DE3900448A1

DE3900448A1 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren von gestapelten verpackungselementen, insbesondere becher, deckel od. dgl.

Info

Publication number: DE3900448A1
Application number: DE3900448A
Authority: DE
Inventors: Alfons Turtschan
Original assignee: Jagenberg AG
Current assignee: Jagenberg AG
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-07-12
Also published as: FR2641519B1; GB8929245D0; US4987721A; FR2641519A1; DE3900448C2; GB2226803A

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Sterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere Becher, Deckel od. dgl., in einer separaten Sterilisierkammer an einer Füll- und Verschließmaschine mittels eines Sterilisier mittels, wie H₂O₂-Dampf und heißer Sterilluft, wobei die sich zunächst im Stapel berührenden Verpackungselemente während des Einströmens des Sterilisiermittels auf gegenseitigen Abstand zueinander gebracht werden.

Eine solche Verfahrensweise geht aus der DE-OS 23 10 661 hervor. In der dort dargestellten bevorzugten Ausführung werden die gestapelten Behälter mittels eines horizontal umlaufend angetriebenen Bandförderers über einen Einlaß in die Sterilisierkammer hineingefördert. Ein Kettenförderer dient dazu, um die Behälter in horizontaler Richtung durch die Sterilisierkanmer und eine nachgeschaltete Trockenkammer und in die Füll- und Verschließmaschine zu fördern. Während des Hindurchführens durch die Sterilisier- und Trockenkammer werden die gestapelten Behälter bzw. Becher mittels an den Rändern der Behälter angreifenden Greifvorrichtungen in Richtung der Stapelachse auf gleichbleibenden Abstand auseinandergezogen. Die Greifvorrichtungen sitzen an dem Kettenförderer, der unterhalb des Becherstapels angeordnet ist. Die Greifvorrichtungen sind als quer zur Förderrichtung verlaufende Ausnehmungen ausgebildet, und zwar derart, daß jeweils der Rand eines Behälters ergriffen und somit längs der Fördervorrichtung transportiert werden kann. Durch den einseitigen Angriff der Greifvorrichtungen an den Rändern der Behälter kann es passieren, daß die auseinandergezogenen Behälter kippen, so daß sich jeweils benachbarte Behälter stellenweise berühren. Dadurch werden die Behälter nicht mehr gleichmäßig im erforderlichen Umfang sterilisiert.

In ganz allgemeiner Form ist im genannten Stand der Technik auch schon auf die Möglichkeit hingewiesen worden, die Behälter in senkrechter Richtung durch die Sterilisierkanmer laufenzulassen. Aber selbst in diesem Fall müßte, zumal die Behälter dann mit ihren Öffnungen nach unten weisen, wegen der nur an einer Seite an den Behälter angreifenden Greifvorrichtungen damit gerechnet werden, daß die auseinandergezogenen Behälter verkanten und sich damit gleichfalls gegenseitig berühren, so daß selbst in diesem Fall ein einwandfreies Sterilisierergebnis nicht erreicht werden könnte.

Ganz gleich, ob nun die Behälter in waagerechter oder in senkrechter Richtung durch die Sterilisierkammer hindurchgeführt werden, haften der bekannten Vorrichtung noch einige erhebliche Nachteile an. So besteht durch den am einen Ende in die Sterilisierkanmer hineinreichenden und mit seinem anderen Ende ständig außerhalb des Sterilbereichs liegenden Bandförderers eine mögliche Gefahr der Reinfektion. Außerdem wird der Kettenförderer innerhalb der Sterilisierkammer einer hohen H₂O₂-Belastung und innerhalb der Trockenkammer durch die Heißluft einer großen Temperaturbelastung ausgesetzt, so daß es zu Längenänderungen der Förderkette konmen kann. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Abnahme des jeweils aus der Trocken kanner austretenden Behälters führen, wenn dieser von einer Übergabevorrichtung übernonmen und mit Hilfe dieser an den Förderer der Füll- und Verschließmaschine abgegeben wird. Schließlich kann das sterile Schmiermittel des Kettenförderers durch das H₂O₂ zerstört werden.

Im hier behandelten Stand der Technik ist auch schon grundsätzlich vorgeschlagen worden, als Fördervorrichtung einen Schneckenförderer einzusetzen, der aus drei horizontal angeordneten, an den Behältern angreifenden Förderschnecken bestehen soll. Die synchron drehend angetriebenen Förder schnecken führen dabei die Behälter mit gleichbleibenden Abstand in horizontaler Richtung durch die Sterilisier- und Trocken kammer.

Gegenüber der Sterilisation des Packmittels außerhalb des sterilen Verpackungsprozesses in der Füll- und Verschließmaschine gehören auch solche Maschinen zun Stand der Technik, bei denen die Packmittel-Sterilisation integriert ist. Bei dieser H₂O₂-Packmittelsterilisation werden die mittels eines horizontal umlaufenden Förderbandes zugeführten Becher in einer räumlich begrenzten, innerhalb der Füll- und Verschließmaschine integrierten Sterilisier- und Trockenkammer an ihren Innenwänden mit H₂O₂-Dampf beaufschlagt. Der H₂O₂-Dampf schlägt sich als feiner Kondensatfilm an den Becherinnenwänden nieder, so daß eine feine, gleichmäßige Benetzung ohne Tropfbildung erreicht wird. Anschließend werden in mehreren nachfolgenden Stationen die Becher mit Heißluft getrocknet. Die beim Trocknungsvorgang entstehenden Restdämpfe werden von einem Ventilator abgesaugt. Die sterilisierten Becher verlassen die durch speziell konstruierte Formbleche abgeschlossene Sterilisationskammer und gelangen in den hochsterilen Raum unter die Dosierstation der Füll- und Verschließmaschine.

Die zu den Bechern gehörenden Deckel werden in einer zweiten Sterilisationskammer nach dem gleichen Prinzip sterilisiert.

Bei dieser integrierten Packmittel-Sterilisation treten die oben aufgeführten Probleme hinsichtlich der H₂O₂-Belastung im sterilen Abfüllraum sowie H₂O₂- und Temperatur-Belastung der Transportkette im besonders hohen Maße auf. Außerdem ergibt sich eine vergleichsweise große Gesamtlänge des Bechertransporteurs, da die Sterilisier- und Trockenkammer in horizontaler Richtung der Füllstation der Füll- und Verschließmaschine vorgeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere Becher, Deckel od. dgl. vorzuschlagen, bei dem durch eine variable Steuerungsführung der Verpackungselemente in der Sterilisierkammer eine noch bessere allseitige und gleichmäßigere Sterilisation der Oberflächen bzw. Wandungen der Verpackungselemente gewährleistet wird. Gleichzeitig soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mittels der dieses Verfahren auf engstem Raum und mit baulich einfachen Mitteln durchgeführt werden kann, so daß man in jeder Hinsicht zu einer guten Sterilisation kommt.

Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch gelöst, daß die Verpackungselemente periodisch ein- oder mehrmals beschleunigt auseinander- und jeweils anschließend wieder schnell aufeinanderzubewegt werden, ohne daß sich im letzteren Fall die Verpackungselemente gegenseitig berühren.

Mit den Mitteln nach der Erfindung kommt man zu einem Sterilisierverfahren, bei dem die Verpackungselemente in ganz bestimmter Weise gesteuert durch die Sterilisierkammer hindurchbewegt werden können. Durch das beschleunigte Auseinanderbewegen und das anschließende Zusammenführen der Verpackungselemente vollführt der Stapel innerhalb der Sterilisierkammer gewissermaßen eine Atembewegung aus. Diese Behandlungsweise kann man auch mit einer pumpartigen Bewegung vergleichen, wobei z. B. der eine Becher zweier benachbarter Becher einen Zylinder oder jeweils andere Becher einen Kolben bildet. Durch das schnelle Auseinanderziehen wird beim Eindüsen des H₂O₂-Dampfgemischs ein Unterdruck erzeugt, wodurch eine rasche und gleichmäßige Verteilung des Sterilisiermittels erreicht wird, und zwar zunächst jeweils auf der Außenseite des jeweiligen Bechers und nach entsprechender Vorwärtsbewegung des betreffenden Bechers auf dessen Innenseite. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird jeweils gleichzeitig die Außenseite eines nachfolgenden Bechers und die Innenseite des diesem vorgelagerten Bechers mit Sterilisiermittel beaufschlagt. Durch den aufgrund des Bewegungsablaufs des Packmittelstapels erzeugten Unterdrucks wird gegenüber der integrierten Packmittelsterilisation eine wesentlich kleinere Menge an H₂O₂ benötigt. Untersuchungen haben ergeben, daß eine Ersparnis bis zu 85% zu erreichen ist.

Auch beim Einführen der Heißluft zum Trocknen der Becher kann eine gesteuerte Bewegung der Becher vorteilhaft sein. Werden z. B. die Becher wieder rasch zusammengeführt, jedoch ohne daß sie sich berühren, so wird die Heißluft gezielt an den Innen und Außenwänden der Becher entlanggeführt. Dadurch wird der sich an den Wandungen der Becher niedergeschlagene H₂O₂-Dampf gezielt abgerakelt.

Versuche haben gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise optimale Sterilisierergebnisse erreicht werden. Die Sterilität ist ähnlich wie bei einem Packmittel, das durch ein Sterilisiermittelbad geführt worden ist.

Im Rahmen der Erfindung hat man es in der Hand, die pulsierende Bewegung mehrmals hintereinander auszuführen, so daß der Stapel gewissermaßen eine ziehharmonikaartige Bewegung vollführt. Dabei ist es auch möglich, bei entsprechend großer oder mehrfacher Ausbildung des Sterilisiermitteleinlasses das H₂O₂-Dampfgemisch mehrmals auf die Becherwandungen aufzubringen, so daß der gewünschte Effekt der gleichmäßigen guten Verteilung des Sterilisiermittels über die gesamte Oberfläche des Packmittels mit besonders hoher Effizienz erreicht wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung mit wenigstens einer an eine Füll und Verschließmaschine im wesentlichen vertikal angeordneten, separaten Sterilisierkammer mit jeweils einer oberen Einlaßöffnung und unteren Auslaßöffnung für die gestapelten Verpackungselemente sowie einem Einlaß für ein Sterilisiermitteldampfgemisch sowie Heißluft sowie ferner einer Fördervorrichtung in Form von im wesentlichen vertikal angeordneten Förderschnecken zum Hindurchführen der Verpackungselemente durch die Sterilisierkammer, bei der erfindungsgemäß die Förderschnecken über ihre Länge eine unterschiedliche Steigung aufweisen.

Die Steigung der Förderschnecken ist dabei derart gewählt, daß die gewünschte Atem- bzw. Pumpwirkung innerhalb des Packmittel-Stapels erreicht wird. Durch die senkrechte Anordnung der Förderschnecken ergibt sich gegenüber einer integrierten Packmittelsterilisation eine kürzere Gesamtlänge des Bechertransporteurs. Das Sterilisieren erfolgt also mit besonders einfachen Mitteln auf engstem Raum. Hinzu kommt, daß außer der Ersparnis beim H₂O₂ auch die elektrische Energie und der Luftbedarf in entsprechend hohem Maße reduziert werden können.

Aus der DE-OS 11 05 788 ist es bei vollautomatischen Verschließmaschinen zwar schon bekanntgeworden, eine Entnahmevorrichtung für im Stapel angeordnete Deckel vorzusehen, bei der die Entnahmevorrichtung von drei sich jeweils um eine vertikale Achse drehenden, in gleichen Abständen zueinander um den Deckelstapel angeordneten Schnecken besteht, von deren Gängen die Ränder der Deckel erfaßt und geführt werden. Die Schneckengänge weisen vom Einlauf der Schnecke bis zur Abgabestelle eine zunehmende Steigung auf. Hierdurch sollen vergleichsweise große Trennkräfte erreicht und langsam auf die Deckelränder übertragen werden. Durch die vergleichsweise geringe Steigung soll sichergestellt sein, daß sich die Deckel nicht schräglegen und daß zusätzliche Verspannungen oder Beschädigungen der Deckel vermieden werden. Ein Hinweis auf ein beschleunigtes Auseinanderziehen der Deckel und gleichzeitiges Einführen in eine Sterilisierkammer kann mithin diesem Stand der Technik nicht entnommen werden.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder mehrere Paare der Förderschnecken diametral gegenüberliegend angeordnet und über einen gemeinsamen Antrieb in Gestalt von Umlenkrädern und einem Riementrieb angetrieben. Hierdurch wird ein synchroner Umlauf der Förderschnecken gewährleistet.

Für die Erfindung ist weiterhin wichtig, daß der Einlaß für das H₂O₂-Dampfgemisch nahe dem oberen Ende der Sterilisierkammer angeordnet ist und daß der Einlaß für die sterile Heißluft in eine sich im wesentlichen über die Höhe der Sterilisierkammer erstreckende Verteilerkammer einmündet, von der mit Abstand zueinander in der Wandung der Sterilisierkammer angeordnete Durchtrittsbohrungen ausgehen. Dabei weisen die Durchtrittsbohrungen vorzugsweise einen schräg nach unten gerichteten Verlauf auf. Dadurch wird sichergestellt, daß die Heißluft zusätzlich gezielt auf die Innen- und Außenwandungen der Packmittel aufgebracht werden kann.

Sofern es sich bei dem Packmittel um Alu-Deckel od. dgl. handelt, ist zweckmäßigerweise eine der Sterilisierkammer vorgeschaltete Deckelübernahmevorrichtung und eine der Sterilisierkammer nachgeschaltete Deckelübergabevorrichtung vorgesehen.

Die Deckelübernahmevorrichtung kann zweckmäßigerweise mit einem Prägestempel versehen sein, mittels dem in den aus Aluminium bzw. Aluminiumfolie bestehenden Deckel Sicken eingeprägt werden können. Hierdurch wird die Eigenstabilität solcher Deckel ähnlich wie bei Kunststoffdeckeln erreicht, bei denen von vornherein Vertiefungen eingesprägt sind.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Steigungen der Förderschnecken von Rippen mit jeweils einem abgerundeten Randwulst gebildet. Hiermit lassen sich besonders Alu-Flachdeckel einwandfrei führen. Zugleich wird die Sterilisierwirkung kaum beeinträchtigt, da durch den Randwulst nur eine punktförmige Berührung vorliegt.

Besonders eignet sich das System nach der Erfindung für eine solche Ausführung, bei der die Sterilisierkammer in Duplex-Bauweise ausgebildet ist und wobei sich die Einlässe für das H₂O₂-Dampfgemisch und die sterile Heißluft zwischen den beiden Sterilisierkammern befinden. Hierdurch wird dem Wunsch nach Anordnung auf engstem Raum in optimaler Form Rechnung getragen.

Es ist auch ohne weiteres möglich, mehrere Sterilisierkamnern mit zugehörigen Fördervorrichtungen zur Behandlung von Verpackungselemente-Stapeln in mehreren parallelen Reihen vorzusehen und diese Verpackungselemente-Reihen entweder gleichzeitig zu sterilisieren oder aber die Sterilisierkammern in den parallelen Reihen versetzt zueinander anzuordnen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im einzelnen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Füll- und Verschließmaschine mit einer Sterilisiervorrichtung für Becher und einer entsprechend ausgebildeten Sterilisiervorrichtung für Deckel,

Fig. 2 die Sterilisiervorrichtung für die Becher in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine noch weitergehende Vergrößerung einer Einzelheit der Bechersterilisiervorrichtung entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 4,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine vergrößerte Darstellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Bechersterilisier vorrichtung entlang der Schnittlinie V-V der Fig. 6,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 eine Aufsicht auf den Antrieb der Förderschnecken,

Fig. 8 eine Sterilisiereinrichtung für Kunststoffdeckel,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Sterilisiereinrichtung für Kunststoffdeckel entlang der Schnittlinie IX-IX der Fig. 10,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab gemäß der Schnittlinie X-X der Fig. 8,

Fig. 11 eine Sterilisiereinrichtung für Alu-Flachdeckel entsprechend der Darstellung in Fig. 8,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab gemäß der Schnittlinie XII-XII der Fig. 11,

Fig. 13 eine vergrößerte Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie XIII-XIII der Fig. 12,

Fig. 14 eine Becher-Sterilisiervorrichtung in Duplex-Bauweise,

Fig. 15 eine teilweise Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab der Duplexbauweise für die Bechersterilisation,

Fig. 16 eine entsprechende Darstellung für eine Deckelsterilisier einrichtung,

Fig. 17 eine schematische Darstellung auf einen Teil der Sterilisier vorrichtung,

Fig. 18 eine entsprechende Darstellung mit doppelter Schrittweite und

Fig. 19 eine schematische Aufsicht mit versetzter Anordnung.

Eine in Fig. 1 dargestellte Füll- und Verschließmaschine 1 ermöglicht das Verpacken sterilisierter Füllprodukte in keimfreie Packmittel unter aseptischen Bedingungen. Als Füllprodukte konmen flüssige und pastöse Lebensmittel in Frage, wie z.B. Milch, Joghurt, Schlagsahne, Fertigsuppen usw. Als Packmittel werden vorgefertigte Becher aus Kunststoff, Aluminium oder Verbundmaterialien eingesetzt. Dabei ist wichtig, daß die Becher in Form und Stabilität den Sterilisationsanforderungen, insbesondere hinsichtlich der Temperatur, gerecht werden. Die Becher können mit Kunststoffdeckeln oder Alu-Flachdeckeln aus geprägter Folie, die einseitig mit Heißsiegellack beschichtet sind, sicher versiegelt werden. Kombinationsverschlüsse mit zusätzlichem Stülpdeckel sind ebenfalls möglich.

Innerhalb des unter Sterilluft-Überdruck stehenden Gehäuses 2 der Füll- und Verschließmaschine ist ein Bechertransporteur in Form von umlaufenden Transportketten 3 angeordnet. Die Füll- und Verschließmaschine besitzt ferner eine Becher-Abstapel- und -eingabestation 4 mit einer Becher-Sterilisiervorrichtung 5. Weiter sind mehrere Füllstationen 6, 7 und 8 vorgesehen. An die letzte Füllstation schließt sich eine Deckel-Auflegestation 10 mit einer Deckel-Sterilisiervorrichtung 9 an. Dahinter folgt eine Heißsiegelstation 11 sowie eine Becher-Aushebe- und -übergabestation 12.

Die Becher-Abstapel- und -eingabestation 4 mit der Becher-Sterilisiervorrichtung 5 ist in in Fig. 2 näher dargestellt. Die Becher-Abstapel- und -eingabestation 4 besitzt ein Stapelmagazin 13, in dem die zu sterilisierenden Becher 14 unmittelbar aneinanderliegend mit ihrer Öffnung nach oben eingebracht sind. In Fortsetzung des Stapelmagazins 13, das z.B. von mit Abstand zueinander angeordneten Stangen gebildet sein kann, ist ein Gehäuse 15 angeordnet, daß eine Außenwandung 16 sowie Zwischenwandungen 17 aufweist.

Von letzteren wird die eigentliche Sterilisierkammer 18 gebildet, durch die die Becher 14 in weiter unten näher beschriebenen Weise hindurchgeführt werden. Nach dem Durchlauf der Becher 14 werden diese mittels eines nicht dargestellten Greifers oder Saugelements ergriffen und in Zellenbleche 19 des Kettentransporteurs eingehängt. Der Kettenförderer 3 kann schrittweise in Richtung der Pfeile 21 bewegt werden. Die Sterilisierkammer 18 besitzt zum Eintritt und Austritt der Becher eine Einlaßöffnung 22 und eine Auslaßöffnung 23. Ferner weist die Sterilisierkammer 18 einen Einlaß 24 für ein Sterilisiermittel auf, z. B. H₂O₂-Dampfgemisch, das über eine Zweistoffdüse 25 und eine Heizkammer 30 eingegeben wird. Das in weiter unten näher beschriebenen Weise auf die Becher aufgebrachte H₂O₂-Dampfgemisch verteilt sich auf diesen als Kondensatfilm. Das nachfolgende Austrocknen der Becher erfolgt mit steriler Heißluft, die über den Einlaß 26 eingebracht wird. Der Einlaß 26 steht mit einer Verteilerkammer 27 in Verbindung, in der sich ein Prallblech 28 befindet. Hierdurch wird eine gute Verteilung der Heißluft ermöglicht. Aus der Verteilerkammer tritt die sterile Heißluft über nach unten gerichtete Durchtrittsbohrungen 29 in die Sterilisierkammer 18 ein. Durch die Heißluft wird das H₂O₂ in atomaren Sauerstoff und Wasser gespalten. Die Restperoxidmenge in Dampfform wird gezielt aus der Sterilisationskammer 18 abgesaugt, und zwar über das Absaugrohr 31 und über die sich daran anschließende Leitung 32 und z. B. in einem Katalysator unschädlich gemacht.

Obwohl in Fig. 2 nur eine Sterilisierkammer dargestellt ist, können auch mehrere solcher Kanmern hintereinander angeordnet sein, so wie das beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist.

Aus den Fig. 1 bis 4 geht insgesamt hervor, daß jeder Sterilisationskammer 18 wenigstens ein Paar diametral gegenüberliegend angeordneter Förderschnecken 33 zugeordnet ist. Diese Förderschnecken haben über ihre Länge gesehen einen ganz bestimmten Verlauf ihrer Steigungen, und zwar dergestalt, daß die mit ihren Rändern in die Steigungsnuten der Förderschnecken eingreifenden Becher beim Einlauf in die Sterilisierkammer 18 schnell auseinandergezogen werden, so daß zwischen der Außenwandung des einen Bechers und der Innenwandung des anderen Bechers ein Unterdruck erzeugt wird. Hierdurch wird eine gute und gleichmäßige Verteilung des H₂O₂-Dampfgemisches erreicht. Anschließend werden die Becher wieder auf einen kleineren Abstand zusammengebracht und dabei zugleich über die Durchtrittsbohrungen 29 heiße Sterilluft in die Sterilisierkammer 18 eingebracht. Dadurch wird ein gutes Abrakeln des Kondensatfilms an den Innen- und Außenwandungen der Becher gewährleistet.

Die synchron drehend angetriebenen Förderschnecken 33 werden über Antriebsritzel 34 und einen später erläuterten Riemenantrieb angetrieben. Die Lagerung der Schnecken sowie der Strömungsverlauf des H₂O₂-Dampfgemisches und der Sterilluft sind aus Fig. 3 ersichtlich.

Bei einer abgewandelten Ausführungsforn gemäß den Fig. 5 bis 7 sind anstelle von kegelförmig ausgebildeten Bechern rechteckförmige Becher mit abgerundeten Ecken zum Sterilisieren vorgesehen. Aus Fig. 5 geht hervor, daß die Behälter kurz nach ihrem Eintritt in die Sterilisierkammer 18 auf einen größeren Abstand zueinanderbewegt werden. In dieser Stellung wird dann das H₂O₂-Dampfgemisch eingegeben. Danach werden die Behälter wieder zusammengefahren, um danach nochmals auseinandergefahren zu werden, so daß an der Stelle 35 ein zweites Mal das H₂O₂-Dampfgemisch eingegeben werden kann. Danach können die Behälter wieder auf einen geringeren Abstand gebracht werden. Schließlich kann über die Durchlaßbohrungen 29 die sterile Heißluft eingegeben werden. Der Einfachheit halber ist in Fig. 5 nur ein Teil der auf der linken Seite vorhandenen Förderschnecke 33 mit dem Antriebsritzel 34 dargestellt.

Dieses Antriebsritzel wird über ein Antriebsmittel, z. B. einen Riementrieb 36 von einem mit einem Antriebsmotor 37 verbundenen antreibenden Rad 38 angetrieben. Im einzelnen ist der Antrieb für die Förderschnecken in Fig. 7 gezeigt.

In Fig. 6 ist mit strichpunktierten Linien ein rechteckförmiger Behälter mit abgerundeten Ecken dargestellt. Der mit dünner Linie eingezeichnete Kreis zeigt jedoch auch, daß bei entsprechender Ausbildung des Gehäuses im Querschnitt runde Becher sterilisiert werden können. Aus praktischen Überlegungen heraus ist das Gehäuse 15 in zwei separate Teile unterteilt, die über Schrauben 39 lösbar miteinander verbunden sind.

In den Fig. 8 bis 13 ist die Deckel-Auflegestation 10 mit der Deckel-Sterilisiereinrichtung 9 erläutert, und zwar in den Fig. 8 bis 10 eine Sterilisiereinrichtung für Kunststoffdeckel, während in den Fig. 11 bis 13 eine Sterilisiereinrichtung für Alu-Flachdeckel gezeigt ist.

Die Deckel-Sterilisiereinrichtung 9 ist im Prinzip wie die Becher-Sterilisiereinrichtung ausgebildet, lediglich mit dem Unterschied, daß die Förderschnecken 33 mit ihren Steigungen entsprechend gestaltet sind. Für die Kunststoffdeckel 41 ist gleichfalls ein Stapelmagazin 42 vorgesehen, in welchem die profilierten Kunststoffdeckel 41 unmittelbar aufeinanderliegen. Beim Eintritt in die Sterilisierkanmer 18 werden die Kunststoffdeckel in der gewünschten Weise schnell auseinandergezogen, damit das H₂O₂-Dampfgemisch über den Einlaß 24 allseitig die Oberfläche der Kunststoffdeckel umströmen kann. Der Einlaß der Sterilluft erfolgt wiederum über Durchtrittsbohrungen 29. Am unteren Ende der Sterilisierkammer 18 ist eine Deckel-Übergabestation 43 schematisch angedeutet, mit deren Hilfe der jeweils unterste Deckel aus der Sterilisierkammer 18 entnommen und nach einer Wende um 180° von oben her auf einen Becher 14 aufgesetzt werden kann.

In Fig. 9 ist eine der Förderschnecken 33 mit ihrem Antrieb dargestellt. Die auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Förderschnecke ist der Einfachheit halber fortgelassen.

In der zugehörigen Aufsicht gemäß Fig. 10 ist ersichtlich, daß jeweils vier Förderschnecken einer Sterilisierkammer zugeordnet sind und daß jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Förderschnecken von einem gemeinsamen Antriebsrad 44 angetrieben werden. Während also in Fig. 4 die Förderschnecken gegenüberliegend jeweils zwischen zwei Sterilisierkammern 18 angeordnet sind, sind in Fig. 10 jeweils zwei Förderschnecken vorgesehen, so daß sich daraus auch ein etwas anderer Aufbau der Sterilisierkammern zueinander ergibt, nämlich dergestalt, daß sie über einen Steg 45 miteinander verbunden sind.

Die in den Fig. 11 bis 13 dargestellte abgewandelte Ausführungsform der Sterilisiereinrichtung 9 eignet sich für Alu-Flachdeckel. In diesem Fall ist zwischen dem Stapelmagazin 42 und der Sterilisierkammer eine Übergabeeinrichtung 46 vorgesehen, mit deren Hilfe die Flachdeckel aus dem Stapelmagazin 42 entnonmen und über den Einlaß 22 in die Sterilisierkammer 18 eingegeben werden können. Die Übergabevorrichtung 46 besteht aus einem um eine horizontale Welle 47 umlaufenden Trägerkreuz 48 mit Aufnahmeplatten 49. An der einen Seite ist ein in Richtung des Pfeils 51 beweglicher Prägestempel 52 vorgesehen, mit dessen Hilfe Sicken 53 in die Alu-Flachdeckel 54 eingeprägt werden können. Durch diesen Prägevorgang wird die Eigenstabilität der an sich sehr dünnen Alu-Flachdeckel bzw. Folienblätter erheblich vergrößert.

Wie weiterhin aus der Fig. 11 und insbesondere aus der Fig. 13 ersichtlich ist, sind die Steigungen der Förderschnecken 33 von Rippen 55 mit an deren Außenseite angeordneten abgerundeten Randwulsten 56 gebildet. Hierdurch wird eine Punktauflage der Alu-Flachdeckel ermöglicht und somit das Sterilisierergebnis kaum beeinträchtigt.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, sind die Alu-Flachdeckel mit einer einseitig vorstehenden Zunge 57 versehen. Durch diese besondere Gestaltung müssen die Zwischenwände der Sterilisierkammern speziell ausgebildet sein. Ebenso sind die Förderschnecken entsprechend diametral gegenüberliegend angeordnet.

In den einzelnen Darstellungen sind, bis auf Fig. 5, die Steigungen symmetrisch dargestellt. Dies ist aus Gründen der Einfachheit halber geschehen. Aus dem gleichen Grunde sind in den Darstellungen gemäß den Fig. 4, 10 sowie 12 die äußeren Begrenzungswände des Gehäuses der Sterilisiereinrichtung nicht dargestellt.

Fig. 14 zeigt eine Becher-Sterilisiervorrichtung in Duplex-Bauweise. Das bedeutet, daß zwei Sterilisierkammern 18 in Förderrichtung des Becher-Förderers gesehen hintereinander angeordnet sind. Dabei sind der Einlaß für das H₂O₂-Dampfgemisch und die Heißluft mittig zwischen den beiden Sterilisier kammern 18 angeordnet, während die Auslaßleitungen 31 jeweils auf der Außenseite liegen. Die Einzelheiten der Duplex- Bauanordnung ergeben sich im einzelnen aus Fig. 15. Ansonsten ist der Aufbau gleich wie bei der Einzelsterilisierkammer. Während in Fig. 15 die Doppelsterilisierkammer für die Becher dargestellt ist, zeigt Fig. 16 die entsprechende doppelte Sterilisiereinrichtung für Deckel, insbesondere Alu-Flachdeckel.

In Fig. 17 ist eine schematische Darstellung gezeigt, aus der sich ergibt, daß vier Bahnen nebeneinander angeordnet sein können und daß diese jeweils gleichzeitig sterilisiert werden können, während demgegenüber in Fig. 18 jeweils zwei Reihen gleichzeitig behandelt werden können.

In Fig. 19 ist eine Anordnung gezeigt, bei der in den einzelnen Bahnreihen die Sterilisierkammern mit den Förderschnecken 33 versetzt zueinander angeordnet sind, so daß demzufolge auch die Zuführleitungen 24 für das H₂O₂-Dampfgemisch unterschiedlich lang ausgebildet sein müssen.

Die Packmittel-Sterilisation gemäß der Erfindung erfolgt in der folgenden Weise:

Die Becher oder Alu-Deckel werden mittels der Schnecken 33 innerhalb der Sterilisierkammmer 18 schnell auf einen vorwählbaren Abstand gebracht, so daß in der Sterilisierkammer ein Unterdruck entsteht, wodurch das H₂O₂-Dampfgemisch quasi zusätzlich angesaugt wird und sich dabei über die Wandungen der Packmittel gleichmäßig verteilt. Das bedeutet, daß die Becher und/oder Deckel mit H₂O₂-Dampf allseitig, also innen und außen, benetzt werden, so daß ein Kondensatfilm auf der Packmittel-Oberfläche entsteht. Nach ca. drei Maschinentakten werden die Becher und/oder Deckel mit heißer Sterilluft, die über die Durchtrittsbohrungen 29 in die Sterilisierkammer eingeführt wird, bis zu 12 Sek. lang abgetrocknet. Die bei diesem Prozeß entstehende H₂O₂-haltige Luft wird über das Absaugrohr 31 abgesaugt.

Am unteren Ende der Förderschnecken 2 werden die Becher und/oder Alu-Deckel mittels Greifer bzw. Saugteller 40 der Übergabe vorrichtung 43 ergriffen und die Becher in den Ketten transporteur 2 der Füll- und Verschließmaschine bzw. die Alu- Deckel auf die gefüllten Becher aufgelegt.

Durch entsprechende Ausgestaltung der Förderschnecken 33, d. h. durch einen bewußt gewählten Verlauf der Steigungen kann ein schnelles Auseinanderziehen und Zusammenführen der Becher und Deckel erreicht werden, so daß gewissermaßen eine Atmungs- bzw. Pumpwirkung entsteht, die den gewünschten Effekt bezüglich einer gleichmäßigen guten Verteilung des Sterilisiermittels bewirkt.

Im Prinzip arbeitet die Einrichtung für die Kunststoffdeckel in der gleichen Weise. Die Kunststoffdeckel werden gleichfalls mittels der Schnecken 33 auf einen bestimmten Abstand gebracht, z. B. 15 mm. In einer begrenzten Stelle werden die Kunststoffdeckel mit H₂O₂-Dampf benetzt, so daß ein Kondensatfilm auf der Innen- und Außenseite des Kunststoffdeckels entsteht. Nach ca. zwei Maschinentakten werden die Kunststoffdeckel mit heißer Luft bei ca. 75°C 16 Sekunden lang abgetrocknet. Die bei diesem Prozeß entstehende H₂O₂-haltige Luft wird über das Absaugrohr 31 abgesaugt. Am unteren Ende der Förderschnecken werden die Kunststoffdeckel mittels der Saugelemente 40 ergriffen und auf die gefüllten Becher aufgelegt. Mit dieser Einrichtung werden mithin auch die Kunststoffdeckel allseitig gut mit H₂O₂ sterilisiert.

Claims

1. Verfahren zum Sterilisieren von gestapelten Verpackungs elementen, insbesondere Becher, Deckel od. dgl., in einer separaten Sterilisierkammer an einer Füll- und Verschließmaschine mittels eines Sterilisiermittels, wie H₂O₂-Dampf und heißer Sterilluft, wobei die sich zunächst im Stapel berührenden Verpackungselemente während des Einstromens des Sterilisiermittels auf gegenseitigen Abstand zueinander gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungselemente periodisch ein- oder mehrmals beschleunigt auseinander- und anschließend wieder schnell aufeinanderzubewegt werden, ohne daß sich dabei die Verpackungs elemente gegenseitig berühren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufeinanderzubewegen der Verpackungselemente während des Einströmens der Heißluft erfolgt.

3. Vorrichtung zum Sterilisieren von gestapelten Verpackungs elementen, insbesondere Becher, Deckel od. dgl., zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus wenigstens einer an einer Füll- und Verschließmaschine im wesentlichen vertikal angeordneten, separaten Sterilisierkammer mit jeweils einer oberen Einlaßöffnung und unteren Auslaßöffnung für die gestapelten Verpackungselemente sowie einem Einlaß für ein Sterilisiermittel-Dampf-Gemisch sowie Heißluft, sowie ferner einer Fördervorrichtung in Form von im wesentlichen vertikal angeordneten Förderschnecken zum Hindurchführen der Verpackungselemente durch die Sterilisierkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken (33) über ihre Länge eine unterschiedliche Steigung aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß ein oder mehrere Paare der Förderschnecken (33) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken (33) über einen gemeinsamen Antrieb in Gestalt von Umlenkrädern (34) und einem Riementrieb (36) angetrieben sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (24) für das H₂O₂-Dampf-Gemisch nahe dem oberen Ende der Sterilisierkammer (18) angeordnet ist und daß der Einlaß (26) für die sterile Heißluft in eine sich im wesentlichen über die Höhe der Sterilisierkammer erstreckende Verteilerkammer (27) einmündet, von der mit Abstand zueinander in der Wandung der Sterilisierkammer angeordnete Durchtrittsbohrungen (29) ausgehen.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsbohrungen (29) einen schräg nach unten gerichteten Verlauf aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine der Sterilisierkammer (18) vorgeschaltete Deckel-Übernahme vorrichtung (46) und eine der Sterilisierkammer nachgeschaltete Deckel-Übergabevorrichtung (43).

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel- Übernahmevorrichtung (46) mit einem Prägestempel (52) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägestempel (52) auf einem Arm eines Drehkreuzes (48) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungen der Förderschnecken von Rippen (55) mit jeweils einem abgerundeten Randwulst (56) gebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierkammer (18) in Duplex-Bauweise ausgebildet ist und daß die Einlässe (24, 26) für das H₂O₂-Dampf-Gemisch und die sterile Heißluft sich zwischen den beiden Sterilisier kammern (18) befinden.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sterilisierkammern mit zugehörigen Fördervorrichtungen zur Behandlung von Verpackungselemente-Stapeln in mehreren parallelen Reihen vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallele Verpackungselementereihen gleichzeitig sterilisiert werden.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierkammern (18) in den parallelen Reihen versetzt zueinander angeordnet sind.