DE2510076A1

DE2510076A1 - Anordnung zum sterilisieren einer materialbahn

Info

Publication number: DE2510076A1
Application number: DE19752510076
Authority: DE
Inventors: Geb Berkeman Irma Marit Rauser; Jan Axel Ingemar Rauser
Original assignee: Ziristor AB
Current assignee: Ziristor AB
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1975-09-25
Also published as: FR2263937B1; JPS50122386A; IT1037168B; SU568351A3; JPS5443951B2; US3994686A; GB1450009A; NL7502834A; FR2263937A1; DE2510076B2; SE389316B; CA1036315A; SE7403181L; DE2510076C3; CH591991A5

Description

TP 4i 3

As/P

AB Ziristor, Postfack, S-221 01 Lund 1 (Schweden)

Anordnung zum Sterilisieren einer Materialbahn

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Sterilisieren einer zu einem Schlauch oder Rohr geformten und kontinuierlich durch eine Verpackungsmaschine geführten Verpackungsmaterialbahn.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Verwendung bei Verpackungsmaschinen zum kontinuierlichen Herstellen von beispielsweise mit steriler Milch keimfrei abgefüllter getrennter Verpackungen aus einer durch die Verpackungsmaschine geführten Verpackungsmaterialbahn bestimmt. Bei dieser Gattung von Verpackungsmaschinen wird bisher die erforderliche Sterilisierung der Innenseite der Verpackungen dadurch erzielt, daß das Verpackungsmaterial durch ein Wasserstoffsuperoxydbad geführt und anschließend durch Infrarotbestrahlung auf ca. 110 C

509839/0289 -²-

> ^' "* ORIGINAL INSPECTED

erhitzt wird. Zur Erzielung des gewünschten Sterilisierungsgrades ist eine Erhitzungsdauer von 2 bis 5 Sekunden erforderlich, und dies setzt wegen der hohen Durchlaufgeschwindigkeit des Verpackungsmaterials durch die Maschine eine lange Bestrahlungszone voraus. Wenn ferner die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Maschine verringert oder die Materialb-ahn völlig zum Stillstand gebracht wird, besteht wegen der hohen Temperatur die Gefahr, daß sich die Materialbahn entzündet. Selbst bei normaler Durchlaufgeschwindigkeit hat die Erhitzung des Materials zur Folge, daß dieses versprödet und schwer schweißbar wird, und die Umwandlung der in dem Papier enthaltenen Feuchtigkeit zu Dampf beeinträchtigt die Lebensdauer und Dichtfähigkeit der Längsnaht. Die hohen Arbeitstemperaturen haben schließlich zur Folge, daß die ganze Maschine erhitzt wird, was zu Wärmespannungen sowie zu Verpackungsproblemen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung zum Sterilieieren eines kontinu-

_n.,, „ , _w , ,, Schlauches die _ ,

xerlxch laufenden Material-/ oder -rohres zu schaffen, selbst bei hohen Transportgeschwindigkeiten des Schlauches eine wirksame und behinderungsfreie Sterilisierung der Schlauchinnensexte ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst und werden weitere Vorteile erzielt, indem bei einer Anordnung der einleitend beschriebenen Gattung innerhalb des Schlauches oder Rohres aus Verpackungsmaterial eine ortsfeste UV-Strahlungsquelle mit der Querschnittsform des Schlauches bzw. Rohres entsprechendem Außenumriß derart angeordnet ist, daß sämtliche Teile der Innenseite des Schlauches im wesentlichen gleichmäßig bestrahlt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die Zeichnung zeigt die in einer Verpackungsmaschine eingebaute Sterilisierungsanordnung, und der Schlauch aus Verpackungsmaterial, der diese Sterilisierungsausrüstung umgibt, ist lediglich im Interesse der Übersichtlichkeit

509839/0289

-3-

in strichpunktierten Linien angedeutet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Sterilisierungsanordnung gemäß der Erfindung innerhalb eines schlauch- oder rohrförmigen Abschnittes 1 der Verpackungsmaterialbahn angeordnet, der am Schlauchbildungsende (oberster Teil in der Zeichnung) beginnt und bis zu der Stelle reicht, an der der Schlauch mit dem Füllgut (beispielsweise mit steriler Milch) gefüllt und zu Einzelverpackungen verarbeitet wird (unterster Teil in der Zeichnung). Die Sterilisierungsanordnung ist an einem Fülloder Zuleitungsrohr 2 für das Füllgut befestigt und getragen, das oberhalb des Schlauchbildungsendes im wesentlichen horizontal an den Schlauch herangeführt ist und im wesentlichen koaxial zu dem Schlauch in dessen Innenraum bis in den Bereich der Verarbeitung des Schlauches in Einzelverpackungen vertikal abwärts reicht. Das Füllrohr 2 ist von einem weiteren Rohr 3 koaxial umgeben, das dem Bereich unterhalb der Sterilisierungsanordnung Luft zuführt und dessen Funktion im folgenden noch eingehend beschrieben wird. Die Sterilisierungsanordnung selbst weist eine UV-Strahlung'squelle h auf, die die beiden konzentrischen Rohre 2 und 3 in Schraubenwindungen umgibt. Zwischen dem Zuluftrohr 3 und der TJV-Strahlungsquelle h befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Ri"lektor oder Spiegel 5» dessen unteres Ende mit einem Flansch 6 versehen ist, dessen Form der Querschnittsform des Schlauches entspricht und zwischen seinem Umfang und der Schlauchinnenwand einen schmalen Spalt von etwa zwischen 1 und 5 nun Breite freiläßt. Die Sterili-rsierungsanordnung ist von einer käfigartigen Schutzhülle 7 umgeben, die derart beschaffen ist, daß sie die Bestrahlung der ScHauchinnenwand nicht nennenswert behindert. Direkt unterhalb der Sterilisierungsanordnung ist an der Mündung des Rohres 3 ein Schirm _ oder eine Umlenkscheibe 8 angeordnet, die die aus dem Rohr 3 ausströmende Luft in die umgekehrte Richtung lenkt, lh der Nähe der Mündung des Füllrohres 2 schließlich ist ein Flansch 9 als Spritzschutz vorgesehen, der beim Betrieb verhindert,daß Füllgut gegen die Sterilisierungsanordnung nach oben gespritzt wird.

509839/0289 "⁴"

-h-

Bei der Herstellung keimfreier Verpackungen, beispielsweise für Milch, mit Hilfe einer Verpackungsmaschine der in Rede stehenden Art wird das Verpackungsmaterial in herkömmlicher Weise zu einem Schlauch oder Rohr umgeformt und dann mit normaler Bewegungsgeschwindigkeit an der Sterilisierungsanordnung gemäß der Erfindung vorbeigeführt, die innerhalb des in Bewegung befindlichen Materialschlauches ortsfest angeordnet ist. Die Innenseite des Schlauches 1 wird von der UV-Strahlungsquelle h kontinuierlich bestrahlt, die derart in dem Schlauch angeordnet ist, daß alle Teile seiner Innenwand gleichförmig bestrahlt werden. Dies wird dadurch erleichtert, daß der Außenumriß der UV-Strahlungsquelle h der Querschnittsform desMaterialsschlauch.es entspricht und daß der Spiegel 5 einwärts der UV-Strahlungsquelle angeordnet ist, so daß auch der einwärtsgerichtete Strahlungsantexl nach außen gegen die Schlauchinnenwand reflektiert wird. Die UV-Strahlungsquelle kann auch "zweigängig" ausgebildet sein, d.h. die die UV-Strahlungsquelle bildende Röhre kann gefaltet und schraubenförmig gewunden sein, so daß die beiden Enden der Rölire nebeneinanderliegen. Die wirksame Länge der ¥endel (in Richtung der Schlauchbewegung) ist derart eingerichtet, daß jeder Punkt des Schlauches während 0,5 bis 2 Sekunden bestrahlt wird. Die UV-Strahlungsquelle ist eine Niederdruck—Quecksilberdampflampe von bekanntem Typ mit einer Strahlungswellenlänge von vorzugsweise 2537 A .

Der innerhalb der UV-Strahlungsquelle angeordnete Spiegel 5 ist aus geeignetem UV-strahlungsreflektierendem Material, beispielsweise eloxiertem Aluminium mit einem Reflexionsfaktur für UV-Strahlung von 0,9» hergestellt. Der Spiegel trägt zu einer Konzentration der Strahlung an der Schlauchinnenwand bei, wodurch in einfacher Weise eine Strahlung hoher Dichte erzielt werden kann.

Um zu verhindern, daß das am unteren Schlauchende immer vorhandene Füllgut mitbestrahlt wird, ist das untere Ende des Spiegels 5 mit dem Flanscti6 versehen, der gegen die Schlauch-

509 8 3 9/0289

innenwand auswärts vorspringt· und dessen Rand sich in einem Abstand von zwischen 1 und 5 mm von der Schlauchinnenwand befindet. Auf diese Weise wird wirksam verhindert, daß die oberhalb des Flansches vorhandene Strahlung der UV-Strahlungsquelle das untere Ende des Schlauches 1 erreicht.

Im Betrieb der Maschine tritt wegen der UV-Strahlung eine gewisse Ozonbildung auf, und da Ozon beispielsweise auf Milch eine abträgliche ¥irkung hat, ist es erwünscht, das Ozon zu beseitigen oder zumindest zu verhindern, daß es das Füllgut erreicht.

Dies wird dadurch erzielt, daß in den Schlauch 1 oberhalb des Füllgutspiegeis Luft eingeführt wird, und dies geschieht mittels des Rohres 3» das, wie bereits erwähnt, einen Teil des Füllrohres 2 koaxial umgibt und unterhalb des Strahlungsbereiches mündet. Zum Umlenken der Luft nach oben durch den Materialschlauch 1 dient die Umlenkscheibe 8, die das Füllrohr 2 unterhalb der Mündung des Rohres 3 umgibt, und bewirkt, daß die ausströmende Luft durch den Schlauch nach oben und durch den Spalt zwischen dem Flansch 6 des Spiegels 5 und der Wand des Schlauches 1 hindurch, an der Strahlungsquelle vorbei und durch den Strahlungsbereich strömt, wobei das Ozon mitgenommen wird und am offenen oberen Ende des Schlauches mit der Luft zusammen ausströmt. Auf diese Weise wird ein konstant ei" aufwärtsgerichteter Luftstrom erzeugt, der in wirksamer Weise verhindert, daß das Ozon den Füllgutspiegel erreicht.

Zum Schutz der verhältnismäßig empfindlichen UV-Strahlungsquelle h gegen mechanische Beschädig-ung ist die Strahlungsquelle von dem Käfig 7 umgeben, der aus Metalldraht ο.dgl. hergestellt sein kann. Dabei ist es jedoch wichtig, daß keine Drähte vorhanden sind, die zur Bewegungsrichtung des Schlauches parallel verlaufen, da bei Vorhandensein derart ausgerichteter Drähte natürlich gewisse Teile der Innenfläche der Schlauchwand bei der Vorbeibewegung an der Strahlungsquelle keine UV-Strahlung

-6-

509839/0289

erhalten würden und der sterilieierenden Wirkung nicht ausgesetzt würden. Im Hinblick darauf ist es zweckmäßig, diesen Schutzkäfig als Drahtwendel auszubilden, deren Gangrichtung der der ebenfalls wendeiförmigen Strahlungsquelle entgegengesetzt ist. Dieser Schutzkäfig kann außerdem weitere Metalldrähte enthalten, die an der Drahtwendel befestigt sind und in entgegengesetzter Gangrichtung mit steiler Steigung (nahezu vertikal) verlaufen, so daß auch sie auf die Innenfläche des Schlauches keimen Schatten von wesentlicher Ausdehnung in Achslängsrichtung erzeugen können. Der Schutzkäfig 7 ist auf dem unteren Flansch 6 des Spiegels 5 aufgesetzt und außerdem am oberen Ende des Spiegels befestigt.

In gewissen Fällen ist es zweckmäßig, das Rohr 3 selbst als Spiegel auszubilden, In diesem Falle ist der Flansch 6 natürlich direkt an dem Rohr 3 gebildet oder angebracht, und der Schutzkäfig ist anstatt an dem Spiegel 5 an dem Rohr 3 befestigt.

Die Erfindung schafft also eine Sterilisierungsanordnung, die eine Kaltsterilisierung der Innenfläche eines durch eine Verpackungsmaschine hindurchgeführten Verpaicungsmaterialschlau ches ermöglicht. Die Sterilisierungsanordnung arbeitet schnell und wirksam und setzt keine Verminderung der normalen Betriebsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine voraus. Außerdem erleidet weder das Verpackungsmaterial noch die Maschine eine nennenswerte Temperatursteigerung, und somit sind die eingangs erwähnten, mit den hohen Arbeitstemperaturen bisheriger Sterilisierungsanordnungen einhergehenden Schwierigkeiten und Probleme beseitigt. Außerdem brauchen für die Sterilisierung keine Chemikalien verwendet zu werden, so daß auch keine Gefahr besteht, daß Chemikalien in das Füllgut eintreten.

Patentansprüche

-7-

509839/0289

Claims

Pat entansprüche

1/ Anordnung zum Sterilisieren einer zu einem Schlauch oder Rohr geformten und kontinuierlich durch eine Verpackungsmaschine geführten Verpackungsmaterialbahn, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Verpackungsmaterialschlauches oder —rohres (i) eine der Querschnittsform des Materialschlauches (i) im Umriß entsprechende ortsfeste UV-Strahlungsquelle (4) derart angeordnet ist, daß sämtliche Teile der Schlauchinnenseite im wesentlichen gleichmäßig bestrahlt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem an sich bekannten Verpackungsmaschinentyp mit einem in den Verpackungsmaterialschlauch (i) hineinragenden Füllrohr (2) die UV-Strahlungsquelle (k) das Füllrohr (2) umgebend angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (4) zwischen einem Reflektor oder Spiegel (5) für die UV-Strahlung und dem Schlauch (1) angeordnet ist.
4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (k) wendelförmig ausgebildet ist.
5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle "bifilar" (zweigängig) gewickelt ist.
6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlungsquelle (4) und der Eintrittsstelle des Füllgutes in den Schlauch (1) eine UV-Strahlungsabschirmung (6) angeordnet ist.

-8-

509839/0289
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem am Ende des Spiegels (5) ange* ordneten Flansch (6) besteht, dessen Rand sich in einem gewissen Abstand von der Schlauchwand befindet.
8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Zuluftrohr (3)» das sich durch den Schlauch (i), vorzugsweise zu diesem koaxial, erstreckt und zwischen der Abschirmung (6) und der Füllguteintrittssteile mündet.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Füllrohr (2) innerhalb des Zuluftsrohres (3), zu diesem koaxial, erstreckt.
10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Zuluftrohr (3) aus einem UV-strahlungsisflektierenden Material hergestellt ist und als Spiegel für die jenes umgebende UV-Strahlungsquelle (4) dient.
11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle (4) durch einen Schutzkäfig (7) geschützt ist, der derart· ausgebildet ist, daß beim Vorbeibewegen des Schlauches (1) an der Strahlungsquelle (4) die ganze Innenwandfläche des Schlauches (i) der Bestrahlung ausgesetzt wird.

509833/0289