DE2511355A1

DE2511355A1 - Verfahren und anordnung zur vorsterilisierung von verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE2511355A1
Application number: DE19752511355
Authority: DE
Inventors: Geb Berkeman Irma Marit Rauser; Jan Axel Ingemar Rauser; Sven Olof Soeren Stark
Original assignee: Ziristor AB
Current assignee: Ziristor AB
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-10-02
Also published as: GB1487445A; DE2511355C3; SE389315B; FR2264719A1; FR2264719B1; NL177810C; NL177810B; AU7916975A; SE7403582L; NL7503104A; CH591364A5; JPS50127787A; CA1036316A; IT1034259B; DE2511355B2

Description

fet r η la η wait·

l)x. IL lloettner Di|4. Ir.=». HJ- MUD«

)>r Κ.ΐνη,η,Η _τρ ^₄

D U Vjiuhen Si LueOe-Onbu StT Mi. let 42 SlM As/P

AB ZIRISTOR, Fack, S-221 01 Lund 1« Schweden

Verfahren und Anordnung zur Vorsterilisierung von Verpackungsmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sterilisierung derjenigen Teile einer Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Verpackungen sowie des Verpackungsmaterials, die mit dem Füllgut der Verpackungen direkt oder indirekt zur Berührung gelangen, durch XJV-Bestrahlung vor Inbetriebnahme der Maschine sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung sind speziell zur Verwendung bei Verpackungsmaschinen zur kontinuierlichen Herstellung von beispielsweise mit steriler Milch abgefüllter, keimfreier getrennter Verpackungen aus einer durch die Verpackungsmaschine hindurchgeführten Verpackungsmaterialbahn. Bei diesem Typ von Maschinen erfolgt die Umwandlung der Ver— packungsmaterialbahn in getrennte, gefüllte, sterile Verpackungen

(840/0358 -2-

-Z-

gewöhnlich durcli Umformung des Verpackungsmaterials zu einem Schlauch oder Rohr, Verschweißen der Schlauehlängsnaht, Steri— lisierung der Innenseite des Schlauches durch UV—Bestrahlung, Füllen des Schlauches und Formen, Versiegeln und Zertrennen des Schlauches in Einze!verpackungen, wobei in. den Materialschlauch hinein eine Füllgutzuleitung führt, die in der Nähe des Ortes der Bildung getrennter Verpackungen mündet. Bas Sterilisieren der Innenseite des Schlauches erfolgt also kontinuierlich beim Vorbeitritt des Materialschlauches an der UV-Strahlungsquelle während des Betriebes. Gleichzeitig wird der· in der Luft enthaltene Sauerstoff zu Ozon umgewandelt, und da es aus mehreren Gründen unerwünscht ist, das Füllgut, beispielsweise Milch, mit dem Ozon zur Berührung gelangen zu lassen, ist innerhalb des Schlauches zwischen der UV—Strahlungsquelle und dem Ort, an dem das Füllgut in den Schlauch eingeführt wird, eine Luft eintritt s— öffnung vorgesehen, durch die während des Betriebes ein kontinuierlicher Luftstrom eingeführt wird, der durch den Schlauch in Richtung zu dessen Schlauchbildungsende hindurchströmt, so daß das sich bildende Ozon mit genominen und durch das offene Schlauchende ausgeführt wird.

Bei Inbetriebnahme einer Verpackungsmaschine dieser Art nach, einem Stillstand muß eine besondere Vorsterilisierung derjenigen Teile des Verpackungsmaterials und d er Maschine vorgenommen werden, die während des Betriebes mit dem Füllgut« wie Milch z.B., zur Berührung gelangt. Dies gilt also für die Innenseite der Füllgut— und LuftZuleitungen, die Außenseite derjenigen Teile der Zuleitungen, die sich innerhalb des Verpackungsmaterialsciilauches befinden, die übrigen Teile der Maschine, die sieb, innerhalb des Verpackungsmaterialschlauches befinden, sowie mindestens denjenigen Teil der Innenseite des VerpackungsmaterialscHauches, der sich zwischen der UV-StraiLLungsqueHe und der Eintrittsstelle des Füllgutes in den Verpackungsmaterialschlauch befindet, d.h. denjenigen Teil des Verpackungsmaterials, der beim letzten vorangegangenen Betrieb bereits an der sterilisierenden UV- Strahlungsquelle vorbeigeführt wurde.

-3-

Die erwähnte Vorsterilisierung der Maschine und des Verpackungsmaterials wird bisher meist dadurch vorgenommen, daß in das Füllgutzuleitungsrohr zu dem Verpackungsmaterialschlauch Heißluft oder Dampf über ein Ventil eingeführt wird, das in dem Zuleitungsrohr zwischen dem Anschluß desselben an die Füllgutquelle und der am unteren Ende des Schlauches befindlichen Mündung angeordnet ist. Die Heißluft bezv. der Dampf folgt also dem normalen Strömungsweg des Füllgutes durch das Füllgutzuleitungsrohr und dessen Mündung in den Materialschlauch an dessen unterem Ende, strömt anschließend durch den Schlauch nach oben und tritt am Schlauchbildungsende desselben aus. Dabei erfolgt eine Erhitzung, durch die etwaige an der Innenseite sowie an der Außenseite des Füllgutzuleitungsrohres, an den übrigen innerhalb des VerpackungsmaterialSchlauches liegenden Teilen der Maschine sowie an der Innenseite des Schlauchmaterials vorhandene Bakterien abgetötet werden. Dieses Sterilisierungsverfahren wird bekanntlich bisher in gewissen Fällen dadurch ergänzt, daß in die Heißluft ein Bakterizid (beispielsweise Wasserstoffsuperoxyd) in feinverteilter Form eingeführt wird und mit jener durch das Zuleitungsrohr und den Mat erial schlauch strömt.

Das bisherige Verfahren der Vorsterilisierung krankt an gewissen Nachteilen. So ist es beispielsweise wegen der hohen Heißluft tempera tür en erforderlich, an der Außenseite des Verpackungsmaterialschlauches Kühlvorrichtungen vorzusehen, um zu verhindern, daß das Material überhitzt wird, wodurch das Material verspröden könnte und die in dem Papier vorhandene Feuchtigkeit zu Dampf umgewandelt werden könnte, was die Dauerhaftigkeit und Dichtfähigkeit der Längsnaht erheblich vermindern würde.Selbst bei Vorhandensein solch einer Kühlvorrichtung tritt eine gewisse Erhitzung der Verpackungsmaschine selbst auf, was unerwünscht ist. Aber selbst wenn die Anwendung von Bakteriziden sonst keine nennenswerten Nachteile mit sich bringt, ist es natürlich dennoch immer erwünscht, die Verwendung von Chemikalien in Verbindung mit Lebensmitteln möglichst zu vermeiden.

509840/0358

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie ein Verfahren bzw. eine Anordnung schafft, die ein Sterilisieren ohne Erhitzen und ohne Verwendung von Chemikalien ermöglicht. Im Rahmen dieser Aufgabe liegt es, ein solches Verfahren zur Vorsterilisierung sowie eine Anordnung zu dessen Durchführung zu schaffen, die die Maschine möglichst nicht komplizieren und verteuern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst und es werden weitere Vorteile erzielt, indem ein Verfahren, bei dem bei einer Maschine zum kontinuierlichen Herstellen von Verpackungen unter Sterilisierung mittels UV-Strahlung diejenigen Teile der Maschine und des Verpackungsmaterials, die mit dem Füllgut der Verpackungen direkt oder indirekt zur Berührung gelangen, vor Inbetriebnahme der Maschine sterilisiert werden, dadurch gekennzeichnet ist, daß die UV-Strahlungsquelle aktiviert wird, worauf der durch die UV-Strahlung zu Ozon umgewandelte Sauerstoff, vorzugsweise zusammen mit der vorhandenen Luft, durch die zu sterilisierenden Teile umgewälzt bzw. mit diesen zur Berührung gebracht wird; und indem dann eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Strömungsbahn vorgesehen ist, die die Umwälzung des Ozongemisches ermöglicht und die die zu sterilisierenden Teile der Maschine und des Verpackungsmaterials enthält.

Bevorzugte Ausführungsformen der Anordnung gemäß der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine Anzahl von Vorteilen aus. Die Nutzung der Sterilisierungswirkung von Ozon ermöglicht in wirksamer Weise und ohne komplizierte Ausrüstung die Durchführung einer Sterilisierung selbst an nicht leicht zugänglichen Teilen des Abfüllsystems der Verpackungsmaschine. Bei Anwendung der Erfindung wird außerdem eine Anzahl von bisher erforderlichen. Ausrüstungsteilen, beispielsweise Luftüberhitzern und Kühl-

50984G/Ö3S8 ~⁵~

vorrichtungen, überflüssig. Die Maschine kann folglich kompakter und weniger kompliziert ausgeführt werden.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Die Fig. zeigt schemata seh einen Schnitt durch die Anordnung gemäß der Erfindung im Verein mit einer Abfülleinrichtung und einer Sterilisier— anordnung bei einer Verpackungsmaschine des bekannten Typs.

Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung werden an Hand einer Verpackungsmaschine jenes Typs beschrieben, bei dem eine Verpackungsmaterialbahn, beispielsweise aus kunststoffkaschiertem Papier, in die Maschine eingeführt und unter kontinuierlicher, im wesentlichen vertikal abwärtsgerichteter Bewegung durch die Maschine zu einem Schlauch 1 umgeformt wird, der an seinem unteren Ende mit dem Füllgut gefüllt und in getrennte, verschlossene Verpackungen unterteilt wird. Das Füllgut wird über eine Füllgutzuleitung 2 eingeführt, die oberhalb des Schlauchbildungsendes des Schlauches im wesentlichen horizontal an diesen herangeführt und dann, im wesentlichen koaxial zum Schlauch 1, vertikal abwärts, in den Schlauchbereich geführt ist, in dem der Schlauch in getrennte Verpackungen umgewandelt wird. Das Füllgutzuleitungsrohr 2 ist koaxial von einem weiteren Rohr 3 umgeben, das an einem Bereich etwas oberhalb der Mündung der Füllgutzuleitung 2 mündet und in diesen Bereich Luft einführt. Das Zuluftrohr 3 trägt in einem gewissen Abstand oberhalb der Mündung eine wendeiförmige UV-Strahlungsquelle k_t die um die koaxialen Rohre 2, 3 gewunden ist. Das Zuluftrohr 3» das zugleich als Spiegel oder Reflektor für die UV-Strahlung dient, hat an ihrer Mündung einen Flansch 5, der eine UV—Bestrahlung des am unteren Ende des Schlauches 1 vorhandenen Füllgutes verhindert» Unterhalb der Mündung des Zuluftrohres 3 befindet sich ein Schirm oder Umlenker 6,d er die aus dem Rohr 3 ausströmende Luft in die entgegengesetzte Strömungsrichtung umlenkt. Am unteren Ende des Füllgutrohres schließlich befindet sich ein Flansch J₉ der ein Aufwärtsspritzen

-6-

509840/0358

des Füllgutes gegen die Sterilisierungsanordnung im Betrieb verhindert«

Diese Füll— und Sterilisierungsanordnung ist zur Durchführung des Sterilisierungsverfahrens gemä3 der Erfindung durch ein weiteres Zuluftrohr 8 ergänzt, das den oberen Teil des ersteren Zuluftrohres 3 koaxial umgibt und dessen abwärtsgerichtete, kreisringfömiige Mündung oberhalb des oberen Endes der UV— Strahlungsquelle h liegt. Das Rohr 8 erstreckt sich, wie das Rohr 3j stm Bildungsende des Schlauches 11 durch die noch offene Längsnaht seitwärts nach außen* Das Rohr 8 ist über eine Ventil— einrichtung 9"iit dem Rohr 3 verbunden und bildet also eine Ab— zweigung von diesem.

Die Anordnung gemäß der Erfindung weist ferner ein Rohr IO auf, dessen eines Ende über ein Ventil 12 mit der Füllgutzuleitung 2 verbunden ist« Bas andere Ende des Rohres IO ist über ein Ventil l4 mit einem weiteren Rohr 11 verbunden, das über ein Gebläse 15 und einen Filter 16 wie auch das bereits genannte Ventil 9 mit den Rohren 3 und 8 verbunden ist. Das Ventil 1% ermöglicht auch die direkte Verbindung des Rohres 11 mit der umgebenden Atmosphäre. In dem Rohr 2 schließlich befindet sich stromaufwärts des Anschlußpunktes an das Rohr tO ein Ventil 13 ZQtn Unterbrechen der Füllgutzufuhr»

Die Anordnung gemäß der Erfindung arbeitet in folgender Weises Wenn die Maschine in Betrieb genommen werden soll, wird das Ventil 13 geschlossen, so daß kein Füllgut in denjenigen Teil des Rohres 2 gelangt, der sich stromabwärts dieses Ventils 13 befindet. Das Ventil lh wird derart eingestellt, daß die Verbindung des Rohres It mit der umgebenden Atmosphäre geschlossen, und die Verbindung zwischen dem Rohr 10 und dem Rohr 11 geöffnet wird. Das Ventil 9 schließlich wird derart eingestellt, daß das Rohr 11 sowohl mit dem Rohr 8 als auch mit dem Rohr 3 in Verbindung steht. Dies hat zur Folge, daß eine Strömungsbahn gescha£fen ist, in der eine Umwälzung stattfinden kann.

—T—

50984Q/0358

In dieser Strömungsbahn liegen die Füllgutzuleitung 2, das Ventil 12, das Rohr 10, das Ventil 14, das Rohr 11, das Gebläse 15, der Filter 16, das Ventil 9, die Zuluftrohre 8 und 3 sowie der Schlauch 1. Die in dieser Strömungsbahn vorhan-dene Luft wird mittels des Gebläses 15 zum Zirkulieren gebracht worauf anschließend die UV-Strahlungsquelle h aktiviert wird. Wenn nun die umgewälzte Luft an der UV-Strahlungsquelle h vorbeiströmt, wird der in der Luft vorhandene Sauerstoff zu Ozon umgewandelt, der zusammen mit der aus dem Schlauch 1 durch die Füllgutzuleitung 2 und über die Rohre 10 und 11 mit den dort vorhandenen Einrichtungen angesaugten Luft durch die beiden Zuluftrohre 8 und 3 in den Schlauch 1 zurückgeführt wird. Derjenige Teil des Ozon-Luft-Gemisches, der durch das Rohr 8 strömt,, tritt dann nochmals an der UV—Strahlungsquelle k vorbei, so daß ein weiterer Teil des in der Luft vorhandenen Sauerstoffs zu Ozon umgewandelt wird. Beim Umwälzen des Ozongemisches von laufend zunehmender Konzentration werden die Innenseite desjenigen Teiles des Verpackungsmaterxalschlauchs 1, der sich von der Mündung des Zuluftrohres 8 abwärts erstreckt, die Flansche 5, 6,7, die Außenflächen der innerhalb des Verpackungsmaterialschlauches 1 liegenden Teile der Rohre 3 und 2, die Innenseite des Rohres 3» die Innenseite des Abschnittes des Rohres 2 zwischen der Mündung in den Verpackungsmaterialschlauch 1 und dem Ventil 13, die Rohre 10 und 11 mit den Ventilen 9» 12, lh und das Geblä-.se 15 zusammen mit dem Filter 16 sterilisiert. Der Strömungsweg des umgewälzten Ozongemisches ist in der Zeichnung durch gestrichelte Pfeile angedeutet.

Wenn die UV—Strahlungsquelle während einer gewissen Zeit aktiviert war, hat sich eine Ozonmenge gebildet, die für eine weitere Sterilisierung bei ausgeschalteter UV-Strahlungsquelle ausreicht. Die UV-Strahlungsquelle braucht also nicht während der ganzen Sterilxsierungsdauer in Tätigkeit gehalten zu werden, sondern kann, beispielsweise intermittierend betrieben werden.

-8-

509840/03S8

Wenn die gewünschte Vorsterilisierungdauer erreicht ist und die Vorsterilisierung daher beendet werden kann, wird das Ventil geschlossen. Ferner wird das Ventil 1k so umgeschaltet, daß das Rohr 11 anstatt wie bisher mit dem Rohr 10 mit der Atmosphäre verbunden wird. Mittels des Ventils 9 schließlich wird die Ver-

zwischen
bindung dem Rohr 11 und der Luftzuleitung 8 unterbrochen, und dies hat zur Folge, daß das Gebläse 15 über das Ventil 14 Luft in das Rohr 11 ansaugt und sie über den Filter 16 und das Rohr 3 in den Schlauch 1 einbläst, aus dem die Luft in bekannter Weise an der UV-Strahlungsquelle h vorbei durch das Bildungsende des Materialschlauches 1 ausströmt. Dieser Strömungsweg ist in der Zeichnung durch vollausgezogene Pfeile angedeutet. Anschließend beginnt die Bewegung des Schlauches 1, und das Ventil 13 wird geöffnet, so daß dem unteren Ende des Schlauches Füllgut zugeliefert wird, worauf anschließend die Herstellung getrennter Verpackungen beginnt. Der Filter 16 ist ein gegenüber den oxydierenden Wirkungen von Ozon unempfindlicher Tieffilter mit einem Füllmaterial wie Glaswolle.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Strömungsbahn für die Umwälzung des Ozongemisches nicht geschlossen, denn der Materialschlauch 1 ist oben offen. Dies ist jedoch ohne Bedeutung, da Ozon schwerer als Luft ist und daher in dem Schlauch bleibt und keine Vermischung mit der Außenluft erfolgt. Jedoch könnte natürlich bei Bedarf die Verbindung des Materialschlauches mit der umgebenden Luft während der Vorsterilisierung in geeigneter Weise verschlossen werden.

Dank der Nutzung der bereits vorhandenen UV-Strahlungsquelle bieten das Verfahren und die Vorrihtung zur Vorsterilisierung gemäß der Erfindung unter anderem wesentliche, sowohl wirtschaftliche als auch technische Vorteile.

Patentansprüche

-9-

509Ö4G/Ö358

Claims

P a t entanspriiche

Verfahren, bei dem bei Maschinen für die kontinuierliche Herstellung von Verpackungen unter Sterilisierung durch UV-Strahlung diejenigen Teile der Maschine und des Verpackungsmaterials, die mit dem Füllgut direkt oder indirekt zur Berührung gelangen, vor Inbetriebnahme der Maschine sterilisiert werden,dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungsquelle(4)aktiviert wird, dann der durch die UV—Strahlung zu Ozon umgewandelte Sauerstoff vorzugsweise zusammen mit der vorhandenen Luft durch die zu sterilisierenden Teile umgewälzt bzw. mit diesen zur Berührung gebracht wird.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strömungsbann, die die Umwälzung des Ozongemisch.es ermöglicht und in der die zu sterilisierenden Teile der Maschine und des Verpackungsmaterials liegen.
3. Anordnung nach Anspruch 2 zur Verwendung bei einer Verpackungsmaschine zur Herstellung steriler Verpackungen durch Umformung einer Verpackungsmaterialbahn zu einem Schlauch oder Rohr (1), Verschweißen der Längsnaht des Schlauches (i), Sterilisieren der Innenseite des Schlauches durch UV-Strahlung, Füllen des Schlauches und Formen, Versiegeln und Abteilen des Schlauches (i) in Einzelverpackungen, wobei die Verpackungsmaschine ein Füllgutzuleitungsrohr (2) aufweist, das in der Nähe des Ortes der Bildung getrennter Einzelverpackungen in den Schlauch (1) mündet und wobei die UV-Strahlungsquelle innerhalb des Verpackungsmaterialschlauches und eine erste Zuluftöffnung zwischen der Strahlungsquelle (k) und der Mündung des Füllgutzuleitungsrohres (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Mündung des Füllgutzuleitungsrohres (2) gegenüberliegenden Seite der UV-

50984 0 /Q 3 58 ~¹°~

Strahlungsquelle (4) in dem Schlauch. (i) eine zweite Zuluftöffnung angeordnet ist, die zur Bildung der Strömungsbahn außerhalb des Verpackungsmaterialschlauches (i) sowohl mit dem Füllgutzuleitungsrohr (2) als auch mit dem zur ersten Zuluftöffnung führenden Rohr (3) verbindbar ist.

Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Verpackungsmaterialschlauchg(1) liegende Teil der Strömungsbahn einen absperrbaren Anschluß (12) an die Zuleitung (2) sowie einen ebenfalls verschließbaren Anschluß (14) zur umgebenden Atmosphäre, ein Gebläse (15)» einen Filter (16) und einen verschließbaren Anschluß (9) an die zweite Zuluftöffnung enthält.

Anordnung nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (16) einen ozonbeständigen Füllstoff, vorzugsweise Glaswolle, enthält.

509840/0358