DE2913187A1

DE2913187A1 - Vorrichtung zum sterilisieren einer verpackungsmaterialbahn

Info

Publication number: DE2913187A1
Application number: DE19792913187
Authority: DE
Inventors: Ernst Georg Ernstsson; Alfred Fuchs
Original assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak International AB
Current assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak AB
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1979-10-11
Also published as: NL7902388A; JPS5929488B2; GB2018137A; SE408161B; CH637343A5; NL184996B; AU4580379A; DE2913187C2; US4233271A; JPS5512088A; NL184996C; IT1111235B; AU533183B2; GB2018137B; FR2421803B1; IT7921629A0; CA1109226A; FR2421803A1

Description

Pctertanv'ilte

Bipl. Jp.g. cians-Jfiigeit Mffilsr Dr. rer. η at" Thomas Berendt

B^-Ins-HansLeyli 2913187

Lucile-Grdm-Siraße 38 D 8 MOnchsn 80

TP 461.1

TETRA PAK INTERNATIONAL AB
Lund (Schweden)

Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren einer Vorpackungsmaterialbahn, die in einer Verpackungsmaschine in einzelne Verpackungseinheiten umgeformt wird, die mit einem sterilen Inhalt gefüllt werden, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Aufbringen eines sterilen flüssigen Mittels auf wenigstens eine Seite der Bahn hat, ferner Einrichtungen zum Entfernen des Sterilisiorungsmittels von der Bahn, nachdem eine Sterilisierung erreicht worden ist, wobtsi die erstgenannten Einrichtungen einen Behälter für ein Sterilisierungsmittel und eine in dem Behälter angeordnete Einrichtung zur mechanischen Reinigung der Bahn aufweisen.

In der deutschen Patentanmeldung P 27 44 638.4-27 ist eine Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren einer Materialbahn beschrieben, die durch eine Verpackungsmaschine läuft. Diese Vorrichtung umfaßt unter anderem einen Behälter, der teilweise mit der Sterilisierungsflüssigkeit gefüllt ist, durch welche die Materialbahn hindurchgeleitet wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit dieser Vorrichtung die hohen Anforderungen bezüglich Reinigung und Sterilisierung nicht in dem gewünschten Maße erreicht werden. Unter anderem ist dies darauf zurückzuführen, daß die verfügbare Behandlungszeit sehr kurz ist. Es war daher erforderlich, die Vorrichtung umzubilden und ihre Leistungsfähigkeit zu steigern. Insbesondere sollte der Verbrauch an Sterilisierungsmittel reduziert werden, z.B. durch Wiederverwendung des letzteren, was jedoch eine Zwischenreinigung erfordert, da das Sterilisierungsmittel nur eine sehr begrenzte Menge der Verunreinigungen der vorherigen Benutzung enthalten darf.

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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß unter Vermeidung der obigen Nachteile ein optimaler Reinigungs- und Sterilisierungseffekt in einer begrenzten Behandlungszeit erreichbar ist, wobei die Vorrichtung in dem begrenzten Raum untergebracht werden soll, der in modernen Verpackungsmaschinen nur zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Vorrichtung eine rotierende Bürste aufweist, die in dem Behälter so angeordnet ist, daß sie bei ihrer Drehung die Seite der Bahn mechanisch zur gleichen Zeit bearbeitet, wie dieselbe mit dem Sterilisierungsmittel benetzt wird.

Vorzugsxveise ist die Bürste, im wesentlichen zylindrisch und horizontal in dem Behälter angeordnet, so daß ihr unterer Teil sich in Kontakt mit dem in dem Behälter vorhandenen Sterilisierungsmittel befindet, während ihr oberer Teil die Verpackungsmaterialbahn berührt. Auf diese Weise transportiert die Bürste bei ihrer Drehung Sterilisierungsmittel auf die Verpackungsmaterialbahn.

Vorteilhafterweise laufen die Fasern der Bürste vor ihrem Kontakt mit der Materialbahn durch einen Raum, der sich in Drehrichtung verjüngt und den Fluß des Sterilisierungsmittels in Richtung auf die Bahn konzentriert. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Sterilisierungsmittels höher und das Sterilisierungsmittel wird mit großer Kraft auf die Materialbahn geschleudert.

Zweckmäßigerweise ist der Behälter im wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser, dar den Durchmesser der Bürste etwas übersteigt, wobei die Mittelachse der Bürste etwas über der Mittelachse des Behälters liegt, so,daß ein freies Volumen,

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das nicht von der Bürste überstrichen wird, im Grund oder an der Basis des Behälters entsteht. Infolge dieser Behälterform wird einerseits ein freier Raum für das Sterilisierungsmittel am Boden des Behälters geschaffen, während andererseits der sich verjüngende Raum gebildet wird, um die Strömungsgeschwindigkeit des Sterilisierungsmittels auf die Bahn zu zu steigern.

Vorzugsweise besitzt der Behälter in seinem oberen Teil eine schlitzförmige öffnung, die sich parallel zu der Längsachse der Bürste erstreckt, die von einem Zylinder ausgefüllt wird, von dem ein Teil seiner Umfangsfläche sich in den Behälter erstreckt, so daß eine über den Zylinder laufende Materialbahn mit ihrer einen Saite in Kontakt mit der Bürste gelangt.

Zweckmäßigerweise haben die Bürste und die Materialbahn an ihrem Berührungspunkt bzw. in ihrem Berührungsbereich entgegengesetzte Bewegungsrichtung.

Vortexlhafterwaise ist die schlitzförmige Öffnung mit Elementen versehen, die. eine Dichtung gegen den Zylinder bilden.

Vorzugsweise hat der Behälter eine schlitzförmige öffnung, die nach dieser genannten öffnung - gesehen in Drehrichtung der Bürste angeordnet ist, wobei diese schlitzförmige öffnung zu einer Sammeleinrichtung für das Sterilisierungsmittel führt, das von der Bürste abgeschleudert wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird in eine Verpackungsmaschine Gingebaut, z.B. einer solchen von dem Typ,,die in der Hauptanmeldung beschrieben ist. Die Vorrichtung wird so angeordnet, daß eine Materialbahn 1 mit Hilfe von Führungsrollen, 2, 3 durch die Vorrichtung läuft und insbesondere zwischen einem Gegenzylinder 4 und einer Bürste Der Gegenzylinder 4 ist eine zylindrische Walze aus unlegiertem Stahl, die so aufgehängt ist, daß sie frei mit einem kleinen Abstand von der Bürste. 5 und parallel zu dieser rotieren kann. Die Bürste 5 besteht aus einer drehbaren Achse, die z.B. von einem Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben werden kann. Die Umfangsflache der Achse ist mit einer großen Anzahl von Bürstenfasern besetzt, die aus einem Material bestehen, das resistent gegenüber dem Sterilisierungsmittel, z.B. Polypropylen, ist. Die Bürste 5 ist in einem Behälter 6 angeordnet, der aus einem rostfreien Material besteht und im wesentlichen zylindrische Form aufweist. Die Bürste 5 wird exzentrisch bezüglich des Behälters 6 abgestützt und sie ist insbesondere nach oben um einen solchen Betrag verschoben, daß die Bürstenfasern der Bürste 5 in engen Kontakt mit der Innenseite des Behälters in dessen obeären Teil gelangen. Dies bedeutet, daß ein freier Raum 7 im unteren Teil des Behälters geschaffen wird.

Wie oben erwähnt, hat der Behälter 6 im wesentlichen zylindrische Form mit einem etwas größeren Durchmesser als die Bürste Im oberen Teil des Behälters jedoch ist eine schlitzförmige Öffnung 8, die relativ breit ist und sich längs des Behälters 6 erstreckt, d.h. parallel zur Mittelachse des Behälters und zu der der Bürste. Durch die Öffnung 8 ragt der Gegenzylinder 4 teilweise in den Behälter hinein, so daß seine zur Bürste 5 gerichtete Oberfläche in Kontakt mit den Fasern der Bürste steht. Die Kanten des Schlitzes

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sind mit Dichteinrichtungen 9, 10 versehen, die flexibel gegen die Oberfläche des Gegenzylinders 4 anliegen.

Direkt angrenzend an den Schlitz δ hat der Behälter 6 eine weitere, schlitzförmige öffnung 11 , die parallel zum Schlitz 8 und ähnlich wie dieser eine Länge hat, die im wesentlichen mit der Länge der Bürste 5 übereinstimmt. Der Schlitz 11 verbindet die Innenseite des Behälters mit einem Sammelraum 12 für die Sterilisierunasflüssigkeit, wobei der Raum über ein Rohr 13, durch das die Storilisierungsflüssigkeit abgeführt werden kann, entleert werden kann. Eine Wand 14 zwischen dem Sammelraun 12 und dem Behälter 6 ist so angeordnet, daß ihre obere Kante, die den Schlitz 11 begrenzt, direkt benachbart zu der äußeren Grenzfläche der Bürste liegt, die durch di.e Enden der Bürstenfasern definiert wird. Die Wand 14 ist ferner mit Löchern 15 versahen, die einen freien Auslaß für den Behälter 6 bilden.

Das Entleerungsrohr 13 für die Sterilisierungsflüssigkeit, das vom Sammelraum 12 kommt, endigt in einem Tank 16, der unterhalb der Anordnung angeordnet ist und mit Hilfe einer Anzahl von Zwischenwänden (von denen nur eine gezeigt ist) in eine Anzahl von Absetzbehältern für das Sterilisierungsmittel unterteilt ist. Eine Umwälzpumpe 18, die auf ihrer Saugseite an den Tank 16 angeschlossen ist, verbindet den letzteren über ein Rohr 19 mit dem freien Raum 7 im unteren Teil des Behälters 6. Weitere Reinigungseinrichtungen in Form von Filtern oder dgl. können vorgesehen werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt ferner eine Anzahl mechanischer Elemente, wie Halteeinrichtungen, Lager und dgl., zusammen mit Führungs- und Antriebselementen, z.B. für die Umwälzpumpe und den Elektromotor, der die Bürste treibt. Diese Elemente sind jedoch bekannt und daher nicht dargestellt.

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Wenn die Vorrichtung nach der Erfindung in Betrieb ist, wird die Verpackungsmaterialbahn 1 mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit von der Antriebsvorrichtung der Maschine, angetrieben. Die Materialbahn läuft über die Führungswalzen 2, 3, sowie den Gegenzylinder 4, der, wie oben beschrieben, teilweise in den Behälter 6 der Vorrichtung hineinragt. Die Materialbahn läuft zwischen der Umfangsfläche des Gegenzylinders 4 und der Dichtung 10 durch, die auf einer Seite des Schlitzes 8 angeordnet ist und die die Materialbahn gegen die Oberfläche des Gegenzylinders 4 andrückt und eine Abdichtung bildet, die verhindert, daß Sterilisierungsflüssigkeit austritt. Nachdem die Materialbahn 1 im wesentlichen 1/4 des Umfangs des Gegenzylinders 4 umlaufen hat, tritt sie wieder aus dem Behälter 6 aus und die Dichtung 9 drückt die Bahn gegen die Oberfläche des Gegenzylinders 4, so daß auch hier kein Sterilisierungsmittel aus dem Behälter 6 austreten kann. Die Dichtung 9 streift ferner jede überschüssige Menge der Sterilisierungsflüssigkeit von der Materialbahn 1 ab, ehe diese den Behälter 6 verläßt. Falls eine Steuerung dieser Abstreif wirkung erwünscht ist, kann die Flexibilität der Dichtung 9 variiert werden, z.B. mit Hilfe einstellbarer Schrauben oder dgl..

Ehe die Vorrichtung eingeschaltet wird, sollte gewährleistet sein, daß die Anlage eine ausreichende Menge eines geeigneten Sterilisierungsmittels enthält, z.B. Wasserstoffperoxid. Eina geeignete Höhe des Sterilxsierungsmittelspiegels im Behälter 6 ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Die Umwälzpumpe 18 wird eingeschaltet und die Sterilisierungsflüssigkeit strömt vom Tank 16 über die Pumpe 18 und das Rohr 19 in den freien Raum 7 im Grund oder unter den Bereich des Behälters 6. Sollte der Flüssigkeitsspiegel über die gezeigte, strichpunktierte Linia steigen, so fließt das überschüssige

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Sterilisierungsmittel durch die Auslaßöffnungen 15 ab und in den Sammslraum 12 und von dort über die Leitung 13 zurück in das ersto Absetzbecken des Tanks 16. Der nicht-gezeigte Elektromotor, der, gegebenenfalls über ein Getriebe, die Bürste 5 antreibt, wird nun eingeschaltet, so daß die Bürste beginnt in Richtung des Pfeiles 20 mit einer Drehzahl von etwa 2OO bis etwa 500 Umdrehungen je Minute zu rotieren. Da ein Teil der Bürstenfasern der Bürste 5 nach unten in die Sterilisierungsflüssigkeit eintaucht, die im Behälter 6 vorhanden ist, wird ein Teil der Flüssigkeit von den Fasern in der Drehrichtung der Bürste 5 mitgenommen. Das Sterilisierungsmittel steigt somit längs der Umfangswand des Bshältsrs 6 hoch und da dor Abstand zwischen der Wand und den Enden der Bürstenfasern progressiv abnimmt, wird die Geschwindigkeit der Sterilisierungsflüssigkeit sukzessive erhöht, bis sie im oberen Teil des Behälters 6 im wesentlichen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Bürste übereinstimmt. Die Sterilisierungsflüssigkeit trifft nun auf die Materialbahn, die über den Gegenzylinder 4 läuft und zwar zur gleichen Zeit, wie die Bürstenfasern der Bürste 5, so daß ein sehr guter Reinigungs- und Sterilisierungseffekt erzielt wird. Dieser Effekt wird weiter gesteigert infolge der Tatsache, daß der Abstand zwischen der Umfangsfläche des Gegenzylinders und der Bürste 5 kleiner ist als die Länge der Bürstenfasarn, so daß während der Drehung der Bürste 5 die Bürstenfasern stark umgebogen und gegen die Materialbahn 1 angedrückt werden, die über den Gegenzylinder 4 läuft, wodurch eine starke mechanische Behandlung erreicht wird.

Wenn die Bürstenfasern den schmalen Raum zwischen dem Gegenzylinder und der Bürste 5 passiert haben, so springen sie infolge ihrer Flexibilität kräftig zurück in ihre ursprüngliche radiale Position, so daß die sie begleitende Sterilisierungs-

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flüssigkeit, die nun die Verunreinigungen und Bakterien von der Materialbahn enthält, von den Fasarn abgeschleudert und über den Schlitz 11 in den Sammelraum 12 abgeführt wird. Diese Trennmethode, die sich in der Praxis als sehr effektiv erwiesen hat, bedeutet, daß die Masse des verunreinigten Sterilisierungsmittels von den Bürstenfasern entfernt und gesammelt wird, so daß sie weiter in die Absetzbecken im Tank 16 abgeleitet worden kann, in denen sich Verunreinigungen und Bakterien sukzessive am Boden absetzen, so daß im wesentlichen reine Sterilisierungsflüssigkeit wieder aus dem Tank abgezogen und über die Pumpe erneut in den Behälter 6 rückgeführt werden kann.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat sich, abgesehen davon, daß sie sehr einfach und preiswert aufgebaut ist, in praktischen Versuchen außerordentlich leistungsfähig gezeigt und einen überraschend guten und genauen Reinigungs- und Sterilisierungseffekt bei der Verpackungsmaterialbahn bewirkt. Es scheint, daß dies auf die Kombination der hohen Geschwindigkeit, mit der die Sterilisierungsflüssigkeit gegen die Materialbahn geschleudert wird, die kräftige mechanische Behandlung der Bahn und die wirksame Trennung der verunreinigten Sterilisierungsflüssigkeit zurückzuführen ist, wobei trotz der Umwälzung des Sterilisierungsmittels mit einem leichten Verbrauch desselben gewährleistet wird, daß praktisch nicht verunreinigtes Sterilisierungsmittel ständig zum Sterilisieren der Bahn zur Verfügung steht. Die Vorrichtung kombiniert somit eine effektive Reinigung und Sterilisierung mit einem sehr kleinen Verbrauch an Sterilisierungsmittel, sie ist ferner kompakt aufgebaut und damit gut geeignet, in eine bekannte Verpackungsmaschine eingebaut zu werden.

Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zum Sterilisieren

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einer VerpackungsmatGrialbahn, um Verunreinigungen und Bakterien, die sich auf der Bahn befinden können zu entfernen, ehe aus der letzteren einzelne Verpackungsbehälter gebildet werden. Die Storilisierung erfolgt mit Hilfe chemischer Sterilisierungsmittel, z.B. Wasserstoffperoxid, in Verbindung mit einer mechanischen Behandlung der Materialbahn. Die Vorrichtung umfaßt eine drehbare Bürste, die in einem Behälter angeordnet ist, so daß über eine öffnung im Behälter die Seite der durchlaufenden Materialbahn bearbeitet wird, die später die Innenseite des Verpackungsbehälter bildet. Gleichzeitig wird ein flüssiges Sterilisierungsmittel, das in den Behälter eingegeben worden ist, mit Hilfe der Bürste gegen die Oberfläche der Verpackungsmaterialbahn geschleudert. Die Masse des verunreinigten Sterilisierungsmittel wird danach zusammen mit den Verunreinigungen und Bakterien, die von der Materialbahn entfernt worden sind, ausgeschieden, wobei die Flüssigkeit infolge der Drehung der Bürste durch eine andere öffnung in der Behälterwand hinausgeschleudert wird, worauf das Sterilisierungsmittel gesammelt und gereinigt wird, damit es wiederverwendet werden kann. Die Vorrichtung eignet sich besonders für antiseptische Verpackungsmaschinen hoher Kapazität, in denen eine relativ schnell laufende Verpackungsmaterialbahn gereinigt und sterilisiert werden muß.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn, die in einer Verpackungsmaschine zu einzelnen Verpackungsbehältern umgeformt wird, die mit sterilem Inhalt gefüllt werden, mit Einrichtungen zum Aufbringen eines flüssigen Sterilisierungsmittels auf wenigstens eine Scaite der Bahn, Einrichtungen zum Entfernen des Sterilisierungsmittels von der Verpackungsmaterialbahn nach deren Sterilisierung, wobei die erstgenannten Einrichtungen einen Behälter für das Sterilisierungsmittel und eine Einrichtung im Behälter für eine mechanische Reinigung der Bahn aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß diese Einrichtung aus einer drehbaren Bürste (5) besteht, die in dem Behälter (6) so angeordnet ist, daß bei einer Drehung die Seite der Bahn mechanisch zur gleichen Zeit behandelt wird, in der diese Seite mit dem Sterilisierungsmittel benetzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bürste (5) im wesentlichen zylindrisch und horizontal im Behälter (6) angeordnet ist, so daß ihr unterer Teil in Kontakt mit dem Sterilisierungsmittel im Behälter steht, während ihr oberer Teil sich in Kontakt mit der Verpackungsmaterialbahn (1) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bürstenfasern der Bürste (5) vor ihrem Kontakt mit der Materialbahn (1) durch einen sich in Drehrichtung verjüngenden Raum laufen, in welchem der Fluß des Sterilisierungsmittels in Richtung auf die Materialbahn konzentriert wird.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Behälter (6) im wesentlichen zylindrisch ist mit einem Durchmesser, der den Durchmesser der Bürste (5) etwas übersteigt, und daß die Mittenachse der Bürste etwas über der Mittenachse des Behälters angeordnet ist, so daß ein freier Raum, der von dar Bürste nicht überstrichen wird, im unteren Teil des Behälters gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (6) in seinem oberen Teil eine schlitzförmige Öffnung (δ) aufweist, die sich parallel zur Längsachse der Bürste erstreckt und die von einem Zylinder (4) ausgefüllt wird, von dem ein Teil seiner Umfangsflache in den Behälter (6) hineinragt, so daß eine Materialbahn (1), die über den Zylinder läuft, mit ihrer einen Seite in Kontakt mit der Bürste (5) gelangt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Bürste (5) und die Materialbahn (1) an ihrem Berührungspunkt entgegengesetzte Drehrichtungen haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die schlitzförmige Öffnung (8) mit Elementen (9, 10) versehen ist, die eine Dichtung gegen den Zylinder (4) bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (6) eine weitere schlitzförmige Öffnung (11) aufweist, die nach der Öffnung (8), gesehen in Drehrichtung, der Bürste (5) angeordnet ist und die zu einem Sammelraum (12) für das von der Bürste (5) abgeschleuderte Sterilisierungsmittel führt.

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