DE69715399T2

DE69715399T2 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren von nahrungsmittelbehältern

Info

Publication number: DE69715399T2
Application number: DE69715399T
Authority: DE
Inventors: Michio Goto; Magnus Palm; Masayoshi Sugiura; Shunsuke Yoshiyasu
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: DE69715399D1; EP0900165A1; EP0900165B1; EP0900165A4; WO1997035768A1; AU2548797A; JPH09254936A

Description

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Sterilisierung von Behältern. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel sowie auf eine Sterilisiervorrichtung für derartige Verpackungsbehälter.
Die europäische Patentschrift EP 597 356 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Kartonverpackungen, bei welchem zwei Bearbeitungsstationen vorgesehen sind, um die benötigte Zeit zu verkürzen und um die Wärmebelastung zum Durchführen der Sterilisierung des Innenraums der Kartons zu verringern. In der ersten Station wird auf die Innenfläche des Kartons ein fein verteilter Sprühstrahl aus Wasserstoffsuperoxid mit einer Konzentration von 0,1 bis 15% Wasserstoffsuperoxid aufgebracht. In der zweiten Station werden in den Karton Düsen, die mit Dornen versehen sind und heiße Luft einleiten, in den Karton eingesetzt, wobei diese so ausgelegt ist, dass das Wasserstoffsuperoxid vollständig entfernt wird. Damit sollte die Notwendigkeit weiterer Trocknungsschritte und weiterer Trockenstationen entfallen.
In der US-Patentschrift 4,979,347 A wird die Sterilisierung von Verpackungsbehältern durch die Verwendung von Wasserstoffsuperoxid beschrieben, das in einer Einheit zum Einleiten des Sterilisiervorgangs aufgebracht wird, sowie mittels Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, das in einer Einrichtung zum anschließenden Aufbringen von ultravioletter Bestrahlung aufgebracht wird, und durch Einsatz einer Heißlufttrocknung, die mittels einer anschließenden Heißluftleitung durchgeführt wird. Diese Elemente sind in der ersten Hälfte der Maschine vorgesehen, während die Abfüll- und Packzone in der zweiten Hälfte der Maschine vorgesehen ist, um zu vermeiden, dass etwas von dem Sterilisiermittel auf der Oberfläche der Behälter zurückbleibt.
In der US-Patentschrift 5,350,568 A wird eine Vorrichtung zum Sterilisieren und Aufbrechen von Stanzlinien auf Kartons vor dem Befüllen beschrieben. Dabei werden Sprühelemente im Inneren des Kartons positioniert, um Sterilisiermittel einzuleiten und auch die Stanzlinien des Kartons aufzubrechen. Dort wird angeregt, dass eine Lösung mit 0,1% Wasserstoffsuperoxid verwendet wird, so dass es nicht erforderlich ist, nach dem Sterilisieren eine Trocknungsstation, in der auch die Stanzlinien aufgebrochen werden, einzusetzen. Die Kartons können auch mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden statt in einer Trocknungsstation behandelt zu werden.
In der europäischen Patentschrift EP 361 858 A werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken unter aseptischen Bedingungen beschrieben, wobei die Vorrichtung eine Sterilisierstation aufweist, in der Wasserstoffsuperoxid in die Kartons gesprüht wird und die Kartons zur Keimabtötung dann unter UV-Licht hindurchgeführt werden. In einer Superoxidverstärkungs-Station wird dann ein Strom keimfreier Luft in erwärmtem Zustand eingeleitet.
Fig. 2 zeigt ein weiteres herkömmliches System zum Verpacken von Lebensmitteln, das ganz allgemein in der offengelegten japanischen Patentschrift Nr. 255128/1987 beschrieben ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bildet dieses Verpackungssystem 51 Verpackungsbehälter 53, die aus einer plattenförmigen Form zu Behältern mit einem Boden 53a aufgefaltet werden. Nach dem Einfüllen von flüssigem Lebensmittel in die Behälter wird auf den jeweiligen Behältern eine Dichtnaht vorgesehen. Dieses System umfasst einen Übergabeförderer, der die Verpackungsbehälter 53 intermittierend und kontinuierlich weiterleitet, sowie eine Formvorrichtung 55, welche die zusammengefalteten Verpackungsbehälter zu Behältern 53 mit einem Boden formt und sie dann auf den Übergabeförderer leitet. Eine Füllvorrichtung 57 füllt das Lebensmittelprodukt von oben in die Verpackungsbehälter 53, die sich auf dem Übergabeförderer vorbei bewegen, woraufhin eine Versiegelungsvorrichtung 59 die mit dem Lebensmittelprodukt befüllten Verpackungsbehälter 53 dicht verschließt. Bei diesem Verpackungssystem 51 können die Verpackungsbehälter 53 kontinuierlich mit flüssigem Lebensmittel befüllt und im dicht verschlossenen Zustand verpackt werden.
Um die Qualität des verpackten Lebensmittels über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, wird die Innenseite des Verpackungsbehälters 53 vor dem Einfüllen des Lebensmittels bekanntlich sterilisiert. Bei dem Sterilisiermittel kann es sich um Wasserstoffsuperoxid handeln. Bei diesen Systemen wird das Wasserstoffsuperoxid nur zu Sterilisierzwecken verwendet. Damit muss nach dem Aufbringen des Wasserstoffsuperoxids innen im Verpackungsbehälter 53 das Wasserstoffsuperoxid gründlich entfernt werden, ehe das Einfüllen des Lebensmittelprodukts beginnt, so dass das restliche Wasserstoffsuperoxid im Behälter unter einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Bei dem vorstehend umrissenen Verpackungssystem 51, mit welchem Verpackungsbehälter 53 zu Behältern mit Boden geformt werden und der Innenraum der Behälter mit dem Lebensmittelprodukt kontinuierlich befüllt wird, muss jedoch das Lebensmittelprodukt nach dem Aufbringen des Wasserstoffsuperoxids innerhalb so kurzer Zeit wie nur möglich in den Behälter eingefüllt werden, um so die Produktivität zu erhöhen oder zu maximieren. Somit wird ein Verfahren zum Entfernen eines Sterilisiermittels benötigt, mit welchem sich das aufgebrachte Wasserstoffsuperoxid rasch und zuverlässig entfernen lässt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine wirksame, zuverlässige und rasche Sterilisierung eines Verpackungsbehälters in einem kontinuierlichen Verfahren ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einer Vorrichtung mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Merkmale und Ausführungsbeispiele werden dabei in den Unteransprüchen aufgeführt.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Sterilisieren von Lebensmittelbehältern vorgesehen. Zu diesem Verfahren gehören das Aufbringen einer Lösung, die Wasserstoffsuperoxid in einer Konzentration im Bereich von 0,05 bis 0,20 Gew.-% enthält, im Innenraum eines Verpackungsbehälters, ehe der Behälter mit dem Lebensmittelprodukt befüllt wird, sowie das Bestrahlen des Innenraums des Behälters mit ultraviolettem Licht nach dem Aufbringen der Lösung mit dem Wasserstoffsuperoxid in dem Innenraum des Behälters und Entfernen des Wasserstoffsuperoxids aus dem Innenraum des Behälters durch Einblasen von verdichteter heißer Luft in den Innenraum des Behälters.
Zu einem weiteren Aspekt der Erfindung gehört eine Sterilisiervorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern, die eine Einrichtung zum Aufbringen des Sterilisiermittels umfasst, welche eine Lösung, die Wasserstoffsuperoxid enthält und eine sterilisierende Wirkung entfaltet, in den Innenraum eines Verpackungsbehälters vor dessen Befüllung mit einem Lebensmittelprodukt einbringt, ferner eine Vorrichtung zur UV-Bestrahlung, welche nach dem Aufbringen der Lösung mit dem Wasserstoffsuperoxid in den Innenraum des Behälters den Innenraum des Behälters mit ultraviolettem Licht bestrahlt, und eine Vorrichtung zum Entfernen des Sterilisiermittels, welche das zurückgebliebene Wasserstoffsuperoxid aus dem Inneren des Behälters entfernt, indem verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters eingeblasen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die verdichtete heiße Luft in den Innenraum eines Behälters eingeblasen, auf dessen Innenwandungen eine Lösung aufgebracht wurde, die Wasserstoffsuperoxid enthält. Die verdichtete Heißluft zersetzt das Wasserstoffsuperoxid auf thermischem Wege unter Bildung von Wasser und Sauerstoff und lässt nach der Zersetzung das Wasser rasch verdampfen. Auf diese Weise kann unter Einsatz eines einfachen Verfahrens und eines einfachen Aufbaus das Wasserstoffsuperoxid innerhalb kurzer Zeit gründlich und rasch entfernt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es sogar im Zusammenhang mit einem Verpackungssystem - das einen Inhalt in Verpackungsbehälter kontinuierlich verpackt, die mittels einer Umsetzvorrichtung intermittierend und kontinuierlich gefördert werden - möglich, das Wasserstoffsuperoxid aus dem Innenraum eines Behälters innerhalb kurzer Zeit so gründlich zu entfernen, dass sich die Produktivität und die Haltbarkeit bzw. die Aufrechterhaltung der Qualität des Lebensmittels verbessern lassen.
Außerdem ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, ein und dieselbe Vorrichtung zum Entfernen des Sterilisiermittels bei mehr als nur einer Art oder Größe von Verpackungsbehältern zu verwenden, während immer noch eine zuverlässige Entfernung des Wasserstoffsuperoxids gewährleistet bleibt, da die verdichtete Heißluft, die in den Innenraum des Behälters eingeblasen wird, so gewählt werden kann, dass sie eine entsprechende Temperatur aufweist, die für das Volumen des Lebensmittelbehälters geeignet ist.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN DER ZEICHNUNG

Weitere Einzelheiten und Merkmale, die mit der vorliegenden Erfindung verknüpft sind, ergeben sich noch deutlicher aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung, in denen gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Verpackungssystems, bei dem eine Sterilisiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, und
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Systems zum Verpacken von Lebensmitteln.

Beschreibung der vorliegenden Erfindung

Gemäß Fig. 1 ist das Verpackungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung so konstruiert, dass auf einem rechteckigen zylindrischen Behälter zum Verpacken von Lebensmitteln ein Boden 3a gebildet wird. Nachdem der Innenraum des Behälters sterilisiert wurde, füllt das System den Behälter mit Boden mit dem Inhalt, beispielsweise einem flüssigen Lebensmittelprodukt (z. B. Saft). Der Behälter wird durch die Öffnung auf der Oberseite 3b des Behälters befüllt und dann wird die offene Oberseite des Behälters dicht verschlossen bzw. versiegelt. Das System ist mit einem Förderer S ausgerüstet, der als Umsetzvorrichtung oder Einrichtung dient, welche die Verpackungsbehälter 3 intermittierend und kontinuierlich trägt. Das Antriebsteil kann in Form einer Kette oder eines Riemens ausgeführt sein. Eine Formvorrichtung 7 bildet einen Boden 3a für den rechteckförmigen zylindrischen Verpackungsbehälter 3 und leitet den Behälter auf den Förderer. Eine Sterilisiervorrichtung 9 sterilisiert den Innenraum des Verpackungsbehälters 3, der sich auf dem Förderer 5 bewegt, und eine Füllvorrichtung 11 füllt ein Lebensmittel von oben in den Innenraum des Verpackungsbehälters 3 auf dem Förderer 5. Eine (in Fig. 1 nicht speziell dargestellte) Versiegelungsvorrichtung verschließt dann die Oberseite 3b des Verpackungsbehälters 3 dicht, der mit dem Lebensmittel gefüllt ist.
Der Verpackungsbehälter ist aus einer flexiblen Folie gebildet, die zu einem in etwa rechteckigen Schlauch geformt wird, wobei die Folie aus einem Papiermaterial besteht, das auf beiden Seiten mit einem Kunststoffmaterial laminiert ist. Der Verpackungsbehälter ist flach zusammengefaltet und wird zusammen mit anderen flachen zusammengefalteten Verpackungsbehältern in einem Vorratsbehälter gespeichert. Dabei bildet das Kunststoffmaterial in den Öffnungsbereichen sowohl auf der Unterseite 3a als auch der Oberseite 3b des Verpackungsbehälters 3 eine thermoplastische Schicht zum Verbinden bzw. Verkleben. Der Verpackungsbehälter 3 ist mit einer Vielzahl von Falzlinien versehen, um ihn in die Seitenwandflächen, die Bodenwandflächen auf der Unterseite 3a und die oberen Wandflächen auf der Oberseite 3b zu unterteilen.
Die Formvorrichtung 7 zum Bilden des Bodens des Behälters ist mit einem Dorn 13, einer (hier nicht dargestellten) Bodenheizeinrichtung und einer (hier nicht dargestellten) Bodenandrückvorrichtung versehen. Das Dornrad 13 weist einen Kern 15 auf, der drehbar indiziert ist, sowie Dornen 17, die um den Kern 15 herum im Abstand von diesem angeordnet sind und sich radial nach außen erstrecken.
Dabei wird ein Verpackungsbehälter aus dem Magazin bzw. Vorratsbehälter in Form eines rechteckigen Zylinders mit in etwa quadratischem Querschnitt entnommen und dem Dornrad 13 zugeführt. Der Verpackungsbehälter wird in Längsrichtung entlang der Erstreckung der Behälterachse zugeführt, während er auf den Dorn 17 aufgesetzt wird. Wenn der Verpackungsbehälter 3 auf den Dorn 17 aufgesetzt wird, wird das Dornrad 13 dadurch indiziert, dass es um einen Schritt weitergedreht wird, woraufhin auf den nächsten Dorn 17 ein weiterer Verpackungsbehälter 3 aufgesetzt wird.
Wenn der auf den Dorn 17 aufgesetzte Verpackungsbehälter 3 die erste Indexposition erreicht, an der die Bodenerwärmungseinrichtung vorgesehen ist, werden die auf der Unterseite 3a des Verpackungsbehälters 3 vorhandenen Bodenwandflächen, die vom Ende des Dorns 17 vorstehen, durch Heißluft erwärmt, die von der Bodenerwärmungseinrichtung erwärmt wird. Dies führt zu einem Anstieg der Temperatur der thermoplastischen Schicht bis auf einen Erweichungspunkt, der zur Vornahme der Versiegelung geeignet ist. Wenn dann das Dornrad 13 aus der ersten Indexposition in die nächste Indexposition weitergeschaltet wird, dann werden die erwärmten Bodenwandflächen nach innen umgeschlagen und überlappen sich dabei, so dass auf diese Weise ein in etwa flacher Boden 3a gebildet wird.
Wenn insbesondere das Dornrad 13 weitergeschaltet wird und der Verpackungsbehälter 3 die Indexposition erreicht, an welcher die Andrückvorrichtung vorgesehen ist, dann wird der Boden 3a durch die Andrückvorrichtung gedrückt und abgekühlt, so dass die Bodenwandflächen mittels der thermoplastischen Schicht fest und wasserdicht miteinander verbunden werden. Dies führt zur Bildung eines Bodens 3a, der wasserdicht und hermetisch abgedichtet ist.
Wenn das Dornrad 13 noch weiter durch Drehen geschaltet wird, und der Verpackungsbehälter 3, dessen Bodenfläche 3a versiegelt ist und aus dem keine Flüssigkeit austritt, über den Förderer 5 gebracht ist, wird der Verpackungsbehälter 3 in vertikaler Richtung nach unten gezogen und auf den Förderer 5 aufgesetzt. Über dem Förderer befinden sich eine Vorfaltvorrichtung für das Oberteil, eine Sterilisiervorrichtung 9, eine Füllvorrichtung 11 und eine (hier nicht speziell dargestellte) Dichtungsvorrichtung.
Die Verpackungsbehälter 3, die von dem Dornrad 13 auf den Förderer 5 aufgesetzt wurden, werden nun intermittierend in neben einander stehenden Paaren umgesetzt und durchlaufen als erstes die Vorfaltvorrichtung für das Oberteil (nicht im einzelnen dargestellt). Wegen der Funktionsweise der Vorfaltvorrichtung für das Oberteil werden die Wandflächen für das Oberteil auf dem Behälter leicht umgeschlagen, ehe die Behälter zur Sterilisiervorrichtung weiterbewegt werden, die dieser Station nachgeschaltet ist.
Die Sterilisiervorrichtung 9 ist mit einer Vorrichtung 19 zum Aufbringen eines Sterilisiermittels, einer Vorrichtung 21 zur Bestrahlung mit ultraviolettem Licht und einer Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels 23 ausgerüstet, die dem Förderer 5 zur Durchführung des Sterilisiervorgangs vorgeschaltet sind.
Die Vorrichtung 19 zum Aufbringen eines Sterilisiermittels umfasst Sprühdüsen 25 zum Versprühen eines Sterilisiermittels, von denen jede sich in etwa über der Mitte der oberen Öffnung in dem Paar neben einander stehender Verpackungsbehälter 3 befindet, die auf dem Förderer 5 intermittierend weiterbefördert und angehalten werden. Dabei wird kontinuierlich aus den Sprühdüsen 25 für das Sterilisiermittel in den Innenraum der Behälter ein Sterilisiermittel in Form einer Lösung gesprüht, die Wasserstoffsuperoxid enthält.
Die Vorrichtung 21 zur Bestrahlung mit Ultraviolettlicht umfasst eine Lampe zur Bestrahlung mit UV-Licht, die sich über der oberen Öffnung in dem Paar neben einander stehender Verpackungsbehälter 3 befindet, die intermittierend von der Vorrichtung 19 zum Aufbringen des Sterilisiermittels weiterbefördert und angehalten werden. Der Innenraum des Behälters wird von der Lampe zur Bestrahlung mit UV-Licht bestrahlt, wobei das ultraviolette Licht eine sterilisierende Wirkung hat.
Die Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels, mit welcher die Entfernung des Sterilisiermittels vorgenommen wird, umfasst zwei Heißluftdüsen 27, 29, eine Luftleitung 3I, eine Heizeinrichtung 33, ein Filter 35 zur Entfernung von Staub, ein Drosselventil zum Einstellen der Durchflussmenge und einen Verdichter 37. Die Heißluftdüsen 27, 29 sind jeweils so angeordnet, dass sie sich in etwa über der Mitte der oberen Öffnung in dem Paar neben einander stehender Verpackungsbehälter 3 befinden, die dabei intermittierend auf dem Förderer weiterbefördert und angehalten werden. Die Luftleitung 31 verläuft zwischen den Heißluftdüsen 27, 29 und dem Verdichter 37 und verbindet diese. Vor oder hinter der Luftleitung 31 sind die Heizeinrichtung 33, das Filter 35 zum Entfernen von Staub und das Drosselventil angeordnet. Damit wird die heiße Luft, die vom Kompressor 37 verdichtet und dann zur Erhöhung ihrer Temperatur von der Heizeinrichtung 33 erwärmt wurde (nun Heißluft), aus den Heißluftdüsen 27, 29 in den Innenraum des Behälters kontinuierlich eingeblasen. Die Temperatureinstellung für die Heizeinrichtung 33 und der Innendruck (Durchströmmenge) für die Luftleitung 31 lassen sich jeweils durch Betätigung eines Reglers bzw. des Drosselventils stufenlos regeln. Fig. 1 stellt ganz allgemein den Regler 34 bzw. eine andere geeignete Vorrichtung zur Vornahme der Einstellung der Temperatur der verdichteten Heißluft dar, die in den Innenraum des Behälters eingeblasen wird. Deshalb lassen sich die Temperatur und der Druck (Durchströmmenge) der in den Innenraum des Behälters eingeblasenen Luft auf den gewünschten Wert einstellen.
Die Füllvorrichtung 11 ist mit Befüllungsdüsen 41, 43, (hier nicht im Einzelnen dargestellten) Hebeeinrichtungen, Dosierpumpen 45, 47, einem Vorratsbehälter 49 und mehreren Verbindungsleitungen 51, 53 ausgerüstet. Die Befüllungsdüsen 41, 43, die Hebeeinrichtungen und die Dosierpumpen 45, 47 sind jeweils an zwei Positionen vorgesehen. Die Befüllungsdüsen 41, 43 sind jeweils so angeordnet, dass sie sich in etwa über der Mitte der oberen Öffnung in dem Paar neben einander stehender Verpackungsbehälter 3 befinden, die dabei auf dem Förderer 5 intermittierend befördert und angehalten werden. Die Hebeeinrichtungen sind unter dem Boden 3a des Verpackungsbehälters 3 vorgesehen, wobei jede dieser Einrichtungen jeweils gegenüber einer der Befüllungsdüsen 41, 43 angeordnet ist. Die von der Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels aus beförderten Verpackungsbehälter 3 werden zunächst von den Hebeeinrichtungen in eine Position angehoben, in welcher die Innenfläche (Innenfläche des Bodens) des Bodenteils 3a des Behälters nahezu in Berührung mit den Befüllungsdüsen 41, 43 befindet. Gleichzeitig werden die Dosierpumpen 45, 47 so betätigt, dass sie eine vorgegebene Menge des flüssigen Lebensmittelprodukts aus dem Vorratsbehälter 49 abzieht. Dann übernehmen die Dosierpumpen 45, 47 die Zuführung des Lebensmittelprodukts zu dem Behälter. Der Innenraum des Behälters wird über die Befüllungsdüsen 41, 43 mit einer vorgegebenen Menge des Lebensmittelprodukts befüllt, wobei die Hebeeinrichtungen allmählich die Verpackungsbehälter 3 so absenken, dass sich der Füllstand des in den Innenraum des Behälters eingefüllten Lebensmittelprodukts immer knapp unter den Befüllungsdüsen 41, 43 befindet. Nach dem Einfüllen der vorgegebenen Menge des Lebensmittelprodukts in den Innenraum des Behälters werden die Hebeeinrichtungen vollständig wieder in ihre jeweilige Ausgangsposition zurück geführt, woraufhin die befüllten Verpackungsbehälter 3 wieder auf den Förderer 5 gesetzt werden, wo sie zu der anschließenden Versiegelungs- bzw. Verschließeinrichtung gefördert werden.
Die Versiegelungseinrichtung weist eine Heizeinrichtung und eine Andrückeinrichtung für die Oberteile auf. Die oberen Flächen des gefüllten Verpackungsbehälters 3, der von dem Förderer 5 weitertransportiert wird, werden mittels der Heißluft erwärmt, die durch die obere Heizeinrichtung strömt, so dass die thermoplastische Schicht die richtige Temperatur zur Versiegelung erreicht. Die obere Andrückeinrichtung drückt auf die oberen Flächen, um sie über die thermoplastische Schicht miteinander zu verbinden, und versiegelt dabei die Oberseite 3b des Verpackungsbehälters 3, so dass eine geschlossene Stirnfläche entsteht. Anschließend wird der mit dem Lebensmittel gefüllte Verpackungsbehälter 3 durch die Datumsaufdruckstation und den Austragsförderer geführt, ehe er als fertiges Produkt das Verpackungssystem 1 verlässt.
Der Abschnitt der gesamten Anlage, der sich von der Formvorrichtung 7 bis zur Versiegelungseinrichtung erstreckt und den Förderer 5 umfasst, ist von einem Gehäuse umschlossen (das hier nicht speziell dargestellt ist), um so die Sterilisierwirkung zu erhöhen.
Die Ergebnisse von Versuchen, die mit dem so genannten Elektrodenverfahren zur Oxidation durchgeführt wurden, um in den Fällen, in denen das Verpackungssystem 1 mit einer erfindungsgemäßen Sterilisiervorrichtung ausgerüstet ist, nach Entfernung des Sterilisiermittels Reste von Wasserstoffsuperoxid zu erfassen, werden nachstehend beschrieben.
Bei den Verpackungsbehältern 3, die dabei untersucht wurden, handelte es sich um Behälter mit einer Bodenfläche mit drei verschiedenen Größen - 250 ml, 500 ml und 1000 ml. Zu den für den Förderer 5 eingestellten Betriebsbedingungen gehörte folgendes: intermittierende Förderung von Verpackungsbehältern 3 in neben einander stehenden Paaren über etwa 1, 2 Sekunden und Anhalten für die Dauer von etwa 0,6 Sekunden zwischen den Förderperioden. Auf diese Weise wurden die Behälter 0,6 Sekunden lang vorwärts bewegt und dann wurde ihre Bewegung 0,6 Sekunden lang angehalten. Während des Zeitraums von 0,6 Sekunden, in dem die Behälter auf dem Förderer in ihrer Bewegung angehalten wurde, wurde jeweils das Sterilisiermittel in der Vorrichtung 19 zum Aufbringen des Sterilisiermittels in die Behälter eingebracht, wurde das Sterilisiermittel in der Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels aus den Behältern entfernt und das flüssige Lebensmittelprodukt in der Befüllungsvorrichtung 11 in die Behälter eingefüllt. Dabei wies die Lösung mit dem Wasserstoffsuperoxid, die kontinuierlich aus den Sprühdüsen 25 in den Innenraum der Behälter eingesprüht wurde, eine Konzentration an Wasserstoffsuperoxid von 0,1% auf, während die durchschnittliche Durchströmmenge der Lösung 200 ml/h (bei einem Volumen von 250 ml in der Verpackung), bzw. 300 ml /h (bei einem Verpackungsvolumen von 500 ml oder 1000 ml) betrug. Der Innendruck der Luftleitung 31 in der Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels betrug vor dem Durchströmen der Luft durch das Filter 35 zum Entfernen von Staub 0,2 bis 0,3 bar und nach dem Durchströmen durch das Drosselventil 0,05 bar. Dabei war die Strömungsmenge der Luft auf 80 m³/h eingestellt und die Einstelltemperatur für die Heizeinrichtung 33 auf das Volumen des Behälters des Verdichters 37 eingestellt. Dann wurde an insgesamt sechs Punkten die Konzentration an restlichem Wasserstoffsuperoxid gemessen, wovon an drei Punkten innerhalb jedes Verpackungsbehälters 3 zufällig Proben entnommen wurde.
Die Ergebnisse der Versuche mit Verpackungsbehältern 3 mit einem Fassungsvermögen von 1000 ml bestätigten, dass dann, wenn die Einstelltemperatur für die Heizeinrichtung 33 bei 280ºC oder 300ºC lag, an drei der sechs Messpunkte 0,01 ppm Wasserstoffsuperoxid zurück geblieben waren. Es wurde jedoch entdeckt, dass dann, wenn die Temperatur auf 320ºC eingestellt war, das Wasserstoffsuperoxid vollständig entfernt wurde und an den sechs Messpunkten überhaupt nichts zurück geblieben war.
Bei Verpackungsbehältern 3 mit einer Größe von 500 ml bestätigte sich, dass dann, wenn die Einstelltemperatur für die Heizeinrichtung 33 auf 260ºC eingestellt war, 0,01 ppm Wasserstoffsuperoxid an drei der sechs Messpunkte zurück blieben. Es wurde jedoch festgestellt, dass dann, wenn die Temperatur von 280ºC eingestellt war, das Wasserstoffsuperoxid vollständig entfernt wurde und an den sechs Messpunkten überhaupt nichts zurück geblieben war.
Bei den Tests mit Verpackungsbehältern 3 mit einer Größe von 250 ml wurde festgestellt, dass dann, wenn die Einstelltemperatur für die Heizeinrichtung 33 auf 280ºC eingestellt war, das Wasserstoffsuperoxid vollständig entfernt wurde und an den sechs Messpunkten überhaupt nichts zurück geblieben war.
Anhand dieser Ergebnisse wurde festgestellt, dass beim Betrieb des Verpackungssystems unter den beschriebenen Bedingungen die Einstelltemperatur für die Heizeinrichtung bei einem Behältervolumen von 1000 ml mindestens 320ºC betragen muss und bei einem Behältervolumen von 500 ml und 250 ml eine Temperatur von mindestens 280ºC erforderlich ist. Bläst man die verdichtete Heißluft bei einer so hohen Einstelltemperatur ein, die für das Volumen des jeweiligen Verpackungsbehälters 3 geeignet ist, kann das Wasserstoffsuperoxid von der Innenseite des Behälters gründlich entfernt werden. Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, dass die verdichtete Heißluft, die in den Innenraum des Behälters eingeblasen wird, das Wasserstoffsuperoxid thermisch zersetzt, das in der dieses enthaltenden Lösung vorhanden ist, die auf die Innenflächen des Behälters aufgebracht wird, und dabei in Wasser und Sauerstoff aufspaltet und nach der Zersetzung das Wasser rasch verdampft. Der Grund, weshalb die richtige Einstelltemperatur bei Behältern mit einer Größe von 500 ml, die mindestens 280ºC beträgt, genauso hoch ist wie bei Verpackungsbehältern mit einer Größe von 250 ml, liegt darin, dass bei der Größe von 250 ml die durchschnittliche Strömungsmenge des in den Innenraum des Behälters einzuspritzenden Wasserstoffsuperoxids auf einen Wert eingestellt wird, der (um 2/3) geringer ist als bei 500 ml.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde vorzugsweise eine Lösung verwendet, die Wasserstoffsuperoxid in einer Konzentration im Bereich von 0,05 bis 0,20 Gew.-%, vorzugsweise 0,07 bis 0,15 Gew.-%, enthielt.
Dank der vorliegenden Erfindung kann bei korrekter Einstellung der Temperatur, die für das jeweilige Volumen des Behälters geeignet ist, und bei richtiger anfänglicher Einstellung der Arbeitsbedingungen das Wasserstoffsuperoxid gründlich und zuverlässig aus dem Innenraum des Behälters recht rasch entfernt werden. Damit bietet die vorliegende Erfindung ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung, die verdichtete Heißluft mit der richtigen Temperatur einbläst, damit das Wasserstoffsuperoxid aus dem Innenraum des Behälters in kurzer Zeit gründlich entfernt werden kann.
Außerdem ist es zur Erzielung eines so vorteilhaften Ergebnisses nur erforderlich, eine einfache und kompakte Vorkehrung zu treffen, die darin besteht, dass eine Vorrichtung 19 zum Aufbringen eines Sterilisiermittels eingesetzt wird, die eine Lösung, die Wasserstoffsuperoxid enthält, in den Innenraum des Behälters einbringt, sowie darin, dass eine Vorrichtung 23 zum Entfernen des Sterilisiermittels vorgesehen ist, welche die aufgebrachte Lösung mit Hilfe verdichteter Heißluft entfernt, ehe der Behälter mit einem Lebensmittel gefüllt wird.
Bei dem Verpackungssystem 1, das Verpackungsbehälter 3 kontinuierlich mit einem Lebensmittel füllt, die intermittierend und kontinuierlich von dem Förderer 5 weiterbewegt werden, kann außerdem das Wasserstoffsuperoxid aus dem Innenraum des Behälters innerhalb kurzer Zeit gründlich entfernt werden. Damit ist es sogar bei einem Verpackungssystem, bei dem ein Lebensmittel kontinuierlich in die Verpackungsbehälter eingefüllt wird, die intermittierend und kontinuierlich von einer Umsetzvorrichtung befördert werden, das Wasserstoffsuperoxid aus dem Innenraum des Behälters innerhalb kurzer Zeit gründlich zu entfernen, wodurch sich die Produktivität erhöht und die Haltbarkeit und Aufrechterhaltung der Qualität des Lebensmittels verbessert werden.
Außerdem kann Heißluft mit der richtigen Temperatur, die für das Fassungsvermögen des jeweiligen Verpackungsbehälters geeignet ist, in den Innenraum des Behälters eingeblasen werden, wobei ein und dieselbe Vorrichtung bei mehr als einer Art oder Größe der Verpackungsbehälter 3 eingesetzt werden kann, um das Wasserstoffsuperoxid sicher zu entfernen.
Die Grundsätze, bevorzugten Ausführungsbeispiele und Funktionsweisen der vorliegenden Erfindung wurden in der vorstehenden Beschreibung erläutert. Die Erfindung, die damit geschützt werden soll, ist jedoch nicht in der Weise aufzufassen, dass sie auf die hier beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt sei. Außerdem sind die hier erläuterten Ausführungsbeispiele eher illustrativ als einschränkend aufzufassen.

Claims

1. Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern, welche in kontinuierlichem Ablauf intermittierend befördert werden, welches folgende Schritte umfasst:

intermittierende Förderung eines Verpackungsbehälters (3) für Lebensmittel durch Vorwärtsbewegen des Behälters über eine Dauer von 0,6 Sekunden und anschließendes Anhalten der Behälter über einen Zeitraum von 0,6 Sekunden;

Aufbringen einer Lösung, die Wasserstoffsuperoxid in einer Konzentration im Bereich zwischen 0,05 und 0,20 Gew.-% enthält, in den Innenraum des Verpackungsbehälters vor dem Einfüllen eines Lebensmittelprodukts in den Verpackungsbehälter;

Bestrahlen des Innenraums des Behälters mit ultraviolettem Licht kurz nach dem Aufbringen der das Wasserstoffsuperoxid enthaltenden Lösung in den Innenraum des Behälters, und

Entfernen des Wasserstoffsuperoxids aus dem Innenraum des Behälters durch Einblasen verdichteter Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) je nach Fassungsvermögen und Größe des Behälters derart, dass bei einem Volumen des Behälters (3) von 1000 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 320ºC eingeblasen wird, bei einem Volumen des Behälters (3) von 500 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 280ºC eingeblasen wird, und bei einem Volumen des Behälters (3) von 250 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 280ºC eingeblasen wird.

2. Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach Anspruch 1, bei welchem die das Wasserstoffsuperoxid enthaltende Lösung eine Konzentration im Bereich zwischen 0,07 und 0,15 Gew.-% aufweist.

3. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel, welche folgendes aufweist:

eine Fördervorrichtung (5), welche die Verpackungsbehälter (3) in kontinuierlichem Betrieb intermittierend befördert, indem die Behälter (3) über einen Zeitraum von 0,6 Sekunden vorwärtsbewegt und über einen Zeitraum von 0,6 Sekunden angehalten werden;

eine Vorrichtung (19) zum Aufbringen eines Sterilisiermittels, welches eine Wasserstoffsuperoxid enthaltende Lösung, die in einer Konzentration im Bereich zwischen 0,05 und 0,2 Gew.-% vorliegt und eine sterilisierende Wirkung besitzt, in den Innenraum des Verpackungsbehälters auf der Fördervorrichtung einbringt, ehe der Innenraum des Behälters (3) mit einem Lebensmittelprodukt befüllt wird;

eine Vorrichtung (21) zum Bestrahlen mit ultraviolettem Licht, welche kurz nach dem Einbringen der Wasserstoffsuperoxid enthaltenden Lösung in den Innenraum des Behälters den Innenraum des Behälters (3) mit UV-Licht bestrahlt;

eine Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels, welche das Wasserstoffsuperoxid aus dem Innenraum des Behälters (3) durch Einblasen verdichteter Heißluft in den Innenraum des Behälters bei einer Temperatur entfernt, die vom jeweiligen Fassungsvermögen und der Größe des Behälters abhängig ist, so dass bei einem Volumen des Behälters (3) von 1000 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 320ºC eingeblasen wird, bei einem Volumen des Behälters (3) von 500 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 280ºC eingeblasen wird, und bei einem Volumen des Behälters (3) von 250 ml die verdichtete Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) mit einer Temperatur von mindestens 280ºC eingeblasen wird.

4. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach Anspruch 3, bei welcher die Vorrichtung (19) zum Aufbringen eines Sterilisiermittels die Wasserstoffsuperoxid enthaltende Lösung kontinuierlich in den Innenraum des Behälters (3) durch ein offenes Ende (3b) oben am Behälter einträgt.

5. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei welcher die Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels kontinuierlich Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) einbläst.

6. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, welche eine funktionsmäßig mit der Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels verbundene Einrichtung zum Einstellen der Temperatur der verdichteten Heißluft aufweist, welche von der Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels in den Innenraum des Behälters zugeführt wird.

7. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher die Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels einen Verdichter (37) und eine mit einem Paar Düsen verbundene Heizeinrichtung (33) aufweist.

8. Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern für Lebensmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welcher die Vorrichtung (23) zum Entfernen des Sterilisiermittels ein Ventil zum Einstellen der Durchströmmenge der Heißluft in den Innenraum des Behälters (3) umfasst.