DE4218941C2 - Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Sterilisie­ ren von becherförmigen Verpackungsbehältern nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Bei einer beispielsweise aus der US 3,783,581 bekannten Vorrichtung dieser Art werden die zu füllenden Verpackungsbehälter aus einem Stapel vereinzelt und nacheinander durch den Einlass am oberen Endbereich der sich vertikal erstreckenden Sterilisierkammer der vertikalen Endlosfördereinrichtung übergeben. Diese Fördereinrichtung hat quer abstehende Träger, auf denen jeweils ein Verpac­ kungsbehälter aufrecht stehend nach unten gefördert und am unteren Ende dem Förderer der Füll- und Schließmaschine übergeben wird. Die Sterilisation der Verpackungsbehälter findet während der Abwärtsbewegegung der aufrecht auf den Trägern stehenden Verpackungsbehälter entlang einer vertika­ len Geradstrecke der Fordereinrichtung statt, wobei in der Sterilisierkammer aus dem Sterilisierraum der Füll- und Schließmaschine aufsteigende überhitzte Luft oder Wasser­ dampf auf die Behälter einwirkt. Der Wirkungsgrad der be­ kannten Vorrichtung lässt zu wünschen übrig, da Reste des Sterilisiermittels und Verunreinigungen in den Verpackungs­ behältern verbleiben können. Außerdem ist das Abfüllen und Verschließen der Verpackungsbehälter in einer Sterilisier­ kammer, die mittels überhitzter Luft oder Wasserdampf auf einem hohen Temperaturniveau gehalten wird, sehr schwierig durchzuführen.

Weiterhin ist aus der US 4,566,251 eine Ste­ rilisierkammer bekannt, die durch eine Zwischenwand mit ei­ ner Öffnung in zwei nebeneinander angeordnete Bereiche un­ terteilt ist. In den ersten Bereich der Sterilisierkammer, in dem auch ein Sterilisiermittel in die Verpackungsbehälter eingebracht wird, werden die Verpackungsbehälter von einer ersten, endlos umlaufende Fördereinrichtung gefördert. An­ schließend gelangen die Verpackungsbehalter mittels einer Überführeinrichtung in eine weitere endlos umlaufende För­ dereinrichtung, welche in dem anderen Bereich der Sterilisierkammer angeordnet ist und in welchem die Verpackungsbe­ hälter getrocknet werden. Aus der zweiten endlos umlaufenden Fördereinrichtung werden die getrockneten Verpackungsbehäl­ ter zuletzt in Richtung der Füll- und Schließanlage überge­ ben. Die bekannte Sterilisierkammer hat den Nachteil, dass sie durch die insgesamt drei Fördereinrichtungen relativ aufwendig baut und durch ortsfest außerhalb der Öffnungen der Verpackungsbehälter angeordnete Sterilisier- und Troc­ keneinrichtungen einen relativ hohen Sterilisiermittel sowie Energiebedarf aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die eingangs erwähnte Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehaltern der­ art weiterzubilden, dass einerseits sichergestellt ist, dass Kondensatrückstande und lose Verunreinigungen aus den Ver­ packungsbehaltern sicher entfernt werden, und dass anderer­ seits die Vorrichtung möglichst einfach aufgebaut ist sowie einen möglichst geringen Verbrauch an Sterilisiermittel und Energie aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichne­ ten Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern sind in den Unteransprüchen aufge­ führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt, die eine Sterilisiervorrichtung vereinfacht im Querschnitt zeigt, und wird im folgenden näher beschrieben.

Oberhalb des Einlaßendes des Gehäuses einer aseptisch arbeitenden Füll- und Schließmaschine für Verpackungsbehälter 1, von der ledig­ lich ein Teil des Becher-Förderers 10 und des diesen umgebenden Sterilraumes 11 dargestellt ist, erhebt sich turmartig eine Sterili­ siervorrichtung 12 für aseptisch zu befüllende, vorgefertigte becherförmige Verpackungsbehälter 1. Diese Behälter 1 werden inein­ andergestapelt in einem Vorratsstapel 15, vorzugsweise doppelt und gegebenenfalls in Reihen, bereitgestellt, von Saugköpfen 16 an einem Drehkopf 17 einzeln abgezogen und in die Sterilisiervorrichtung 12 eingeführt. Nach dem Sterilisieren werden die Behälter 1 von auf- und abbewegbaren Saugköpfen 18 aus der Sterilisiervorrichtung nach unten abgezogen und in gelochte Mitnehmerplatten 19 des För­ derers 10 der Füll- und Schließmaschine eingesetzt, mit dem sie den nicht dargestellten Füll- und Schließeinrichtungen zugeführt werden.

Die Sterilisiervorrichtung 12 hat in einer von einem Gehäuse 21 um­ gebenen Sterilisierkammer 20 eine endlose Fördereinrichtung 22, die zwei übereinander angeordnete Umlenkstrecken 23, 24 und dazwischen zwei im wesentlichen senkrechte Geradstrecken 25, 26 aufweist. Die Fördereinrichtung 22 ist gebildet aus vorzugsweise zwei parallel ne­ beneinander verlaufenden Förderketten 27, die in den Umlenkstrecken 23, 24 über nicht näher dargestellte, um parallele Achsen 28, 29 um­ laufende Umlenk- und Antriebsräder geführt sind, und aus an den För­ derketten 27 außen angelenkten Platten 31. Diese Platten 31 haben zum Halten und Tragen von Behältern 1 auf ihrer Außenseite den Be­ hältern angepaßte und auf diese ausgerichtete Klemmen 32. In einer Platte 31 sind vorzugsweise zwei Löcher 33 mit zugeordneten Klemmen 32 nebeneinander angeordnet; es können zusätzlich mehrere Löcher hintereinander in Reihen angeordnet sein. Die Weite der Löcher 33 ist der Öffnung der Behälter 1 angepaßt, die mit ihrem die Öffnung umgebenden Rand, der als Flansch ausgebildet sein kann, auf dem Um­ fangsbereich der Löcher 33 zur Anlage gebracht und von den Klemmen 32 in Position gehalten werden.

Die zu sterilisierenden Behälter 1 werden der schrittweise in Pfeil­ richtung A bewegten Fördereinrichtung 22 an der Stelle übergeben, welche eine Platte 31 am unteren Ende der aufsteigenden Geradstrecke 25 einnimmt. In Ausrichtung mit dieser Stelle hat die Sterilisier­ kammer 20 einen seitlichen Einlaß 36 mit einer horizontalen Schleuse 37. An dieser Stelle schieben die Saugköpfe 16 des Drehkopfes 17 vom Stapel 15 abgezogene Behälter 1 durch die Schleuse 37 in Kontakt mit der bereitstehenden Platte 31, von deren Klemmen 32 die Behälter 1 beim Abschalten der Saugwirkung der Saugköpfe 16 festgehalten werden.

Die sterilisierten Behälter 1 werden aus der Sterilisiervorrichtung 12 von derjenigen Platte 30 abgenommen, die jeweils im Scheitelpunkt der unteren Umlenkstrecke 24 eingefahren ist. Die von ihr getragenen Behälter 1 werden am Boden von den Saugköpfen 18 erfaßt und durch eine Abwärtsbewegung in die Löcher der Mitnehmerplatten 19 des Becherförderers 10 eingesetzt. In Ausrichtung mit dem Scheitel der unteren Umlenkstrecke 24 der Fördereinrichtung 22 hat die Sterili­ sierkammer 20 einen Auslaß 38, der zugleich Einlaß des Sterilraumes 11 der Füll- und Schließmaschine ist. Auch dieser Auslaß 38 ist als Schleuse 39 ausgebildet.

Zum Sterilisieren insbesondere der Innenfläche der Behälter 1 sind an der aufsteigenden Geradstrecke 25 der Fördereinrichtung 22 eine Vorwärmeinrichtung 41 sowie eine Sterilisiermittel-Beaufschlagungs­ einrichtung 42 und der absteigenden Geradstrecke 26 eine Trocknungs­ einrichtung 43 angeordnet. Diese Einrichtungen 41, 42, 43 weisen Düsen 44 auf, die auf die Löcher 33 der in den einzelnen Stationen stehenden Platten 31 und in das Innere der von diesen getragenen Be­ hälter 1 ausgerichtet sind. Die Düsen 44 sind an zwei Leisten 45, 46 im Raster der Löcher 33 der in den Stationen der Geradstrecken 25, 26 bereitgestellten Platten 31 befestigt, die parallel zu den Gerad­ strecken 25, 26 innerhalb des von der Fördereinrichtung 22 umgebenen Raumes angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Leisten 45, 46 quer zu den Geradstrecken 25, 26 an Führungsstangen 47, 48 befestigt und werden über Koppeln 51, 52 von einem Kurbeltrieb 53 während der Stillstandsphase der Fördereinrichtung 22 zu und weg von den Gerad­ strecken 25, 26 bewegt, so daß die Düsen 44 durch die Löcher 33 der Platten 31 teilweise in die bereitgestellten Behälter 1 während einer bestimmten Zeitdauer eintauchen. Innerhalb des von der Förder­ einrichtung 22 umgebenen Raumes können zusätzliche Düsen 49 für Warmluft im Bereich der Umlenkstrecken 23, 24, insbesondere in der Nähe der absteigenden Geradstrecke 26 angeordnet sein. Um die Steri­ lisierkammer 20 in einen Unsterilraum und in einen Sterilraum zu trennen, sind der Teil mit der aufsteigenden Geradstrecke 25 und der Teil mit der absteigenden Geradstrecke 26 durch Trennwände 55, 56 und Schleusen im Bereich der Umlenkstrecken 23, 24 und durch ein zentral angeordnetes Gehäuse 57 voneinander getrennt. Das Gehäuse 57 nimmt die nicht dargestellten Antriebe für die Fördereinrichtung 22 und die Düsen 44 sowie die Zuführeinrichtungen für die Behandlungs­ mittel auf. Der Unsterilraum und der Sterilraum der Sterilkammer 20 werden durch getrennte Abzüge 58, 59 im Kopf der Sterilkammer 20 entlüftet.

Die beschriebene Sterilisiervorrichtung arbeitet wie folgt:
Die Fördereinrichtung 22 wird in Pfeilrichtung A schrittweise um je­ weils die Breite einer Platte 31 bewegt, so daß die Platten 31 zeit­ weise in den einzelnen Stationen stillstehen. Während jeder Still­ standsphase werden von den Saugköpfen 16 beispielsweise jeweils zwei Behälter 1 durch den seitlichen Einlaß 36 in die Sterilisierkammer 20 geschoben und der dort bereitgestellten Platte 31 übergeben. Gleichzeitig werden von einer Platte 31 im Scheitel der unteren Um­ lenkstrecke 24 verbrachte Behälter 1 von den Saugköpfen 18 erfaßt und aus der Sterilisierkammer 21 in den Förderer 11 der Füll- und Schließmaschine verbracht. Beim taktweisen Weiterschalten der För­ dereinrichtung 22 werden die Behälter 1 von Station zu Station der Fördereinrichtung 22 weitergefördert, wobei Sie zunächst in horizon­ taler Ausrichtung die Vorwärmeinrichtung 41 und die Sterilisier­ mittel-Beaufschlagungseinrichtung 42 an der aufsteigenden Gerad­ strecke 25, darauf mit ihrer Öffnung nach unten weisend die obere Umlenkstrecke 23, danach wieder in waagrechter Ausrichtung die Trocknungseinrichtung 43 an der absteigenden Geradstrecke 26 passieren. Während der Stillstandsphasen tauchen die Düsen 44 in die Behälter 1 ein. Im Bereich der Vorwärmeinrichtung 41 wird Warmluft im Bereich der Sterilisiermittel-Beaufschlagungseinrichtung 42 ein Sterilisiermitteldampf oder -nebel und im Bereich der Trocknungsein­ richtung 43 sterile Warmluft in die Behälter 1 geblasen. Die Beauf­ schlagung mit den Behandlungsmitteln ist durch die eintauchenden Düsen 44 strömungsgünstig und flächendeckend, so daß eine gleich­ mäßige Beaufschlagung mit sehr hohem Wirkungsgrad erfolgt. Das im oberen Teil der aufsteigenden Geradstrecke 25 in die Behälter 1 ein­ gebrachte und als Film die Innenwand deckende Sterilisiermittel, vorzugsweise H₂O₂, wirkt über eine bestimmte Zeitdauer, während der die Behälter die obere Umlenkstrecke 23 durchlaufen. Beim Ein­ blasen von steriler Warmluft auf der absteigenden Geradstrecke 26 wird das Sterilisiermittel rückstandsfrei ausgespült bzw. verdampft, so daß die Behälter 1 keimfrei in die Füll- und Schließmaschine übergeben werden können.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpac­ kungsbehältern vor dem Befüllen in einer Füll- und Ver­ schließmaschine, in der die Behälter in einem Sterilraum in horizontaler Ebene mittels eines Förderers den Füll- und Schließeinrichtungen zugeführt werden, mit einer vertikal angeordneten Sterilisierkammer, die über eine untere Auslass­ öffnung mit dem Sterilraum verbunden ist und in der eine endlose Fördereinrichtung mit in Abständen angeordneten Trä­ gern die vereinzelten Behälter nacheinander an einem Einlass übernimmt, durch eine Sterilisierzone führt und durch die Auslassöffnung an den Förderer der Füll- und Schließmaschine übergibt, wobei die Fördereinrichtung der Sterilisierkammer eine obere und eine untere Umlenkstrecke sowie dazwischen zwei im wesentlichen vertikale Geradstrecken aufweist, da­ durch gekennzeichnet, dass die Träger (31) der Förderein­ richtung (22) die Behälter (1) so halten, dass deren Öffnun­ gen beim Fördern stets zu dem von der Fördereinrichtung (22) umgebenden Raum weisen, dass in Förderrichtung der För­ dereinrichtung (22) der ersten vertikalen Geradstrecke (25), der der Einlass (36) seitlich am unteren Ende zugeordnet ist, eine Vorwärmeinrichtung (41) und eine Sterilisiermit­ tel-Beaufschlagungseinrichtung (42) und der zweiten vertika­ len Geradstrecke (26) eine Trocknungseinrichtung (43) zuge­ ordnet sind, und dass die Einrichtungen (41, 42, 43) in dem von der Fördereinrichtung (22) umgebenden Raum beweglich an­ geordnet sind.

2. Sterilisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Träger (31) plattenförmig mit wenigstens einer Öffnung (33) ausgebildet sind, und dass der Öffnung (33) Klemmen (32) so zugeordnet sind, so dass die Öffnung der von den Klemmen (32) an den Trägern (31) gehaltenen Behälter (1) in Deckung mit der Öffnung (33) der Träger (31) ist.

3. Sterilisiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Vorwärmeinrichtung (41) die Sterilisiermittel- Beaufschlagungseinrichtung (42) und die Trocknungseinrich­ tung (43) Düsen (44) aufweisen, durch die das jeweilige Be­ handlungsfluid in das Innere der von den Trägern (31) gehal­ tenen Behälter (1) strömt.

4. Sterilisiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass die Düsen (44) an zu den Geradstrecken (25, 26) der Fördereinrichtung (22) parallelen Leisten (45, 46) ange­ ordnet sind, die zum Eintauchen der Düsen (44) in die be­ reitgestellten Behälter (1) quer zu den Geradstrecken (25, 26) verschiebbar sind.

5. Sterilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Sterilkammer (20) in einen Unsterilraum mit der aufsteigenden Geradstrecke (25) der Fördereinrichtung (22) und in einen Sterilraum mit der ab­ steigenden Geradstrecke (26) der Fördereinrichtung (22) ge­ trennt ist.