DE4007714A1 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren einer verpackungsmaterialbahn - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren einer verpackungsmaterialbahnInfo
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- B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
- B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
- B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
- B65B55/103—Sterilising flat or tubular webs
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren einer Ver
packungsmaterialbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem
beispielsweise durch die EP-A-1 42 758 bekannt gewordenen Verfahren
dieser Art wird die Vorreinigung der Verpackungsmaterialbahn in
einem Wasserbad mit Ultraschallwellen durchgeführt. Bei dieser
Reinigung wird vorab ein Teil der Keime von der Oberfläche des Ver
packungsmaterials gelöst und entfernt, so daß bei der nachfolgenden
UV-(Ultraviolett-)Bestrahlung eine verminderte Keimbelastung vor
liegt. Dieses bekannte Verfahren erbringt eine im Durchschnitt recht
gute Entkeimungsrate. Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß immer
wieder eine nicht ausreichende Sterilität der Verpackungsmaterial
bahn vorliegt.
Es ist daher ein chemiefreies Sterilisierverfahren
für eine Verpackungsmaterialbahn wünschenswert, das eine gleich
mäßige Entkeimung mit einem hohen Sterilisationseffekt gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des
Anspruchs 1 hat das überraschende Ergebnis gebracht, daß die Kom
binationswirkung einer Naßreinigung mit Bürsten und eine an
schließende UV-Bestrahlung der Verpackungsmaterialbahn wesentlich
besser ist als eine Vorreinigung mit Ultraschall. Untersuchungen
haben nämlich gezeigt, daß eine Naßreinigung mit Bürsten einen
schlechteren Reinigungseffekt bringt als eine Ultraschallbad
reinigung. Der überlegene Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
läßt sich nachträglich nur so erklären, daß bei der Ultraschall
reinigung lose an der Packstoffoberfläche haftende Teilchen und auch
Mikroorganismen bei Ultraschalleinwirkung durch Kavitation gelöst
werden, daß es aber bei stark haftenden Anhäufungen von Staub und
Mikroorganismen nicht zu einer Ablösung kommt und daß Mikroorganis
men in solchen Anhäufungen wegen der Schattenbildung vom UV-Licht
nur unvollkommen erreicht werden. Dagegen werden bei der Bürsten
reinigung Anhäufungen von Mikroorganismen allein oder auch in Ver
bindung mit Staubteilchen durch Zertrümmern aufgelöst und im um
gebenden Wasser und auch auf einer größeren Fläche auf dem Ver
packungsmaterial verteilt. Solche feinverteilten Mikroorganismen
werden aber vom UV-Licht gut erreicht. Aus diesem Grund wird durch
die Kombination einer Naßreinigung mit Bürsten und einer UV-Be
strahlung ein besseres Ergebnis erzielt als mit einer Vorreinigung
mit Ultraschall.
Weiter hat es sich gezeigt, daß Mikroorganismen nach einer Bürsten
reinigung teilweise recht locker auf der Oberfläche haften, da sie
durch die Reinigung zunächst abgelöst und dann anderswo angeschwemmt
werden. Diese Mikroorganismen lassen sich durch einen scharfen
Sterilwasserstrahl und auch durch einen scharfen Sterilluftstrahl
entfernen, was das Sterilisierergebnis weiter verbessert.
Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
hat wenigstens eine der UV-Strahlungsquelle vorgeschaltete, die
Oberfläche der Verpackungsmaterialbahn bestreichende, walzenförmige
Bürste. Ein sehr gutes Reinigungsergebnis wird erzielt, wenn die
Enden der Borsten der Bürste die Oberfläche der Verpackungsmaterial
bahn mit geringer Spannung bestreichen. Eine solche Vorrichtung hat
einen einfachen und kostengünstigen Aufbau und behandelt das Ver
packungsmaterial schonend.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens werden im folgenden näher
beschrieben und anhand einer Zeichnung erläutert, die die Vor
richtung vereinfacht im Querschnitt zeigt.
Eine Verpackungsmaterialbahn 1 wird von einer Vorratsrolle 2 kon
tinuierlich abgezogen und über eine Umlenkrolle 11 von oben in einen
Behälter 12 geleitet. Dort wird sie im Zickzack über drei untere und
zwei obere Umlenkwalzen 13 bis 17 und dann wieder aus dem Behälter
12 heraus über eine bestimmte Strecke nach oben und dann über eine
Umlenkrolle 18 zu einer nicht dargestellten Verpackungsmaschine ge
führt. Der Behälter 12 enthält ein Sterilwasserbad 3, dessen Niveau
über den oberen Umlenkwalzen 16, 17 liegt. Über den oberen Umlenk
walzen 16, 17 ist je eine walzenförmige Bürste 21, 22 gleichachsig
drehbar angeordnet, deren Borsten 23 radial abstehen. Die Drehachsen
der Bürsten 21, 22 haben von der oberen Mantellinie der Walzen 16,
17 einen Abstand, der um ca. 1 mm kleiner ist als der Radius der
Borsten 23 der Bürsten 21, 22, so daß die Enden der Borsten 23 die
über die Umlenkwalzen 16, 17 geführte Bahn 1 mit geringer Spannung
bestreichen. Die Bürsten 21, 22 werden rotierend angetrieben und
zwar in einer Richtung, die der Förderrichtung der Bahn 1 entgegen
läuft. Die beiden Bürsten 21, 22 sind unter Hauben 25, 26 angeordnet
und tauchen in das Sterilwasserbad 3 mit ihrem unteren Teil ein, so
daß sie mit den nach unten abstehenden Borsten 23 die über die
Walzen 16, 17 geführte Bahn 1 mit geringer Spannung berühren. Beim
Durchziehen der Bahn 1 durch das Sterilwasserbad 3 und beim Rotieren
der Bürsten 21, 22 bestreichen deren Borsten 23 die zugekehrte Seite
der Verpackungsmaterialbahn 1. Dabei unterziehen die Bürsten 21, 22
die Verpackungsmaterialbahn 1 in Anwesenheit von Wasser einer inten
siven mechanischen Reinigung, wobei ein Teil der auf der be
strichenen Oberfläche der Bahn 1 haftenden Teilchen, wie Staub,
Mikroorganismen oder dergleichen gelöst werden.
Nach dieser mechanischen Naßreinigung und nach Verlassen des Steril
wasserbades 3 wird die Verpackungsmaterialbahn 1 zwischen zwei Düsen
31, 32 hindurchgeführt, die in einem breiten, scharfen Strahl die
beiden Seiten der Bahn 1 mit Sterilwasser spülen, wobei lose Fremd
teilchen fortgespült werden. Danach läuft die Bahn 1 noch einmal
zwischen zwei Düsen 33, 34 hindurch, die in einem scharfen Strahl
sterile Druckluft beidseitig auf die Bahn 1 blasen, so daß ver
bliebene Wasserreste abgeschält und weggetrocknet werden. Schließ
lich wird die Bahn 1 mit ihrer zuvor von den Bürsten 21, 22 be
strichenen Seite an einem UV-Strahler 35 vorbeigeführt, wo sie mit
UV-Licht bestrahlt wird. Der UV-Strahler ist vorzugsweise vom C-Typ
mit einer Leistung von 110 mW cm2. Die Bestrahlungszeit beträgt
vorzugsweise 5 Sekunden. Anschließend wird die so behandelte Bahn 1
zum Formen von Verpackungsbehältern einer nicht dargestellten Ver
packungsmaschine zugeführt.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wird lediglich eine Seite der Ver
packungsmaterialbahn 1 behandelt und zwar die die Innenseite der
Packungen bildende Seite. Es ist auch möglich, die andere Seite der
Verpackungsmaterialbahn durch eine entsprechende Anordnung von
Bürsten und einem UV-Strahler sterilisieren. Ferner ist es unter
Umständen vorteilhaft, dem Sterilwasserbad Detergentien oder Ent
spannungsmittel zuzusetzen.
In Versuchen wurde eine 0,6 mm dicke und 219 mm breite Verpackungs
materialbahn aus Polystyrol mit Bazillus subtilis-Sporen infiziert.
Die folgende Tabelle gibt einen Vergleich zwischen dem Entkeimungs
ergebnis bei Kombination von Ultraschallbehandlung während einer
Dauer von 20 Sekunden und einer Energiedichte von 16 W/l (Watt pro
Liter Wasser im Behälter), im Gegensatz zu einer Naßbürstung mit der
oben beschriebenen Vorrichtung bei einer Verweilzeit der Bahn von 20
Sekunden im Wasserbad und in beiden Fällen einer anschließenden
UV-Bestrahlung von 5 Sekunden.
Weitere Versuche zeigten, daß eine Vorreinigung mit nur einer ein
zigen Bürste schon eine sehr gute Entkeimungsrate bringt. Die Ver
längerung der Verweilzeit der Verpackungsmaterialbahn im Wasserbad
unter der UV-Lichtquelle brachte gegenüber den oben angeführten
Werten nur unwesentlich bessere Ergebnisse.
Claims (8)
1. Verfahren zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn, bei
dem die Bahn zunächst einer Reinigung in Anwesenheit von Wasser,
darauf einer Trocknung mit einem sterilen Gas und schließlich einer
Bestrahlung mit Ultraviolett-Strahlen unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorausgehende Reinigung in Anwesenheit von
Wasser durch Bürsten durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bürsten mittels rotierender Bürsten (21, 22) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bürsten (21, 22) in einem Wasserbad (3) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Packstoffbahn (1) nach dem Bürsten und vor dem
Trocknen mit einem scharfen Sterilwasserstrahl gespült wird.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der An
sprüche 1 bis 4 mit einer Ultraviolett-Lichtquelle, vor der die Ver
packungsmaterialbahn vorbeigeführt wird und mit einer vorgeschalte
ten Naßreinigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Naß
reinigungseinrichtung wenigstens eine rotierende, die Oberfläche der
Verpackungsmaterialbahn (1) bestreichende, walzenförmige Bürste (21,
22) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
rotierende Bürste (21, 22) mit geringer Spannung ihrer Borsten (23)
die Verpackungsmaterialbahn (1) bestreicht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Achsabstand der rotierenden Bürste (21, 22) zu der bestrichenen
Verpackungsmaterialbahn (1) um ca. 1 mm kleiner ist als der Radius
ihrer Borsten (23).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verpackungsmaterialbahn (1) im Angriffsbereich der Borsten (23) der
Bürste (21, 22) von einer Umlenkwalze (16, 17) unterstützt ist.
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