DE3640622C2

DE3640622C2 -

Info

Publication number: DE3640622C2
Application number: DE3640622A
Authority: DE
Inventors: Bernhard 5100 Aachen De Heymann; Peter 5172 Linnich De Friedrich
Original assignee: Pkl Verpackungssysteme 4000 Duesseldorf De GmbH
Current assignee: Pkl Verpackungssysteme 4000 Duesseldorf De GmbH
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1992-10-08
Also published as: JPS63152526A; IT8722101A0; IT1222797B; GB2199245A; FR2607469A1; GB8727814D0; DE3640622A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sterili sieren von Verpackungsmaterial, insbesondere Verpackungs behältern, mittels eines Sterilisationsmittels, vorzugs weise einer Wasserstoffperoxid-Lösung, bei dem das Ver packungsmaterial nach dem Beaufschlagen mit dem Sterili sationsmittel einer feucht-heißen Atmosphäre ausgesetzt und das Sterilisationsmittel abschließend durch Trocknung entfernt wird.

Für das aseptische Verpacken von Lebensmitteln und Phar mazeutika od. dgl. ist es erforderlich, das Verpackungs material vor dem Befüllen mit dem sterilen Verpackungsgut zu sterilisieren; dies geschieht mittels physikalischer oder chemischer Verfahren. Beim chemischen Sterilisieren hat sich das Aufsprühen einer bakteriziden 35%igen Was serstoffperoxid-Lösung auf die zu entkeimenden Oberflä chen bewährt. Das aufgesprühte oder aus einer wasser stoffperoxidhaltigen Atmosphäre kondensierte Wasserstoff peroxid tötet auf der Oberfläche des Verpackungsmaterials befindliche Mikroorganismen innerhalb weniger Sekunden ab und wird schließlich mittels Heißluft entfernt.

Die sterilisierende Wirkung des Wasserstoffperoxids be ruht auf einer unspezifischen Oxidation der organischen Stoffe.

Das Sterilisieren einer Packung kann beispielsweise fol gendermaßen ablaufen

-Aussprühen der Packung mit Wasserstoffperoxid-Lö sung bzw. Kondensation von H₂O₂ Dampf
- Einwirkzeit: 1 s
- Trocknungszeit zum restlosen Entfernen des Wasser stoffperoxids: 7 s,

oder es kann, wie in der deutschen Offenlegungsschrift 27 03 524 beschrieben, derart ablaufen, daß die wäßrige H₂O₂ Lösung mittels Heißdampf oder Heißgas zerstäubt wird, um einen warmen Nebel zu erzeugen, so daß die Sterilisation auf einer Reaktion aus der Gasphase beruht. Allerdings ist diese Art der Sterilisation unbefriedigend, da das Sterilisationsmittel in der Gasphase nicht so wirksam wie in der Flüssigphase ist. Ein Verdampfen des Desinfekti onsmittels muß daher vermieden werden. Umgekehrt führt eine Kondensation aus der feucht-heißen Atmosphäre zu ei nem Verdünnen des Sterilisationsmittels, wodurch eben falls die Wirkung herabgesetzt wird.

Das eingangs genannte Verfahren ist aus der schweizerischen Pa tentschrift 6 55 071 bekannt und darauf gerichtet, das Sterilisationsmittel H₂O₂ durch ungiftige Säuren zu er setzen. Da diese jedoch wesentlich weniger wirksam als H₂O₂ sind, muß die Reaktionstemperatur durch verschiedene Maßnahmen erhöht werden, nämlich durch Vorheizen der Packungen, durch Vorheizen der Säure, durch Zerstäuben der Säure mit Dampf und durch Beaufschlagen der Packung nach dem Aufbringen der Säure.

Der Zustand des eingesetzten Dampfes ist nicht angegeben. Er wird teilweise als Sattdampf, teilweise als heißer Dampf oder Heißdampf bezeichnet. Zur Dampfmenge, d. h. dem Durchfluß wird nur gesagt, daß die Luft in der Packung weitgehend vollständig verdrängt werden soll. Zur Konzentration des Sterilisationsmittels ist angegeben, daß sie möglichst hoch sein soll, jedoch wird anderer seits nicht angegeben, wie man vermeiden kann, daß das Sterilisationsmittel durch Kondensieren von Dampf ver dünnt und die Wirksamkeit durch den kondensierten Dampf abgeschwächt wird.

Die Sterilisationswirkung der bekannten Verfahren ist da her unzureichend, jedoch haben Versuche gezeigt, daß we der durch eine Erhöhung der Wasserstoffperoxid-Menge noch durch eine Verlängerung der Einwirkzeit eine wesentliche Verbesserung des Effektes möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zu schaffen, daß den Sterilisationseffekt auf ein Mehrfaches der konventionellen Verfahren steigert.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß einer der wichtigsten Parameter für die chemische Sterilisation von Verpackungsmaterialien die Reaktionstemperatur ist. Da sich das Wasserstoffperoxid in Form kleiner Tröpfchen oder als dünner Film niederschlägt, wird seine Temperatur durch den Zustand der umgebenden Atmosphäre bestimmt. Es stellt sich daher sehr rasch ein Gleichgewicht zwischen Wärmezufuhr durch den Wärmeaustausch mit der Gasphase und Wärmeentzug durch den Stoffaustausch mit der Gasphase (Verdunstung) ein. Die Gleichgewichtstemperatur, die so genannte Kühlgrenztemperatur, beträgt bei Raumluft von 25°C und einer absoluten Feuchte von 0,1 kg H₂O/kg trockene Luft 18°C.

Da im beschriebenen Beispiel die Packung zwischen der Wasserstoffperoxid-Beaufschlagung und der Trocknung mit steriler Raumluft in Kontakt steht, beträgt die Reakti onstemperatur während der Einwirkzeit 18°C.

Ausgehend von der vorgenannten Aufgabenstellung wird vor geschlagen, erfindungsgemäß die Temperatur und die Feuch tigkeit der feucht-heißen Atmosphäre so zu regeln, daß weder eine vorzeitige Entfernung des Sterilisationsmit tels durch Trocknung noch eine Verdünnung des Sterilisa tionsmittels durch kondensierenden Wasserdampf stattfin det.

Je nach Temperatur und Feuchtigkeit läßt sich dadurch die Reaktionstemperatur auf über 95°C erhöhen, ohne daß das Sterilisationsmittel verdampft. Vielmehr bleibt es als Flüssigkeitsfilm auf dem Verpackungsmaterial erhalten und entfaltet dadurch bei dieser hohen Temperatur seine höchste Wirkung.

Bevorzugterweise kann das Verpackungsmaterial durch Nie derschlag eines mit einer entsprechenden Vorrichtung er zeugten Aerosols oder durch Kondensation einer zuvor ver dampften Lösung mit dem Sterilisationsmittel beaufschlagt werden.

Die das mit dem Sterilisationsmittel benetzte Verpackungsmaterial beaufschlagende feucht-heiße Atmosphäre kann mit überhitztem Dampf oder mit hochfeuchter Heißluft erzeugt werden und unter Normaldruck stehen.

Dabei wird die Durchflußmenge des Dampfs bzw. der hochfeuchten Heißluft so eingestellt oder geregelt, daß weder eine vorzei tige Entfernung des Sterilisationsmittels durch Trocknung noch eine Verdünnung des Sterilisationsmittels durch Kon densieren im Wasserdampf stattfindet.

Die Temperatur und der Durchfluß des Dampfes bzw. der hochfeuchten Heißluft können auch zonenweise auf unter schiedliche Werte geregelt werden.

Außer den Wasserstoffperoxidtröpfchen erwärmt sich dabei auch das Verpackungsmaterial, was eine Beschleunigung der anschließenden Trocknung zur Folge hat. Dadurch läßt sich bei gleicher Maschinengröße und gleicher Maschinenlei stung die Trocknungszeit verkürzen und die Einwirkzeit verlängern.

Wendet man das erfindungsgemäße Verfahren auf den oben beschriebenen Sterilisationsprozeß an, kann dieser fol gendermaßen ablaufen:

- Aussprühen der Packung mit Wasserstoffperoxid-Lö sung bzw. Kondensation von H₂O₂-Dampf
- Beaufschlagen mit Dampf: 3 s
- Trocknen zum restlosen Entfernen des Wasserstoff peroxids: 5 s.

Versuche haben bestätigt, daß der Sterilisationseffekt auf diese Weise gegenüber dem konventionellen Verfahren erheblich gesteigert wird.

Claims

1. Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial, insbesondere Verpackungsbehältern, mittels eines Sterilisationsmittels, vorzugsweise einer H₂O₂-Lö sung, bei dem das Verpackungsmaterial nach dem Beauf schlagen mit dem Sterilisationsmittel einer feucht- heißen Atmosphäre ausgesetzt und das Sterilisations mittel abschließend durch Trocknung entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und die Feuchtigkeit der feucht-heißen Atmosphäre so geregelt sind, daß weder eine vorzeitige Entfernung des Steri lisationsmittels durch Trocknung noch eine Verdünnung des Sterilisationsmittels durch kondensierenden Was serdampf stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpackungsmaterial durch Niederschlag eines mit einer entsprechenden Vorrichtung erzeugten Aero sols oder durch Kondensation einer zuvor verdampften Lösung mit dem Sterilisationsmittel beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Sterilisationsmittel be netzte Verpackungsmaterial mit überhitztem Dampf oder mit hochfeuchter Heißluft beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpackungsma terial nach dem Aufbringen des Sterilisationsmittels unter Normaldruck einer strömenden feucht-heißen At mosphäre ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Dampfes bzw. der hochfeuchten Heißluft einge stellt oder geregelt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Temperatur und Durchfluß des Dampfes bzw. der hochfeuchten Heißluft zonenweise auf unterschiedliche Werte geregelt wer den.