-
Verfahren und Vorrichtung zum sterilen Abfüllen
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sterilen Abfüllen von insbesondere
Nahrungs- und Genußmitteln, z.B. Molkereiprodukten wie Joghurt oder dergl., in Behälter,
die durch eine Sterilkammer hindurchgeführt und dabei zunächst unter Verwendung
voz Heißluft sterilisiert, dann gefüllt und schließlich verschlossen werden, sowie
eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
-
Es ist ein Verfahren nebst Vorrichtung dieser Art bekannt, (DE-AS
22 14 080), bei welchem zum Sterilisieren ein flüssiges Sterilmittel wie Wasserstoffperoxid
verwendet wird, das nach dem Einsprühen in die zugeführten becherförmigen Behälter
wieder völlig getrocknet bzw. beseitigt werden soll. Obgleich die becherförmigen
Behälter nach der Beaufschlagung mit Wasserstoffperoxid ein Trum des Fördermittels
gänzlich und das zweite Trum zum größten Teil durchlaufen, ferner anschließend erhitzte
Sterilluft zur Trocknung bzw. zur Beseitigung der Benetzung eingeleitet wird, ist
es nicht immer möglich, eine völlige Freiheit der der Füllstation zugeführten becherförmigen
Behälter von Sterilmittel- bzw. Wasserstoffperoxidspritzern zu gewährleisten.
Dies
wird jedoch angestrebt, da vermieden werden soll, daß die beispielsweise bei der
Abfüllung von Joghurt eingeimpften Bakterienkulturen abgetötet oder zumindest in
ihrem Wachstum behindert werden. Ferner ist in außerdeutschen Ländern die Verwendung
von Wasserstoffperoxid grundsätzlich verboten, da einerseits das Bedienungspersonal
in z.B.
-
Molkereien durch Verätzung und andererseits die Konsumenten durch
Gewebszersetzung gefährdet sind, die einen durch unmittelbare Berührung, die anderen
dadurch, daß sie etwa in einem Behälter verbliebene Reste des Wasserstoffperoxids
mit dem Nahrungs- oder Genußmittel aufnehmen.
-
Was die bekannte Vorrichtung zur Ausführung des bekannten Verfahrens
angeht, so ist als nachteilig anzusehen, daß das Erfordernis einer verhältnismäßig
langen Verweilzeit des Wasserstoffperoxids in den mit dem Fördermittel weitertransportierten,
becherförmigen Behältern einen erheblichen Aufwand erfordert und den Wirkungsgrad
der Vorrichtung mindert. Der verhältnismäßig hohe technische Aufwand wird auch durch
die Verwendung jeweils einer besonderen, mitumlaufenden Kammer für jeden einzelnen
Becher deutlich.
-
Ferner ist bei der bekannten Vorrichtung die Sterilkammer mittels
einer ersten Trennplatte in einer Ebene unterhalb des Obertrums des Fördermittels
und'einer weiteren Trennplatte in einer Ebene oberhalb des. Untertrums der Förderkette
in zwei langgestreckte, einen oberen und einen unteren Kanalschacht bildende, beidendig
miteinander in Verbindung stehende Einzelkammern unterteilt, was ebenfalls baulich
recht umständlich ist. Schließlich müssen auch noch über die gesamte Länge des Untertrums
mit steriler Trocknungsluft beaufschlagbare Düsenrohre in. einer Ebene unterhalb
des Fördermittels vorgesehen sein. Durch weitere bauliche Ausgestaltungen soll dabei
verhindert werden, daß durch die Trocknungsluft Sterilmittelspritzer in bereits
getrocknete Behälter geblasen werden.
-
Schließlich greift Wasserstoffperoxid Metalle an, im vorliegenden
Fall die verwendeten hochlegierten Stähle V2A und V4A. Die dadurch auftretende Korrosion
läßt die für das Wasserstoffperoxid verwendete Dosierpumpe bald ungenau werden,
so daß dieselbe frühzeitig ausgewechselt werden muß.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, ein
einfaches und preiswertes Verfahren nebst Vorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die es ermöglichen,nicht nur eine einwandfreie Entkeimung zu erzielen,
sondern- darüberhinaus jede Beeinträchtigung des in die Behälter eingefüllten Mediums
zu vermeiden und schließlich mit einem besonders geringen baulichen Aufwand für
ein Sterilhalten sowohl des oberen Bereichs der Sterilkammer oberhalb des Obertrums
des Fördermittels als auch des unteren Bereichs der Sterilkammer unterhalb des Obertrums
des Fördermittels zu sorgen, und zwar ohne Gefährdung von Bedienungspersonal, Konsumenten
und der Vorrichtung selber.
-
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß beim Sterilisiervorgang
zunächst ein steriles Wasserdampf-Luftgemisch hergestellt, aufgeheizt und in den
bzw. die Behälter eingeblasen, sodann aufgefangen und dem Bereich unterhalb der
Sterilkammer zugeführt wird und daß anschließend die zwecks Trocknung ihres Inneren
in die Behälter eingeblasene sterile Heißluft sodann ebenfalls aufgefangen und der
Sterilkammer und den darin angeordneten Einrichtungen über den Innenraum verteiltzugeführt
wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit einen Verzicht auf
ein flüssiges Sterilmittel wie Wasserstoffperoxid mit seinen unerwünschten Folgeerscheinungen.
Dem Behälterinneren wird trockenes, heißes Wasserdampf-Luftgemisch zugeführt,
das
die Oberfläche allseitig erreicht und zu einer entsprechenden Erhitzung des Behälters
führt, welche die Entkeimung bzw. Sterilisierung bewirkt. Die Tatsache, daß sich
an der zunächst noch kühlen Innenfläche des Bechers Dampfkondensat niederschlägt,
ist insofern vorteilhaft, als hierdurch der Wärmeübergang begünstigt wird und sich
außerdem die Kondensationswärme nutzen läßt. Die Verteilung der gebrauchten Heißluft
in der Sterilkammer sorgt dafür, dieselbe an allen ihren Bereichen keimfrei zu halten,
während die Zufuhr des gebrauchten Gemisches zum Bereich unterhalb der Sterilkammer
dafür sorgt, daß bereits hier eine Art Vorsterilisierung bzw. Teilsterilisierung
erfolgt.
-
Bei der Herstellung des Wasserdampf-Luft-Gemisches hat sich die Verwendung
von Sattdampf mit einer Temperatur von etwa 138 OC und einem Druck von etwa 3,5
bar bewährt, der mit seinem Auftreffen auf die zuzumischende Luft entspannt wird.
-
Die Aufheizung des Gemischs erfolgt vorteilhaft auf etwa 275 OC. Zweckmäßig
wird das Gemisch zweimal mit relativ kurzem Intervall in den jeweiligen Behälter
eingeblasen. Dies ist dort von Vorteil, wo der Vorschub der Behälter in Förderrichtung
derselben relativ schnell erfolgt bzw. die Taktzeit kurz bemessen ist, um trotzdem
eine ausreichende $ zu I'qgungsdauer zu gewährleisten.
-
Es wird bevorzugt, die Heißluft mindestens zweimal mit relativ kurzem
Intervall in die jeweiligen Behälter zu blasen, wobei die Heißluft eine Temperatur
von etwa 250 0C aufweisen kann.
-
Die Temperatur ist so zu regeln, daß der zu füllende Behälter auf
mindestens 140 0C aufgeheizt wird, um eine sichere Sterilisation zu gewährleisten.
-
Die aufgefangene sterile Heißluft wird dem oberen Bereich der Sterilkammer
zweckmäßig an einer Vielzahl von Stellen unterhalb der Sterilkammerdecke zugeführt,
um eine besonders günstige Verteilung innerhalb der Sterilkammer zu bewirken.
-
Insgesamt läßt sich feststellen, daß das ertndungsgemäße Verfahren
auch dadurch besonders wirtschaftlich ist, daß in gezielter Weise die für die Sterilisierung
der Behälter benutzten Medien, nämlich das aus den Behältern wieder ausströmende
Wasserdampf-Luft-Gemisch und die nachfolgend zur Trocknung verwendete Heißluft ebenfalls
beim Verlassen der Behälter aufgefangen und dazu verwendet werden, gezielt ein Sterilhalten
der gesamten Sterilkammer und eine Teilsterilisation des Bereichs unterhalb derselben
zu ermöglichen.
-
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einer Behälterzuführstation zum Zuführen der Behälter zu einem endlos umlaufenden
Fördermittel, einer Sterilisierstation, mindestens einer Abfüllstation und Feiner
Verschließstation, welch letztere in einer Sterilkammer angeordnet sind, ist erfindungsgemäß
gekennzeichnet durch einen Wasserdampf-Luft-Gemisch-Bereiter mit angeschlossener
Gemischleitung zu einem Gemischverteiler, einen Heißluftbereiter mit angeschlossener
Heißluftleitung zu einem Heißluftverteiler, eine Gemischabfuhrleitung zum Abführen
gebrauchten Gemischs zum Bereich unterhalb der Sterilkammer, ulif eine Luftabfuhrleitung
zum Abführen von gebrauchter Heißluft zum oberen Bereich der Sterilkammer. Der obere
Bereich der Sterilkammer und der Bereich unterhalb der Sterilkammer sind dabei zweckmäßig
lediglich durch das Obertrum des endlos umlaufenden Fördermittels voneinander getrennt.
-
Es ist bekannt, das Fördermittel als eine Kette auszubilden.
-
Hier besteht dieselbe zweckmäßig aus einer Vielzahl von sich quer
zur Förderrichtung erstreckenden, Durchbrechungen zur Aufnahme der Behälter aufweisenden,
aneinander angelenkten und insbesondere im Bereich des Obertrums aneinander angrenzenden
Platinen, die somit im Bereich des Untertrums, also im unteren Bereich der Sterilkammer,
vom dort zugeführten, gebrauchten Wasserdampf-Luft-Gemisch infolge der vorhandenen
Durchbrechungen umspült werden können.
-
Sowohl der Gemischverteiler als auch der Heißluftverteiler bestehen
zweckmäßig aus mindestens einem an die jeweilige Leitung angeschlossenen Verteilerrohr,
das an seiner Unterseite eine Mehrzahl von in Abständen angeordneten Abgabestutzen
aufweist. Sowohl die Gemisch- als auch die Heißluftabgabestutzen durchdringen dabei
eine kastenartige Abdeckhaube, in deren oberer Wand sie abdichtend und starr befestigt
sind, während sie an der Unterseite der Abdeckhaube aus Durchbrechungen in der unteren
Wand mittig vorstehen. Diese Durchbrechungen weisen eine Weite auf, die zumindest
an Teilen ihres Umfangs größer ist als der Außendurchmesser der Abgabestutzen. Dadurch
wird erreicht, daß das abgegebene Medium nach einem Durchspülen der becherförmigen
Behälter nach oben in die Abdeckhaube eintreten kann. Da das Innere der Abdeckhaube
quer zur Förderrichtung mittels einer Wand in voneinander getrennte Kammern unterteilt
ist, deren in Förderrichtung erste Kammer mit der Gemischabfuhrleitung und deren
in Förderrichtüng zweite Kammer mit der Heißluftabfuhrleitung verbunden ist, lassen
sich beide Medien voneinander -getrennt halten, nachdem die Wand praktisch eine
Trennung zwi8chen Gemischverteiler und Heißluftverteiler bewirkt.
-
Die Abdeckhaube mit Stutzen und Verteilerrohren ist um eine seitliche,
parallel zur Förderrichtung der Behälter angeordnete Achse in und außer Anlage an
den Platinen und in und außer Eingriff der Stutzenenden in die Behälter schwenkbar.
Da der Vorschub der Förderkette mit den eingesetzten, becherförmigen Behältern taktweise
erfolgt, wird die Abdeckhaube nach oben außer Eingriff verschwenkt, sobald ein Vorschubschritt
erfolgt. Anschließend schwenkt sie wieder in Anlage an der Förderkette und bewirkt
das Einblasen von Gemisch bzw. Heißluft.
-
Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Vorschub. Sowohl in der Gemischleitung
als auch in der Heißluftleitung ist jeweils ein Absperrventil vorgesehen, welches
öffnet, wenn sich die Abdeckhaube in Anlage befindet, und welches schließt, sobald
die Abdeckhaube außer Anlage geschwenkt ist. Um zu gewährleisten, daß auch dann
eine Beaufschlagung des oberen Bereichs der Sterilkammer erfolgt, wenn die Haube
außer Anlage nach oben geschwenkt ist und das Ventil in der Heißluftleitung geschlossen
ist, ist vorteilhaft zwischen der Heißluftleitung oberhalb des Ventils und der Heißluftabfuhrleitung
eine Nebenleitung in Form eines Bypass vorgesehen, wobei die Nebenleitung ein drittes
Ventil aufweist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß in aufwärts geschwenkter
Stellung der Abdeckhaube das dritte Ventil öffnet, und in abwärts geschwenkter Stellung
der Abdeckhaube das dritte Ventil geschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß auch
in aufwärts geschwenkter Stellung der Abdeckhaube, wenn das Ventil in der Heißluftleitung
geschlossen ist, eine Zufuhr von Heißluft zum oberen Bereich der Sterilkammer erfolgt,
dort also keine Unterbrechung der Zufuhr von Sterilluft auftritt.
-
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen sind im folgenden.anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im Ausschnitt und teilweise geschnitten; Fig. 2 eine Vorderansicht der
Vorrichtung in Förderrichtung gemäß Pfeil A in Fig. 1 bei weggelassener Behälterzuführstation
und aufgeschnittener Sterilkammer, und zwar in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine
ausschnittweise Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 2 in nochmals vergrößertem
Maßstab; Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Vorderansicht bei nach oben verschwenkter
Stellung der Abdeckhaube ; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.
1; Fig. 6 eine weitere ausschnittweise Seitenansicht der Vorrichtung in Pfeilrichtung
B in Fig. 2 oder Fig. 4, somit der in Fig. 1 verdeckten, -gegenüberliegenden Seite.
-
Die in den Figuren als Beispiel gezeigte Vorrichtung zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt eine Behälterzuführstation 1 zum Zuführen
der Becherform aufweisenden Behälter 2 (Fig. 3) zu einem endlos umlaufenden Fördermittel
3, das hier eine Kette ist, die aus einer Vielzahl von sich in quer zur Förderrichtung
F erstreckenden' Durchbrechungen 4 zur Aufnahme der Behälter 2 aufweisenden, aneinander
in nicht gezeigter Weise angelenkten und insbesondere im Bereich des Obertrums aneinander
angrenzenden Platinen 5 besteht.
-
Es ist ferner eine Sterilisierstation 6, eine Abfüllstation und eine
Verschließstation 7 vorgesehen, wobei die Sterilisierstation 6, die Abfüllstation
und die Verschließstation 7 in einer Sterilkammer 8 angeordnet sind. Wie man den
Fig. 1 und 5 leicht entnimmt, werden in der Behälterzuführstation 1 bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel gleichzeitig vier Behälter in die entsprechenden Durchbrechungen
jeweils einer Platine 5 eingesetzt und von der Förderkette 3 in Förderrichtung F
um jeweils eine Platine 5 taktweise weitertransportiert. In der Sterilisierstation
6 wird ein Wasserdampf-Luft-Gemisch in die Behälter 2 eingeblasen, woraufhin anschließend
sterile Heißluft zwecks Trocknung der Behälter in dieselben eingeblasen wird. Die
Füllungwfolgt beim Weitertransport sodann mittels eines Vordoseurs 9, eines Hauptdoseurs
10 und ggf.
-
eines Nachdoseurs 11, die gemeinsam die Abfüllstation bilden.
-
Schließlich werden in der Verschließstation 7 die gefüllten Behälter
2 dadurch verschlossen, daß pneumatisch mit Hilfe von Kreuzförderern 12 Abdeckfolien
oder dergl. durch Vakuum einem Stapel 13 entnommen, kurzzeitig einer UVC-Strahlung
mittels eines Strahlers 14 ausgesetzt und dann auf die gefüllten Behälter 2 aufgebracht
werden, was durch den Doppelpfeil G in Fig. 1 angedeutet ist.
-
Die Sterilisierstation 6 besteht nim erfindungsgemäß aus einem Wasserdampf-Luft-Gemischbereiter
15 (Fig. 5) mit angeschlossener Gemischleitung 16 zu einem Gemischverteiler 17,
einem Heißluftbereiter 18 mit angeschlossener Heißluftleitung 19 zu einem Heißluftverteiler
20, einer Gemischabführleitung 21 zum Ab führen gebrauchten Gemisches zum Bereich
22 unterhalb der Sterilkammer 8 und einer Luftabfuhrleitung 23 zum Abführen von
gebrauchter Heißluft zum oberen Bereich B' der Sterilkarnrner 8.
-
Der obere Bereich 8' und der -Bereich 22 unterhalb der Sterilkammer
8 sind durch das Obertrum 24 des endlos umlaufenden Fördermittels bzw. der Kette
3 im wesentlichen voneinander getrennt, da im Bereich des Obertrums 24 nur sehr
schmale Spalte zwischen den einzelnen Platinen 5 verbleiben; die Spalte sind in
den Figuren der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt.
-
Der Gemischverteiler 17 besteht aus mindestens einem, bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel zwei an die Gemischleitung 16 angeschlossenen Gemischverteilerrohren
25, die an ihrer Unterseite eine Mehrzahl von in Abständen angeordneten Gemischabgabestutzen
26 aufweisen (Fig. 2 und 3). Auch der Heißluftverteiler 20 besteht aus mindestens
einem, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei an die Heißluftleitung 19 angeschlossenen
Heißluftverteilerrohren 27, die an ihrer Unterseite eine Mehrzahl von in Abständen
angeordneten Heißluftabgabestutzen 28 aufweisen.
-
Diese Heißluftabgabestutzen 28 sind nur aus der Fig. 1 ersichtlich,
da sie in den Fig. 2 und 3 von den Gemischabgabestutzen 26 verdeckt sind.
-
Die Gemisch- und Heißluftabgabestutzen 26, 28 durchdringen eine kastenartige
Abdeckhaube 29 und sind in deren oberer Wand 30 (Fig. 3) abdichtend und starr befestigt,
während sie an der Unterseite der Abdeckhaube 29 aus Durchbrechungen 31 in der unteren
Wand 32 mittig vorstehen. Die Durchbrechungen besitzen eine Weite W, die zumindest
an Teilen ihres Umfangs größer ist als der Außendurchmesser d der Abgabestutzen
26 bzw. 28. Fig. 3 zeigt die Verhältnisse zwar lediglich anhand eines Gemischabgabestutzens
26, bezüglich der Heißluftabgabestutzen 28 verhält es sich jedoch genauso.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Durchbrechungen 31 kreisförmig
und von an der unteren Wand 32 der Abdeckhaube 29 befestigten Abdichtringen 33 zur
Anlage an den Platinen 5 umgeben. Es versteht sich, daß die Durchbrechungen 31 zur
Anpassung an Behälter, die einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen,
eine jeweils entsprechende Form aufweisen können.
-
Das Innere der Abdeckhaube 29 ist quer zur Förderrichtung F zwischen
Gemischverteiler 17 und Heißluftverteiler20 mittels einer Wand 34 in zwei voneinander
getrennte Kammern unterteilt, deren in Förderrichtung F erste Kammer 35 mit der
Gemischabfuhrleitung 21 und deren in Förderrichtung F zweite Kammer 36 mit der Heißluftabfuhrleitung
23 verbunden ist.
-
Vorteilhaft sind die beiden Kammern 35, 36 über Faltenb- 38 mit den
Abfuhrleitungen 21, 23 und die Gemischverteiler- und Heißluftverteilerrohre 25,
-27 über weitere Fltenbälge 39, 40 mit den Gemisch- und Heißluftleitungen 16 und
19 verbunden.
-
Diese Ausgestaltung erlaubt es der Abdeckhaube 29, mit Stutzen 26,
28 und Verteilerrohren 25, 27 um eine seitliche, parallel zur Förderrichtung F der
Behälter 2 angeordnete Achse 41 (Fig. 2 und 4) in und außer Anlage an den Platinen
5 des Obertrums 24 und in und außer Eingriff der Stutzenenden in die Behälter 2
zu schwenken.
-
Wie besonders deutlich aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist sowohl
in der Gemischleitung 16 als auch in der Heißluftleitung 19 jeweils ein Absperrventil
42 bzw. 43 angeordnet.
-
Beide Ventile 42, 43 sind in aufwärts geschwenkter Stellung der Abdeckhaube
29 mit Verteilerrohren 25, 27 geschlossen (Fig. 4) und in abwärts gëschwenkter Stellung
derselben geöffnet, (Fig. 2).
-
Zwischen der Heißluftleitung 19 oberhalb elos Ventils 43 und
der
Heißluftabfuhrleitung 23 ist eine Nebenleitung in Form eines Bypass 44 vorgesehen,
die ein drittes Ventil 45 aufweist.
-
In aufwärts geschwenkter Stellung der Abdeckhaube 29 gemäß Fig. 4
ist das dritte Ventil 45 geöffnet, während in abwärts geschwenkter Stellung der
Abdeckhaube 29 das dritte Ventil 45 geschlossen ist. Es wird darauf hingewiesen,
daß die Heißluftabfuhrleitung 23 in hier nicht gezeigter Weise ein viertes Ventil
aufweisen könnte, das in aufwärts geschwenkter Stellung geschlossen wäre, um in
dieser Stellung jedes Entweichen von Heißluft aus den Heißluftabgabestutzen 28 zu
verhindern. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da bei der gezeigten Ausführungsform
der Heißluftverlust durch die in den Abgabestutzen erfolgende Drosselung unwesentlich
ist.
-
Wie besonders deutlich aus den Fig. 2 und 4 zu entnehmen ist, mündet
die Heißluftabfuhrleitung 23 in ein nahe der Decke 47 der Sterilkammer 8 etwa in
deren Mitte (Fig. 1 und 6) und quer zur Förderrichtung F der Behälter 2 angeordnetes
Düsenrohr 48 mit einer yielzahl von beiderseits etwa'in Höhe der Mittelebene 49
des Düsenrohrs 48 öffnenden, in Abständen voneinander angeordneten Auslaßdüsenöffnungen
50, wobei das Düsenrohr 48 an seinem Ende 51 verschlossen ist.
-
In Höhe der unteren Begrenzung des Düsenrohrs 48 ist ein Rost 52 aus
sich-in Förderrichtung F erstreckenden Luftabweisern 53 angeordnet. Bei der gezeigten
Ausführungsform kann in einem Abstand darunter ein weiterer Rost 54 vorgesehen sein.
Beide Roste, die sich über die gesamte Länge des oberen Bereichs 8' der Sterilkammer
8 erstrecken (Fig. 1), dienen dazu, die aus den Auslaßdüsenöffnungen 50 ausströmende
Heißluft möglichst gleichmäßig über die Projektionsfläche des oberen Bereichs 8'
der Sterilkammer 8 zu verteilen und nach unten strömen zu lassen.
-
Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform bestehen die die Roste
52 und 54 bildenden Luftabweiser 53 aus einer Mehrzahl von in Abstand nebeneinander
sich in Förderrichtung erstreckender, im wesentlichen -Form aufweisender Leitbleche.
-
Wie man leicht entnimmt, ist jedes Leitblech unter jeweils zwei im
wesentlichen miteinander fluchtenden Auslaßdüsenöffnungen 50 des Düsenrohrs 48 angeordnet.
-
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Dem Wasserdampf-Luft-Gemischbereiter
15 werden in nicht näher erläuterter Weise Wasserdampf und Luft zugeführt, wobei
vorteilhaft Sattdampf mit einer Temperatur von etwa 138 OC und einem Druck von etwa
3,5 bar verwendet wird, der mit seinem Auftreffen auf die zuzumischende Luft entspannt
wird. Anschließend wird das Gemisch in dem Bereiter 15 auf etwa 275 OC aufgeheizt.
Ferner wird auch dem Heißluftbereiter 18 in nicht gezeigter Weise Luft zugeführt,
die vorteilhaft auf etwa 250 OC aufgeheizt wird. Die Behälter selber sollen auf
mindestens 140 OC aufgeheizt werden. In der in den Fig. 1;t 2 und 5 gezeigten Stellung
ruht die Abdeckhaube 29 mittels der Abdichtringe 33 auf den Platinen 5 abdichtend
auf, wobei sich die Behälterränder 2' innerhalb der lichten Weise der Abdichtringe
33 befindet.In dieser Stellung sind die Zuführventile 42 und 43 geöffnet, so daß
einerseits das Wasserdampf-Luft-Gemisch durch die Gemischleitung 16 und den Faltenbalg
39 in die Gemischverteilerrohre 25 einströmen kann, während die Heißluft durch die
Heißluftleitung 19 und den Faltenbalg 40 in die Heißluftverteilerrohre 27 einströmt.
Bei der gezeigten Ausführungsform werden vier Zeilen zu jeweils vier Behältern 2
erfaßt, wobei die beiden ersten Reihen mit Wasserdampf-Luft-Gemisch und die beiden
folgenden Reihen mit Heißluft beaufschlagt werden. Somit wird sowohl das Gemisch
als auch die Heißluft mindestens zweimal mit relativ kurzem Intervall in die jeweiligen
Behälter eingeblasen, wobei die Intervalle durch den Zeittakt des Vorschubs um jeweils
einen Abstand zwischen den einzelnen Becherzeilen bestimmt wird. Es versteht
sich,
daß vor jeder Vorschubbewegung die Abdeckhaube 29 mit den Abgabestutzen 26, 28 und
den Verteilerrohren 25, 27 sich in die in Fig. 4 gezeigte Stellung verschwenken
muß, damit eine Bewegung der Förderkette 3 möglich wird, ohne daß die Abgabestutzenenden
an den Bechern 2 bzw. den Platinen 5 hängenbleiben.
-
Nach jedem Vorschub erfolgt eine kurze Ruhezeit, während welcher ein
Zurückverschwenken unter dem Einfluß entsprechender,nicht gezeigter Steuerkurven
in die in Fig. 2 gezeigte Stellung erfolgen kann. In der letztgenannten Stellung
strömt das Wasserdampf-Luft-Gemisch aus den Verteilerrohren 25 und durch die Gemischabgabestutzen
26 weiter in das Innere der becherförmigen Behälter 2. Da die Gemischabgabestutzen
20 gemäß Fig. 2 mit ihren Düsenenden 26' eine nicht unerhebliche Strecke nach unten
in das Innere der Becher 2 hineinragen, erfolgt eine besonders gute Verteilung des
Gemisches innerhalb der Becher, die vorteilhaft durch nicht gezeigte Dralleinsätze
in den Düsenenden 26' noch verbessert werden kann. Das Gemisch strömt in der in
Fig. 2 anhand der Pfeile E gezeigten Weise aus den Bechern durch die Dichtringe
33 und damit die Durchbrechungen 31 hindurch in die Abdeckhaube 29 und von dort
in Pfeilrichtung M durch den Faltenbalg 37 hindurch in die Gemischabfuhrleitung
21 hinein und wird von dieser dem Bereich 22 unterhalb der Sterilkammer 8 und damit
!der Unterseite der dieselbe durchlaufenden Behälter 2 zugeführt, da nämlich die
das Untertrum 55 bildenden Platinen 5 offene Durchbrechungen 4 (Fig. 3) aufweisen
und somit den Durchtritt des Gemisches gestatten, so daß es von unten her an die
im Obertrum 24 der Förderkette 3 hängenden Becher 2 gelangen kann. Es versteht sich,
daß dabei auch die Oberseiten der Platinen 5 selber bestrichen und vorsterilisiert
werden, was durch den in Fig. 1 gezeigten, an das Endstück der Gemischabfuhrletung
21 angevetzten Diffusor 56 noch begünstigt wird. Das Dampfkondensat wird übrigens
in einer Wanne 60 aufgefangen (Fig. 2 und 4).
-
Die in analoger Weise aus den Heißluftverteilerrohren 27 in die Heißluftabgabestutzen
28 eintretende Heißluft strömt nach unten in die bereits mit Gemisch beaufschlagt
gewesenen, vorgerückten Becher 2 aus und ebenfalls in die Abdeckhaube 29.
-
Dabei kann die verbrauchte, in der Abdeckhaube 29 befindliche Heißluft
sich nicht mit dem in der Abdeckhaube 29 befindlichen Gemisch vermischen, da die
Trennwand 34 dies verhindert, somit das Gemisch die Kammer 29 und die Heißluft die
Kammer 36 für sich allein hat. Aus dieser Kammer 36 tritt die verbrauchte Heißluft
durch den Faltenbalg 38 in die Heißluftabfuhrleitung 23 ein, derart, daß die auf
diese Weise aufgefangene, sterile Heiß luft dem oberen Bereich 8' der Sterilisierkammer
8 in der erläuterten Weise an einer Vielzahl von Stellen unterhalb der Sterilkammerdecke
47 zugeführt wird.
-
Wie bereits erläutert, muß die Abdeckhaube 29 in der in Fig. 4 gezeigten
Weise nach oben verschwenken, um einen Vorschub zu gestatten. Dabei schließen die
Ventile 42 und 43 in der Gemischleitung 16 und der Heißluftleitung 19, um ein unnützes
Ausströmen aus den Abgabestutzen 26 und 28 zu vermeiden. Damit wird jedoch auch
die Abfuhr von Gemisch bzw. Heißluft durch die Abfuhrleitungen 21 und 23 unterbrochen.
Bezüglich des in den unteren Bereich 22 abgeführten Gemisches ist dies nicht von
Bedeutung, da hier lediglich ein Vorsterilisieren einerseits der Oberseite der Platinen
5 und andererseits der Unterseite der in die Platinen eingesetzten Becher 2 erfolgen
soll, was nicht unbedingt erforderlich ist. Andererseits soll jedoch dafür gesorgt
werden, daß die Sterilisierstation 6 verlassende Behälter steril bleiben, wenn sie
nach Maßgabe des weiteren Vorschubs die Abfüllstation mit den Doseuren 9, 10 und
11 durchlaufen und schließlich in der Verschließstation 7 geschlossen werden.
-
Um aus diesem Grunde die Zufuhr von steriler Heißluft auch dann gewährleisten
zu können, wenn das Ventil 43 geschlossen ist,
ist der Bypass 44
vorgesehen. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Abdeckhaube 29 ist nämlich das
in dem Bypass 44 angeordnete dritte Ventil 45 geöffnet, so daß unverbrauchte Heißluft
in die Abfuhrleitung 23 eintreten und damit aus den Düsenöffnungen 50 des Düsenrohrs
48 austreten kann, was für eine dauernde Sterilhaltung der Sterilkammer 8 sorgt.
Gleichzeitig ist das Ventil 43 geschlossen. Sobald die Haube 29 sich wieder in die
in Fig. 2 gezeigte Stellung abgesenkt hat, öffnen die Ventile 42 und 43, hingegen
schließt das dritte Ventil 45 im Bypass 44. Die Ventilsteuerung wie auch die Steuerung
der Abdeckhaube 29 mit den an dieser befestigten Verteilerrohren 25 und 27 nebst
Abgabestutzen 26 und 28 ist nicht näher gezeigt, es können hierfür jedoch übliche,
elektronische Steuerungen oder dergl. verwendet werden, die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten,
Elektromagnete oder dergl. betätigen.
-
Aus der beschriebenen Funktion ergibt sich, daß der Bypass 44 oberhalb
des Ventils 43, also zwischen diesem und dem Heißluftbereiter 18, abzweigen und
in der Heißluftabfuhrleitung 23 münden muß, wobei die Mündungsstelle mit 59 bezeichnet
ist (Fig. 6).
-
Es versteht sich, daß das im Gemischbereiter 15 bereitete Gemisch
bzw. die im Heißluftbereiter 18 bereitete Heißluft unter Druck stehen, um die beschriebenen
Strömungsvorgänge zu bewirken. Zwar ist die Zufuhr von Sattdampf und Frischluft
nicht mehr gezeigt, der Vollständigkeit halber ist jedoch in Fig. 6 die Zufuhr von
Sattdampf mit dem Pfeil H und die Zufuhr von Frischluft mit dem Pfeil I an der Oberseite
des Gemischbereiters 15 angedeutet worden, hingegen die Zufuhr von
Frischluft
zum Heißluftbereiter 18 mit dani Pfeil K.
-
Ferner wird darauf hingewiesen, daß die Schwenkachse 41 für die Abdeckhaube
29 vorteilhaft in der gezeigten Weise derart angeordnet ist, daß sie eine Höhe T
über der Oberkante der Platinen 5 und einen seitlichen Abstand t in Verlängerung
der Platinen 5 aufweist. Dadurch wird erreicht, daß die Abdeckhaube 29 nebst Verteilerrohren
25, 26 und Abgabestutzen 26, 28 nicht einfach ihre kreisförmige Schwenkbewegung
senkrecht nach oben beginnt, sondern gemäß den Fig. 2 und 4 seitlich nach links
und oben,auch natürlich auf einer Kreisbahn, schwenkt, wie dies durch den Pfeil
L angedeutet ist. Dadurch wird erreicht, daß einerseits der Faltenbalg 37 weiter
gedehnt wird, was diesem ohne weiteres möglich ist, andererseits jedoch der Faltenbalg
39 nicht bis zur Grenze seiner Zusammenschiebbarkeit zusammengeschoben wird, d.h.,
die einander gegenüberliegenden Enden des Ventils 42 und des Verteilerrohrs 57 (Fig.
4) noch einen genügend großen Abstand voneinander wahren. Darüberhinaus sorgt die
sich aus der beschriebenen Lage der Achse 41 ergebende Kinematik dafür, daß auch
in dem der Achse 41 benachbarten Bereich das nächstgelegene Düsenende 26' des entsprechenden
Abgabestutzens 26 weit genug aus dem-zugehörigen Becher 2 herausgehoben wird, wenn
ein taktmaßigcr Vorschub der Förderkette 3 erfolgt.
-
es wird darauf hingewiesen, daß die Drehachse 41 in Abweichung von
der gezeigten Ausführungsform zweckmäßig so gelegt wird, daß sie sich in der Mitte
zwischen den beiden gezeigten Faltenbälgen 37, 39 und damit auch in entsprechender
Lage gegenüber den in Fig. 4 nicht sichtbaren, weiteren Faltenbälgen 38 und 40,
befindet und zwar sowohl bezüglich der Länge der Faltenbälge als auch bezüglich
ihres vertikalen Abstandes voneinander. Dadurch ergeben sich eine relativ geringe
Verlängerung bzw. Verkürzung und Biegung der Faltenbälge, was deren Lebensdauer
erhöht.
-
Daß die gesamte Vorrichtung nach der Erfindung im übrigen in üblicher
Weise in ein auf dem Boden aufruhendesTraggestell 58 eingesetzt ist, soll lediglich
am Rande erwähnt werden.
-
Es versteht sich,daß umsomehr Gemischabgabestutzenzeilen erforderlich
sind, je schneller die Taktzeit bzw. der Intervall-Vorschub der Behälterzeilen um
jeweils einen Zeilenabstand erfolgt, um sicherzustellen, daß Sterilisierungsgemisch
aus Dampf und Luft einerseits und Heißluft andererseits ausreichend lange die Innenseite
der Behälter bestreicht. Bei der gezeigten Ausführungsform sind zwei Gemischabgabestutzenzeilen
vorgesehen; es wird betont, daß auch drei oder mehr solche Gemischabgabestützenzeilen
vorgesehen sein können, wie auch zusätzliche Heißluftabgabestutzenzeilen.
-
Zu betonen ist ferner die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens nebst Vorrichtung, nachdem einerseits dafür gesorgt wird, daß den Abgabestutzen
nur in abgesenkter Stellung der Abdeckhaube frisches Gemisch nebst Heißluft zugeführt
wird, andererseits dafür, daß das den Behältern entströmende, somit bereits gebrauchte,
aber weiterhin brauchbare Gemisch nebst Heißluft nicht nutzlos entweicht, sondern
wieder aufgefangen und an geeigneten Stellen nochmals zur Sterilisierung bzw. zur
Sterilhaljtung verwendet wird.