DE3207426C2

DE3207426C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplatischen Folienbändern

Info

Publication number: DE3207426C2
Application number: DE3207426A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Ing.(grad.) 6303 Hungen Gokorsch; Rainer Ing.(grad.) 6476 Hirzenhain Grusdt; Gunter 6479 Ranstadt Kurth; Manfred Ing.(grad.) 6479 Ranstadt Schreiter; Kurt Ing.(grad.) 6475 Glauburg Walter
Original assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH, 6479 Ranstadt
Current assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE3207426A1; US4543770A

Abstract

Das Verfahren ist zur Herstellung, Sterilisation und Befüllung von Behältern, insbesondere Bechern zur Aufnahme von keimfälligen Produkten, wie Joghurt, Quark, Sahne, Milch, Pudding od.dgl. bestimmt. Die Behälter werden mit einem sterilisationswirksamen, unter Druck zugeführten, gasförmigen Medium aus einem fortlaufenden Folienband in einer Form ausgeformt und in steriler Umgebung zum Befüllen und zum Abdeckeln mit einer steril gemachten Abdeckfolie weitergeführt. Dabei wird in das eingeformte Bechervolumen des ggf. in an sich bekannter Weise in die Form vorgestreckten Folienbandes spätestens nach dessen vollständiger Endausformung das sterilisationswirksame Medium von oben eingeführt und aus dem Bodenbereich des Bechers vermischungsfrei zum nachströmenden sterilisationswirksamen Medium wieder abgeführt.

Description

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- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus Folienbändern gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist nach der DE-OS 30 31 684 bekannt, bei der sterilisierender Dampf einfach von oben in die ausgeformten Becher eingegeben wird.

Als Folienbänder kommen dabei sowohl Kunststofffolien als auch Metallfolien, ggf. auch im Kaschurverband, zur Verarbeitung auf derartigen Vorrichtungen in Frage und zwar soweit sich diese tiefziehen und durch Druckbeaufschlagung verformen lassen. Die in Form von Bechern in die Folie einzuformenden Behälter können natürlich sowohl nur in einer Reihe hintereinander, aber auch in mehreren Reihen nebeneinander vorgesehen werden. Ausgehend davon, daß Heißdampf einerseits allein schon für eine Sterilisation genügt und andererseits die Anwendung sterilisierender, spezieller Flüssigkeiten tunlichst zu vermeiden ist und ferner herkömmliche Tiefziehmaschinen möglichst wenig geändert werden sollen, die alle Stationen für das Tiefziehen, Füllen und Abdeckein enthalten, war zunächst zu erwarten, daß ein Ausformen der Becher mittels Heißdampf für eine Sterilisation ausreichen müßte. Wider eo Erwarten zeigte sich jedoch, daß dies nicht der Fall ist, d. h., derartig hergestellte und gefüllte Behälter bzw. Becher zeigten bezüglich der noch vorhandenen Keimzahlen unbefriedigende Ergebnisse.

Vermutlich bleibt offenbar der im Bodenbereich befindliche Teil des sterilisierenden Fluids dort mehr oder weniger sitzen, so daß überlebende Keime in diesem Bereich im ausgeformten Becher verbleiben können.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der folgende Forderungen erfüllt sind:

Becherherstellung und Sterilisation an der fortlaufenden Folie ohne Gefahr einer Folienzerstörung und Sterilisation in Form vermischungsfreier Spülung spätestens nach der Tiefziehausformung mittels eines sterilen, unter Druck stehenden Mediums, um zu erreichen, daß in kurzer Zeit eine vollständige bzw. weitgehend vollständige Keimabtölung gewährleistet ist. die sich auf alle Bereiche des ausgeformten Bechers erstreckt.

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichbare und bezüglich der Sterilisation befriedigende Ergebnis hat in Bestätigung der oben geäußerten Vermutung seinen Grund darin, daß durch die gezielte Strömungsführung des sterilisierenden Fluids auch der Bodenbereich des ausgeformten bzw. auszuformenden Bechers ständig durchspült wird, was nicht der Fall ist, wenn einfach das sterilisierende Fluid von oben innerhalb eines Formwerkzeuges auf die zu verformende Folie aufgegeben wird.

Mit zentrischen Ableitungskanälen versehene, in Becher od. dgl. Gefaßt- einsetzbare Stutzen sind zwar nach der DE-OS 31 08 912 bekannt, hierbei handelt es sich aber um eine Vorrichtung, um bereits fertige Becher aus Kunststoff, Glas od. dgl. von losen, im Behälter verbliebenen Feststoffteilchen, beispielsweise Spritzgußresten, zu befreien. Eine solche Vorrichtung ist in dieser Form für Tiefziehmaschinen mit kontinuierlicher Becherausformung nicht benutzbar. Gleiches gilt für eine Vorrichtung nach der DE-OS 16 67 936, mit der ebenfalls an fertig vorgeformten, flaschenartigen Behältern durch ein eingetauchtes Rohr mit an der Mündung des Behälters aufsetzbaren Außenrohr sowohl Sterilisationsmittel und danach das eigentliche Füllort eingegeben werden können.

Je nach Eigenschaften der verwendeten Folie kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach mechanischer Vorstreckung entweder direkt mit dem sterilisierenden Fluid die Endausformung erfolgen, oder es kann auch die Endausformung zunächst beispielsweise mit steriler Luft vorgenommen und dann erst das sterilisierende Fluid unter Druck eingeführt werden.

Für beide Möglichkeiten ist jedoch wesentlich, daß nicht einfach das gebildete Bechervolumen mit dem sterilisierenden Fluid gefüllt und sich dann gewissermaßen sich selbst überlassen wird, sondern daß die Ableitung chs bzw. der Medien zentral aus dem Bodenbereich des gebildeten Bechers erfolgt und zwar bei noch geschlossenem Formwerkzeug und daß zudem keine Vermischung zwischen dem im Becher bereits befindlichen und dem nachströmenden Fluid erfolgen kann.

Bevorzugt wird die Vorrichtung in Weiterbildung im Sinne des Anspruches 2 benutzt und zwar aus folgendem Grund:

Als ebenfalls kritische Stelle hat sich nämlich der ständige auf- und zugehende Öffnungsrand zwischen Ober- und Unterteil der eigentlichen Tiefziehform erwiesen, d. h., in diesem Bereich könnten sich immer noch Keime ansetzen, welche Schließflächen aber beim Verschluß der Tiefziehform einer Bedampfung bzw. Sterilisation nicht mehr zugänglich sind. Erfolgt nun aber die Vorwärmung (selbstverständlich kann noch eine weitere Vorwärmzone bekannter Form vorgeschaltet sein) mit-

tels sterilisierendem Medium, so läuft die Folie schon sterilisiert und ohne daß sie zwischendurch wieder der Atmosphäre ausgesetzt werden muß, in die Tiefziehstation ein, d. h, es sind auch die Bereiche sterilisiert, die zwischen den Schließflächen von Ober- und Unterteil zu liegen kommen.

Die erfindungsgem?3e Vorrichtung ist ohne weiteres an einer weitgehend herkömmlichen Tiefziehmaschine durch entsprechende Ausbildung des Vorstreckstempels zu verwirklichen, abgesehen von der Notwendigkeit, hinter der Tiefziehstation für einen keimfreien Raum zum Füllen und Abdeckein der Becher zu sorgen. Vorteilhaft ist also der Vorstreckstempel für die Folienverformung zur Ausbildung des Ableitungskanales für die Verformungs- bzw. Sterilisationsmedien ausgenutzt, der je nach erfolgter Vorstreckbewegung an der oberen Grenze des Bodenbereiches stehenbleibt, wobei die Einmündupg zum Ableitungskanal in dem Moment von der zunächst noch abdeckenden Folie freigelegt wird, wenn die Endausformung der Folie beginnt. Selbstverständlich muß dieser Ableitungskana! an geeigneter Stelle mit einem Ventil bzw. mit einer Drosselstelle versehen sein, um den notwendigen Endausformuiigsdruck für die Folie erreichen zu können.

Soweit es sich dabei um ein Schaltventil handelt, öffnet sich dieses, sobald die Endausformung erreicht ist. Bei einer einfachen Drossel sind die Zufuhrmengen bzw. Drücke so abzustimmen, daß die Endausformung erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt schematisch

F i g. 1 eine Seitenansicht der Gesamtvorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt durch die Tiefziehstation während der Vorstreckphase; F i g. 3 im Schnitt ein weiteres Teil der Vorrichtung;

Fig.4 im Schnitt die Tiefziehstation während der Sterilisationsphase und

Fig.5 im Schnitt eine besondere Ausführungsform des Folienvorvärmbereiches der Vorrichtung.

Wie aus F i g. 1 erkennbar, läuft das Folienband t von einer Vorratsrolle 23 über eine Umlenkrolle 24 zunächst durch die Vorwärmstation 3, deren Heizfläche 3' im Takt des Folienvorschubes gegeneinander und gegen das Folienband gefahren werden.

In der Tisfziehstation 4 werden riie Behälter bzw. Becher Γ in die Folie 1 eingeformt. Das mit den eingeformten Bechern Γ versehene Band läuft im Schütze eines Steriltunnels 12, der unter leichtem Überdruck der über den Sterillufteinlaß f zugeführter. Sterilluft steht, unter die Füllstation 5, wo mittels der Füllpumpe 16 die Becher Γ gefüllt werden. Danach wird vom Band, immer noch im Schütze des Steriltunnels 12, die Abdeckelstation 6 passiert, wo von der Vorratsrolle 25 aus über eine Umlenkrolle 25 unter Passage einer Sterilmittelspülkammer 19 (F i g. 3) und mit Hilfe einer weiteren Umlenkrolle 27 die Deckfolie 2 aufgebracht und die gefüllten Becher Γ keimfrei verschlossen werden.

Die Elemente zur anschließenden Vereinzelung der gefüllten und verschlossenen Becher Γ sind nicht dargestellt Ebenso ist auf die Darstellung des ganzen Vorrichtungsgestelles, der taktweise arbeitenden Förderund Hubmechanik, der Sterilmittelleitungen in ihrer Gesamtanordnung, des Sterildampferzeugers u.dgl. Einzelheiten verzichtet

Nach Passage der Heizflächen 3' gelangt der vorgewärmte Folienbandabschpitt, wie erwähnt, in die Tiefziehstation 4,die gemäß Fig.2, 3 aus einem auf und ab beweglichen, mit Temperierkanälen 28 und Ausblaskanälen 29 (für die beim Atisformen verdrängte Luft) versehenen Unterteil 8 mit einer oder mehreren Formein ■ tief ungen 7 besteht, dem ein stationäres Oberteil 9 zugeordnet ist

Dieses Oberteil 9, das im gezeigten Beispiel einen sogenannten Vorstreck- bzw.Tauchstempel 14 aufweist, ist mit Zu- und Ableitungsanschlüssen 10, 10', 11 für Preßluft und Dampf versehen. Alle drei Anschlüsse 10, 10', 11 weisen Steuerventile 13, 13', 13" auf, die von einer gemeinsamen Nockenwelle 32 mit Antrieb 33 und Stellnocken 34 betätigt werden.

Die Steuerung kann natürlich auch auf elektrischem Wege entsprechend programmiert erfolgen.

Der Vorstreck- bzw. Tauchstempel 14, der mit einem Ableitungskanal 14' versehen ist nimmt in der nächsten Phase etwa die Stellung gemäß F i g. 2 ein, wobei das erwärmte Folienband 1 unter Dehnung (die Randbereiche sind zwischen Ober- und Unterteil 9,8 festgehalten), wie dargestellt, mitgenommen wird. In diesem Moment wird die sterile und ggf. vorgewärmte ^r*eßluft oder das sterilisierende Fiuid (Heißdampf) direkt d'jrch den Zuleitungsanschluß 10 bzw. 10' zugeführt, wobei die vorgestreckte Folie gegen die Wand der Eintiefung 7 des Unterteiles 8 tiefgezogen wird. Die Ventile 13 und 13" bleiben dabei geschlossen.

Unmittelbar nach Abschluß des Tiefziehvorganges wird das Ventil 13 geschlossen und die Ventile 13', 13" werden geöffnet, wobei die Öffnung des Ventiles 13" ggf. etwas verzögert erfolgen kann. Wie aus F i g. 4 erkennbar, ergibt sich nun in der Tiefziehform eine zwangsgeführte Strömung im Sinne der Pfeile, d. h„ das sterilisierende Fluid strömt im Oberteil 9 ein, muß den Ringspalt zwischen Vorstreck- bzw. Tauchstempel 14 und Becherinnenwand nach unten passieren und gelangt damit in den Bodenbereich 1" des Bechers Γ, den es nur durch den Ableitungskanal 14' des Vorstreckstempels 14 verlassen kann, d. h„ der ganze Bodenbereich, wird intensiv durchspült, was, wie erwähnt, für den Fxfolg einer optimalen Sterilisation wesentlich entscheidend ist. Durch diese Zwangsführung des sterilisierenden Fluias kann zwangsläufig auch keine Vermischung zwischen neu zuströmendem und abströmendem Fluid erfolgen.

Der fertig ausgeformte und unmittelbar danach sterilisierte Becher Γ wird durch Abzug des Unterteiles 8 nach unten freigestellt, so daß das ganze Folienband 1 um eine entsprechende Becherbreite weiter gerückt werden kann. Die fertigen Becher Γ bleiben dabei zumindest innenflächenseitig in einer keimfreien Atmosphäre, da sie, wie insbesondere aus F i g. 1 erkennbar, durch den unmittelbar an das Oberteil angeschlossenen Steriltunnel 12 mit SterilJufteinlaß 17 abgeschirmt werden. Der Steriltunne! wird dabei unter leichtem Überdruck gehalten, um einen Keimzutritt von außen zu verhindern.

Da die Füllstation 5 mit der Füllpumpe 16 bzw. deren Mündungsbereich 15 mit in den Steriltunnel 12 einbezogen ist (als Füllpumne wird eine Sterilpumpe bekannter Bauart verwendet), erfolgt auch die Produktabfüllung in die sterilen Becher 1' absolut, bzw. im Rahmen des überhaupt machbar Möglichen, keimfrei.

Hinter der Füllstation 5 ist, wie erwähn*, die Abdekkelstation 6 angeordnet, die gemäß F i g. 3 aus einer Sterilmittelspülkammer 19 besteht, aus der die mit dem gleichen Medium steril gemachte Deckfolie 2 durch den Deckfolieneinlaß 18 in den Steriltunnel 12 gelangt und in bekannter Weise auf das mit den gefüllten Bechern Γ

versehene Folienband 2 aufgesiegclt wird.

Zweckmäßig sind in der Kammer 19 zwei gegen die Deckfolie 2 bewegliche, schaleruirtigc Kammerteile 20, 21 angeordnet, von denen mindestens der produktseitig angeordnete Kammerteil 20 mit einer Zuleitung 22 für ^r> das sterilisierende Fluid versehen ist.

Die Temperierung der ggf. verwendeten Preßluft und Druck- und Temperatureinslellung des Dampfes werden so vorgenommen, daß sich eincSterilisaiionsteinperatur von mindestens 150⁰Cergibt.

Für den Fall, daß eine Vorstreckung per Vorstrcckstempel 14 nicht unbedingt erforderlich sein sollte, muß dieser Vorstreckstempel 14 mit seinem Ableitungsknnal 14' natürlich erhalten bleiben, um die Ableitungsfunklion aus dem Bodenbereich 1" des Bechers zu erhalten. \ϊ d. h„ der Vorstreckstempel wird in diesem Falle gewissermaßen zu einer Tauchsonde, die während oder unmittelbar nach Abschluß der Endausformung in den Becher Γ bis in den Bodenbereich eingefahren wird.

Der Vorstreck- bzw. Tauchstempel 14 muß natürlich im Durchgriffsbereich am Oberteil 9 entsprechend abgedichtet sein.

Wie vorerwähnt, wird eine Vorsterilisation der Folie unmittelbar vor dem Einlauf in die Tiefziehstation 4 bevorzugt. Gemäß F i g. 5 ist hierfür die Tiefziehstation in besonderer Weise ausgebildet. Das Oberteil 9 weist dafür zulaufseitig einen Vorwärmkopf 9' mit einer Beaufschlagungskammer 30 auf. Das Unterteil 30'. ebenfalls beheizt, hat entweder, wie dargestellt, eine flache Auflagefläche oder ebenfalls eine Beaufschlagungskam- jo mer 30. Da das Unierteil 8 der Tiefziehstation gekühlt ist, sind die beiden Unterteile 8, 30' getrennt voneinander gehalten. In der Länge ist die Beaufschlagungskammer so bemessen, daß die zwischen die Schließflächen 8' gelangenden Teile des Folienbandes 1 beim Vorsterilisieren erfaßt werden.

Hierzu 2 Biatt zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus Folienbändern, insbesondere von Bechern zur Aufnähme von keimanfälligen Produkten, wie joghurt. Quark, Sahne, Milch, Pudding od. dgL, zur Sterilisation und BefüIIung dieser Behälter, bestehend aus taktweise arbeitenden Folientransportelementen. Vorwärm-. Tiefzieh-. Befüll- und Abdeckstationen, ι ο wobei die Tiefziehstation aus einem auf- und abbeweglichen, mit Behältereintiefungen versehenen Unterteil gebildet und diesem ein stationäres, mit auf- und abbeweglichen Vorstreck- bzw. Tauchstempel versehenes Oberteil zugeordnet ist. dadurch ge- is kennzeichnet, daß an das beheizbare Oberteil (9) mindestens eine Zuführungsleitung (10) und eine Abführungsleilung für ein sterilisierendes Fluid angeschlossen sind, und daß der in den Bodenbereich (1") des abgeformten Bechers (1') bewegliche Vorstreck- bz&i Tauchstempe! (14) mit einem durchgehenden Ableitungskanal (14') versehen ist, der mit der Abführungsleitung (11) in Verbindung steht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberteil (9) der Tiefziehstation foüenzufuhrseitig ein mit sterilisierendem Fluid beschickbarer Vorwärmkopf (97 mit einer Beaufschlagungskammer (30) und beheizbarem Folienauflageelement (30') angeordnet ist, wobei das Folienauflageelement (30') in bezug auf das den auszuformenden Becher aufnehmende Unterteil (8) der Tiefzieh- · station wärmeisoliert angeordnet ist.