 9, characterized in that the Transport track (1) at least in. Area between the electron accelerator (5) and a closing station located behind the filling station (7) in the transport direction (A) (8) is surrounded by a closed channel (9) in which there is overpressure held aseptic air is located.

12. The device according to claim 9, characterized in that a Electron accelerator (5) of a maximum of 150 kV is used.

13. Device according to claim 9, characterized in that a Radiation shielding with lead foils is provided.

14. The device according to claim 9, characterized in that the Electron accelerator on a filling and sealing system with a rotary table is used.

15. The device according to claim 9, characterized in that the Accelerator on a rotary machine directly above the inserts that the pick up empty container for further transport, is attached.

16. The device according to claim 9, characterized in that a A curtain of sterile air is placed around the entire filling and transport line.