EP0460380A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken Download PDF

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EP0460380A1
EP0460380A1 EP91105660A EP91105660A EP0460380A1 EP 0460380 A1 EP0460380 A1 EP 0460380A1 EP 91105660 A EP91105660 A EP 91105660A EP 91105660 A EP91105660 A EP 91105660A EP 0460380 A1 EP0460380 A1 EP 0460380A1
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EP
European Patent Office
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sterilization chamber
chamber
sterilization
sterilizing
packaging elements
Prior art date
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EP91105660A
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EP0460380B1 (de
Inventor
Alfons Turtschan
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Gasti Verpackungsmaschinen GmbH
Jagenberg AG
Original Assignee
Gasti Verpackungsmaschinen GmbH
Jagenberg AG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • 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

Definitions

  • the invention first relates to a method for all-round sterilization of stacked packaging elements, in particular cups made of plastic with different wall thicknesses, in a separate sterilization chamber on a filling and closing machine by means of a sterilizing agent, such as H2O2 steam and hot sterile air.
  • a sterilizing agent such as H2O2 steam and hot sterile air.
  • the strong oxidizing effect of the concentrated hydrogen peroxide solution (35% concentration) is used at elevated temperature (60 ° C to 80 ° C), whereby even resistant microorganisms (Bacillus spores) can be killed within seconds.
  • a reduction rate of resistant germs (Bacillus subtilis spores) by at least four powers of ten is considered necessary for packaging with a content of up to 2 l.
  • D-value decimal reduction time
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method suitable for all-round sterilization of stacked packaging elements, in particular cups made of plastic with different wall thicknesses, by means of which a sterilization which meets the strict requirements is made possible in a simple and, above all, economical manner, without this Packaging is impaired and / or the residual removal of the sterilizing agent is made more difficult.
  • a device is to be created which enables the task to be solved with the least construction effort and in the smallest of spaces.
  • this object is achieved according to the invention in that the packaging elements are pre-sterilized by means of air containing H2O2 before they enter the sterilization chamber.
  • This can be done in such a way that the packaging elements, such as. B. plastic cups are pre-sterilized in batches for a sufficient time and then fed to the sterilization chamber with the conventional sterilization that follows.
  • the H2O2-containing air for pre-sterilization could be processed independently of the sterilizing agent in the sterilization chamber.
  • the pre-sterilization of the packaging elements is expediently carried out by means of air containing H2O2 flowing out of the sterilization chamber.
  • air containing H2O2 flowing out of the sterilization chamber.
  • the air containing H2O2 should still have a concentration of 2000 to 2500 ppm.
  • the temperature of the air containing H2O2 should be at least 90 ° C. and that the packaging elements should be pre-sterilized for at least 30 seconds.
  • a device suitable for carrying out the method according to the invention for all-round sterilization of stacked packaging elements, in particular cups made of plastic with different wall thicknesses consists of a separate sterilization chamber arranged on a filling and sealing machine, each with an upper inlet opening and lower outlet opening for the stacked packaging elements and one Inlet for a sterilizing agent-steam mixture and hot air, wherein according to the invention the sterilizing chamber is assigned a pre-sterilizing chamber from which the packaging elements are transferred to the sterilizing chamber. The transfer can generally be done manually. However, the pre-sterilization chamber is expediently connected to the sterilization chamber via its outflow line for the H2O2-containing air. In this way, you get a complete unit that can be attached to a filling and sealing machine in a very small space.
  • a particularly economical procedure is obtained when a suction line is connected to the pre-metering chamber and when the outflow line and the suction line open out essentially on opposite sides of the pre-metering chamber. This results in a good and uniform flow through the pre-metering chamber, so that the containers located therein are well washed around on all sides.
  • the sterilization chamber and / or the pre-sterilization chamber has a distribution chamber which is delimited by intermediate walls provided with through-openings and in the area of which the connection points for the outflow line and the suction line are arranged.
  • the through-openings of the intermediate walls are directed obliquely downwards towards the interior of the cups or the like, at least on the respective inflow side. This also ensures a good distribution of the H2O2 sterilizing agent or the H2O2-containing air.
  • baffle plates provided with penetration openings are arranged on the inflow sides in the region of the distribution chambers of the sterilization chamber and the pre-sterilization chamber, and if finally the inflow sides of the sterilization chamber and the pre-sterilization chamber are also arranged essentially diametrically opposite sides.
  • pre-sterilization chamber As such, it does not matter where the pre-sterilization chamber is located. For structural reasons, however, it is advisable to arrange the pre-sterilization chamber above the sterilization chamber. This also makes it considerably easier to appropriately design transport means arranged in the sterilization chamber and the pre-sterilization chamber. Continuous screw conveyors with the same or expediently different division in the sterilization chamber and the pre-sterilization chamber are suitable as means of transport, for example.
  • sterilization and pre-sterilization chambers can also be arranged in rows next to one another and are connected to the outflow line and the suction line via a suitable line system.
  • a filling and closing machine which is only indicated in FIG. 1, enables the packaging of sterilized filling products in aseptic packaging materials under aseptic conditions.
  • liquid and pasty foods come into question, such as. As milk, yogurt, whipped cream, ready-made soups etc.
  • Pre-made cups 14 made of plastic are used as packaging. Basically, cups made of aluminum or composite materials are also possible. The cups have reinforced walls at the bottom, the corners and the edge compared to the side wall. The cups can be securely sealed with plastic lids or aluminum flat lids made of embossed film.
  • a cup conveyor in the form of revolving transport chains is arranged within the housing 2 of the filling and closing machine, which is under sterile air pressure.
  • the filling and closing machine also has a cup stacking and input station 4 with a sterilizing device 5. This has a sterilizing chamber 18 and a pre-sterilizing chamber 10, which is explained in more detail below.
  • the cup stacking and input station 4 has a stack magazine 13, in which the cups 14 to be sterilized are introduced directly against one another with their opening facing upwards.
  • the pre-sterilization chamber 10 is arranged below the stack magazine 13, which can be formed, for example, by rods arranged at a distance from one another. It should be noted here that both the pre-sterilization chamber 10 and the sterilization chamber 18 are sealed at all points required to maintain a perfect sterilization effect.
  • the sterilization chamber 18 with a housing 15, which has an outer wall 16 and intermediate walls 17, is located vertically below the pre-sterilization chamber 10 (see also FIG. 3).
  • the actual sterilization chamber 18 is formed from the intermediate walls, through which the cups 14 are guided in a manner described in more detail below.
  • the sterilization chamber 18 has an inlet opening 22 and an outlet opening 23 for the entry and exit of the cups. Furthermore, the sterilization chamber 18 has an inlet 24 for a sterilizing agent, such as, for. B. a 35% H2O2 vapor mixture that can be entered via a two-fluid nozzle 25 and a heating chamber 30 '.
  • a sterilizing agent such as, for. B. a 35% H2O2 vapor mixture that can be entered via a two-fluid nozzle 25 and a heating chamber 30 '.
  • the H2O2 vapor mixture applied to the beakers in the manner described in more detail below is distributed over these as a condensate film.
  • the subsequent drying of the cups is carried out with sterile, about 200 ° C hot air, which is introduced via an inlet 26.
  • the inlet 26 communicates with a distributor chamber 27 in which there is a baffle plate 28 provided with through openings 30. This ensures good distribution of the hot air.
  • the sterile hot air enters the sterilizing chamber 18 from the distribution chamber 27 via downward-directed through bores 29 in the intermediate wall 17 on the inflow side.
  • the hot air splits the H2O2 into atomic oxygen and water.
  • the residual amount of peroxide in vapor form is sucked out of the sterilization chamber 18 in a targeted manner, and via an outflow line 31 and a suction line 32 connected to the pre-sterilization chamber 10, in which a suction fan 6 is installed.
  • FIG. 1 Although only one sterilization chamber 18 and one pre-sterilization chamber 10 are shown in FIG. 1, a plurality of such chambers can also be arranged one behind the other, as is shown in FIGS. 2 and 3. In this case, the individual chambers are each connected to the inlet 24, the outflow line 31 and the suction line 32 via a correspondingly designed line system.
  • the pre-sterilization chamber 10 is also surrounded by a housing 7 which has an outer wall 8 and partitions 20.
  • the intermediate wall 20 has through openings 20 ′ directed downwards on the inflow side and upwards on the outflow side. It should be noted here that in order to simplify the illustration in FIG. 1, only one intermediate wall is shown in each of the sterilization chamber 18 and the pre-sterilization chamber 10 in order to better show the flow conditions, as they are characterized by the arrows shown.
  • the housing 7 of the pre-sterilization chamber 10 in turn has a distributor chamber 11, on the inflow side of which a baffle plate 12 provided with through openings 12 'is arranged.
  • Air containing H2O2 at a temperature of at least 90 ° C. and a concentration of 2000 to 2500 ppm exiting from the sterilization chamber 18 via the outflow line 31 passes from the distribution chamber 11 through the through openings 20 ′ in the intermediate wall 20 of the pre-sterilization chamber 10 into the actual pre-sterilization chamber 10.
  • the container 14, which has been pulled apart in the manner described in more detail below, is coated on all sides by the H2O2-containing air and is thus pre-sterilized.
  • the pre-sterilization time should be at least 30 seconds.
  • the cups are conveyed through the pre-sterilization chamber 10 and the sterilization chamber 18 with the aid of screw conveyors 33.
  • the screw conveyors 33 can be formed in one piece.
  • the synchronously rotating screw conveyors 33 are driven via drive pinions 34 and a drive, not shown.
  • the screw conveyors In the area of the pre-sterilization chamber 10, the screw conveyors have a smaller pitch than in the area of the sterilization chamber, with the result that in the area of the pre-sterilization chamber the cups have a smaller mutual distance than in the sterilization chamber.
  • the ratio is preferably about 1: 2.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but also allows modifications within the scope of the claims. It is basically conceivable that the pre-sterilization chamber 10 is also arranged laterally next to the sterilization chamber and that other suitable transport means, such as chains with grippers or the like, can also be provided instead of the screw conveyors as a means of transport for moving the cups through the chambers.
  • suitable transport means such as chains with grippers or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum verbesserten Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere Becher mit unterschiedlichen Wandstärken in einer separaten Sterilisierkammer (18) und einer vorgeschalteten Vorsterilisierkammer (10), in welcher die gestapelten Becher mit H2O2-haltiger Luft aus der Sterilisierkammer (18) vorsterilisiert und nach der Vorsterilisierung an die Sterilisierkammer abgegeben werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken, in einer separaten Sterilisierkammer an einer Füll- und Verschließmaschine mittels eines Sterilisiermittels, wie H2O2-Dampf und heißer Sterilluft.
  • Beim Sterilisieren von stapelbaren Behältern (Deutsche Patentschrift 23 10 661) werden die Behälter während des Einströmens des Sterilisiermittels auf gegenseitigen Abstand zueinander gebracht. Dies geschieht mit Hilfe von Greifvorrichtungen, die an umlaufenden Kettenförderern angebracht sind. Durch das Auseinanderziehen des Behälterstapels entsteht zwischen den jeweiligen Innen- und Außenwandungen der Behälter ein so großer Spalt, daß das Sterilmittel, beispielsweise eine 35 %ige H2O2-Lösung beim Einsprühen aus Sprühdüsen die Innen- und Außenwandungen der Behälter vollständig benetzen kann. Nach dem Besprühen mit dem Sterilisiermittel wird in einer nachfolgenden Trockenkammer Warmluft eingeblasen. Dabei dampfen die Reste des Sterilisiermittels ab und durch die Wärmeeinwirkung zerfällt das Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff.
  • Beim Verpacken sterilisierter Füllprodukte in keimfreie Packmittel unter aseptischen Bedingungen muß darauf geachtet werden, daß durch das Sterilisieren des Packmittels, wie z. B. aus Kunststoff bestehende Becher zur Aufnahme flüssiger oder pastöser Güter, wie z. B. Milch, Joghurt, Schlagsahne, Fertigsuppen usw. einerseits die gewünschte bzw. erforderliche Entkeimungswirkung erzielt und daß als Film auf die Innen- und Außenwandungen der Becher aufgebrachte H2O2 vollständig von der Becheroberfläche entfernt wird und daß andererseits eine Hitzebeschädigung des Bechers vermieden wird.
  • Beim Entkeimen mit Wasserstoffperoxid bedient man sich der stark oxidierenden Wirkung der konzentrierten Wasserstoffperoxidlösung (35 % Konzentration) bei erhöhten Temperatur (60°C bis 80°C), wobei selbst eine Abtötung von widerstandsfähigen Mikroorganismen (Bacillus-Sporen) im Sekundenbereich ermöglicht wird. Zur aseptischen Abfüllung neutraler Füllgüter wird bei Verpackungen bis zu 2 l Inhalt eine Reduktionsrate widerstandsfähiger Keime (Bacillus subtilis Sporen) um mindestens vier Zehnerpotenzen als notwendig erachtet.
  • Es ist bekannt, daß zwischen der keimabtötenden Wirkung von Wasserstoffperoxid sowie deren Konzentration und der Temperatur der H2O2-Lösungen eine Abhängigkeit besteht. So nimmt die mikrobizide Wirkung von Wasserstoffperoxid mit steigender Konzentration zu. Schließlich kann die keimabtötende Wirkung von Wasserstoffperoxidlösungen durch Temperaturerhöhung entscheidend verbessert werden.
  • Als Maß für den Abtötungseffekt von Mikroorganismen wird der sogenannte D-Wert (Dezimale Reduktionszeit) verwendet. Dieser Wert gibt die Zeit in Minuten an, welche zur Abtötung von 90 % der vorhandenen Mikrobenpopulation bei konstanter Temperatur erforderlich ist. Eine Abtötung der hartnäckigen Sporenbildner im Sekundenbereich, wie dies in Aseptikanlagen erforderlich ist, ist nur dann gewährleistet, wenn bei H2O2-Konzentrationen von etwa 30 % und darüber hinaus Mindesttemperaturen von 80°C bis 90°C angewendet werden.
  • Auf internationaler Ebene, z. B. durch die amerikanische FDA wurden strenge Richtlinien hinsichtlich des Abtötungseffektes bzw. der Unsterilitätsrate gefordert. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, wäre es sehr einfach, die Temperatur der H2O2-Lösung zum Zwecke einer weitergehenden Abtötungsrate zu erhöhen. Im Vergleich zur Behandlung von Folien als Packmittel ist jedoch die Entkeimung von Behältern, zumal wenn diese aus Kunststoff bestehen, nicht so einfach. Vorgefertigte Kunststoffbecher benötigen naturgemäß Stapelelemente, die durch Rippen, Hinterschnitte, hochgezogene Böden usw. erzeugt werden. Diese Bereiche benötigen für einen wirksamen Abtötungseffekt eine lang andauernde und hohe Wärmeeinwirkung, während demgegenüber die vergleichsweise dünnen Wandungen des Behälters eine solche Einwirkung nicht aushalten bzw. deformiert oder beschädigt werden.
  • Die zur Erfindung führenden Überlegungen gehen wegen dieser Problematik von der Erkenntnis aus, daß die Keimbelastung des Packmittels von großer Bedeutung ist. Je niedriger die Keimzahl auf der Packmitteloberfläche ist, desto leichter läßt sich diese entkeimen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken geeignetes Verfahren vorzuschlagen, durch das auf einfache und vor allen Dingen ökonomische Weise eine den strengen Anforderungen gerecht werdende Sterilisierung ermöglicht wird, ohne daß das Packmittel beeinträchtigt und/oder die Restbeseitigung des Sterilisiermittels erschwert wird. Gleichfalls soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die die gestellte Aufgabe mit geringstem Bauaufwand und auf engstem Raum zu lösen ermöglicht.
  • In verfahrensmäßiger Hinsicht wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verpackungselemente vor ihrem Eintritt in die Sterilisierkammer mittels H2O2-haltiger Luft vorsterilisiert werden. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Verpackungselemente, wie z. B. aus Kunststoff bestehende Becher stapelweise für eine ausreichende Zeit vorsterilisiert werden und danach der Sterilisierkammer mit der darin nachfolgenden, herkömmlichen Sterilisation zugeführt werden. Die H2O2-haltige Luft für die Vorsterilisation könnte im Prinzip unabhängig von dem Sterilisiermittel in der Sterilisierkammer aufbereitet werden.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt jedoch das Vorsterilisieren der Verpackungselemente mittels aus der Sterilisierkammer auströmender H2O2-haltiger Luft. Hierdurch wird der besondere Vorteil erreicht, daß die H2O2-Abluft aus der Sterilisierkammer unmittelbar für die Vorsterilisation benutzt wird. Die H2O2-haltige Luft sollte dabei noch eine Konzentration von 2000 bis 2500 ppm aufweisen. Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die Temperatur der H2O2-haltigen Luft mindestens 90°C betragen sollte und daß die Verpackungselemente mindestens 30 Sekunden lang vorsterilisiert werden sollten.
  • Am einfachsten ist es, wenn die H2O2-haltige Luft aus der Vorsterilisierkammer abgesaugt wird.
  • Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken, besteht aus einer an einer Füll- und Verschließmaschine 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, wobei erfindungsgemäß der Sterilisierkammer eine Vorsterilisierkammer zugeordnet ist, aus der die Verpackungselemente an die Sterilisierkammer übergeben werden. Die Übergabe kann grundsätzlich manuell erfolgen. Zweckmäßigerweise ist jedoch die Vorsterilisierkammer mit der Sterilisierkammer über deren Ausströmleitung für die H2O2-haltige Luft verbunden. Auf diese Weise kommt man zu einer kompletten Baueinheit, die sich auf engstem Raum an einer Füll- und Verschließmaschine anbringen läßt.
  • Eine besonders ökonomische Verfahrensweise ergibt sich dann, wenn an die Vordosierkammer eine Saugleitung angeschlossen ist und wenn ferner die Ausströmleitung und die Saugleitung im wesentlichen auf gegenüberliegenden Seiten der Vordosierkammer einmünden. Hierdurch ergibt sich eine gute und gleichmäßige Durchströmung der Vordosierkammer, so daß die darin befindlichen Behälter allseits gut umspült werden.
  • Zu dem gleichen Zweck trägt auch bei, wenn die Sterilisierkammer und/oder die Vorsterilisierkammer eine von mit Durchtrittsöffnungen versehenen Zwischenwänden begrenzte Verteilerkammer aufweist, in deren Bereich die Anschlußstellen für die Ausströmleitung und die Saugleitung angeordnet sind.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Durchtrittsöffnungen der Zwischenwände zumindest auf der jeweiligen Einströmseite schräg nach unten zum inneren der Becher oder dgl. gerichtet sind. Hierdurch wird gleichfalls eine gute Verteilung des H2O2-Sterilisiermittels bzw. der H2O2-haltigen Luft gewährleistet.
  • Zur guten Verteilung ist es weiterhin von Vorteil, wenn auf den Einströmseiten im Bereich der Verteilerkammern der Sterilisierkammer und der Vorsterilisierkammer mit Durchschlagsöffnungen versehene Prallbleche angeordnet sind und wenn schließlich die Einströmseiten der Sterilisierkammer und der Vorsterilisierkammer auch im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
  • An sich spielt es keine Rolle, wo die Vorsterilisierkammer angeordnet ist. Aus baulichen Gründen bietet sich jedoch an, die Vorsterilisierkammer oberhalb der Sterilisierkammer anzuordnen. Dadurch wird es auch erheblich einfacher, in der Sterilisierkammer und der Vorsterilisierkammer angeordnete Transportmittel in zweckmäßiger Weise auszugestalten. Als Transportmittel eignen sich zum Beispiel durchgehende Förderschnecken mit gleicher oder aber zweckmäßigerweise ungleicher Teilung in der Sterilisierkammer und der Vorsterilisierkammer.
  • Es versteht sich, daß auch mehrere Sterilisier- und Vorsterilisierkammern reihenweise nebeneinander angeordnet sein können und dabei über ein geeignetes Leitungssystem an die Ausströmleitung und die Saugleitung angeschlossen sind.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im einzelnen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig.1
    Eine Sterilisiervorrichtung mit Sterilisier- und Vorsterilisierkammer für gestapelte Becher,
    Fig.2
    eine schematische Aufsicht mit einer teilweisen Schnittdarstellung durch die Vorsterilisierkammer entlang der Linie II-II der Fig. 1,
    Fig.3
    eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung durch die Sterilisierkammer entlang der Linie III-III der Fig. 1 und
    Fig.4
    ein Schaubild mit zwei Vergleichskurven für eine Sterilisation ohne und mit Vorsterilisation.
  • Eine in Fig. 1 nur angedeutete Füll- und Verschließmaschine ermöglicht das Verpacken sterilisierter Füllprodukte in keimfreie Packmittel unter aseptischen Bedingungen. Als Füllprodukte kommen flüssige und pastöse Lebensmittel in Frage, wie z. B. Milch, Joghurt, Schlagsahne, Fertigsuppen usw. Als Packmittel werden vorgefertigte Becher 14 aus Kunststoff eingesetzt. Grundsätzlich kommen auch Becher aus Aluminium oder Verbundmaterialien in Frage. Die Becher weisen am Boden, den Ecken und dem Rand verstärkte Wandungen im Vergleich zu der seitlichen Wandung auf. Die Becher können mit Kunststoffdeckeln oder Alu-Flachdeckeln aus geprägter Folie, sicher versiegelt werden. Innerhalb des unter Sterilluft-Überdruck stehenden Gehäuses 2 der Füll- und Verschließmaschine ist ein Bechertransporteur in Form von umlaufenden Transportketten angeordnet. Die Füll- und Verschließmaschine besitzt ferner eine Becher-Abstapel- und Eingabestation 4 mit einer Sterilisiervorrichtung 5. Diese weist eine Sterilisierkammer 18 und eine weiter unten näher erläuterte Vorsterilisierkammer 10 auf.
  • 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. Unterhalb des Stapelmagazins 13, das zum Beispiel von mit Abstand zueinander angeordneten Stangen gebildet sein kann, ist die Vorsterilisierkammer 10 angeordnet. Es sei hier bemerkt, daß sowohl die Vorsterilisierkammer 10 als auch die Sterilisierkammer 18 an allen zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien Sterilisierwirkung erforderlichen Stellen abgedichtet sind. Vertikal unter der Vorsterilisierkammer 10 befindet sich die Sterilisierkammer 18 mit einem Gehäuse 15, das eine Außenwandung 16 sowie Zwischenwandungen 17 aufweist (s. auch Fig. 3). Von den Zwischenwandungen wird die eigentliche Sterilisierkammer 18 gebildet, durch die die Becher 14 in weiter unten näher beschriebener Weise hindurchgeführt werden. Nach dem Durchlauf der Becher 14 werden diese mittels eines nicht dargestellten Greifers oder eines Saugelementes ergriffen und in Zellenbleche 19 des Kettentransporteurs eingehängt. Der Kettenförderer kann schrittweise in Richtung des Pfeils 21 bewegt werden. Die Sterilisierkammer 18 besitzt zum Ein- und Austritt der Becher eine Einlaßöffnung 22 und eine Auslaßöffnung 23. Ferner weist die Sterilisierkammer 18 einen Einlaß 24 für ein Sterilisiermittel auf, wie z. B. ein 35 %iges H2O2-Dampfgemisch, das über eine Zweistoffdüse 25 und eine Heizkammer 30' eingegeben werden kann. 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, etwa 200°C heißer Luft, die über einen Einlaß 26 eingebracht wird. Der Einlaß 26 steht mit einer Verteilerkammer 27 in Verbindung, in der sich ein mit Durchlaßöffnungen 30 versehenes Prallblech 28 befindet. Hierdurch wird eine gute Verteilung der Heißluft gewährleistet. Aus der Verteilerkammer 27 tritt die sterile Heißluft über nach unten gerichtete Durchtrittsbohrungen 29 in der auf der Einströmseite liegenden Zwischenwand 17 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 Sterilisierkammer 18 abgesaugt, und zwar über eine Ausströmleitung 31 und über eine mit der Vorsterilisierkammer 10 in Verbindung stehende Saugleitung 32, in der ein Sauggebläse 6 eingebaut ist.
  • Obwohl in Fig. 1 nur eine Sterilisierkammer 18 und eine Vorsterilisierkammer 10 dargestellt sind, können auch mehrere solcher Kammern hintereinander angeordnet sein, so wie das in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. In diesem Fall sind die einzelnen Kammern jeweils über ein entsprechend ausgebildetes Leitungssystem mit dem Einlaß 24, der Ausströmleitung 31 und der Saugleitung 32 verbunden.
  • Die Vorsterilisierkammer 10 ist gleichfalls vom einem Gehäuse 7 umgeben, das eine Außenwandung 8 und Zwischenwände 20 aufweist. Die Zwischenwand 20 besitzt dabei auf der Einströmseite nach unten gerichtete und auf der Ausströmseite nach oben gerichtete Durchtrittsöffnungen 20'. Es sei hier bemerkt, daß zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 jeweils in der Sterilisierkammer 18 und der Vorsterilisierkammer 10 nur eine Zwischenwand dargestellt ist, um die Strömungsverhältnisse, so wie sie durch die eingezeichneten Pfeile charakterisiert sind, besser zeigen zu können. Das Gehäuse 7 der Vorsterilisierkammer 10 besitzt wiederum eine Verteilerkammer 11, auf deren Einströmseite ein mit Durchlaßöffnungen 12' versehenes Prallblech 12 angeordnet ist.
  • Aus der Sterilisierkammer 18 über die Ausströmleitung 31 austretende H2O2-haltige Luft mit einer Temperatur von mindestens 90°C und einer Konzentration von 2000 bis 2500 ppm gelangt von der Verteilerkammer 11 über die Durchtrittsöffnungen 20' in der Zwischenwand 20 der Vorsterilisierkammer 10 in die eigentliche Vorsterilisierkammer 10. In dieser werden die in weiter unten näher beschriebenen Weise auseinandergezogenen Behälter 14 allseitig von der H2O2-haltigen Luft bestrichen und auf diese Weise vorsterilisiert. Die Vorsterilisierzeit sollte mindestens 30 Sekunden betragen.
  • Die Becher werden mit Hilfe von Förderschnecken 33 durch die Vorsterilisierkammer 10 und die Sterilisierkammer 18 gefördert. Die Förderschnecken 33 können einstückig ausgebildet sein. Die synchron drehend angetriebenen Förderschnecken 33 werden über Antriebsritzel 34 und einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Im Bereich der Vorsterilisierkammer 10 besitzen die Förderschnecken eine geringere Teilung als im Bereich der Sterilisierkammer mit der Folge, daß im Bereich der Vorsterilisierkammer die Becher einen geringeren gegenseitigen Abstand als in der Sterilisierkammer aufweisen. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis etwa 1 : 2.
  • In Fig. 4 ist ein Schaubild mit zwei aus Versuchen abgeleiteten Vergleichsdarstellungen für einen typischen Sterilisationsverlauf (Bacillus Subtilis-Sporen) ohne Vorsterilisation und mit Vorsterilisation gezeigt. Dabei sind auf der Abszisse die für die Sterilisation bzw. Vorsterilisation vorgesehene Zeit in Sekunden und auf der Ordinaten die Keimreduktion in log aufgetragen. Bei den zu sterilisierenden Gegenständen handelte es sich um Kunststoffbecher. Als Sterilisiermittel wurde eine 35 %ige H2O2-Lösung benutzt. Die Bezeichnungen (1), (2), (3) haben folgende Bedeutung:
    • (1) =
    Ohne Vorsterilisation (Keimreduktion = 4,02 log)
    (2) =
    Vorsterilisation (Keimreduktion = 2,3 log)
    (2) + (3) =
    Vorsterilisation mit nachfolgender Sterilisation (Keimreduktion = 5,75 log)
  • Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt. So ist es grundsätzlich denkbar, daß die Vorsterilisierkammer 10 auch seitlich neben der Sterilisierkammer angeordnet ist und daß anstatt der Förderschnecken als Transportmittel für die Bewegung der Becher durch die Kammern auch andere geeignete Transportmittel, wie Ketten mit Greifern oder dgl. vorgesehen sein können.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken, in einer separaten Sterilisierkammer an einer Füll- und Verschließmaschine mittels eines Sterilisiermittels, wie H2O2-Dampf und heißer Sterilluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungselemente vor ihrem Eintritt in die Sterilisierkammer mittels H2O2-haltiger Luft vorsterilisiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsterilisieren der Verpackungselemente mittels aus der Sterilisierkammer ausströmender H2O2-haltiger Luft erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die H2O2-haltige Luft aus der Vorsterilisierkammer abgesaugt wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die H2O2-haltige Luft eine Konzentration von 2000 bis 2500 ppm aufweist.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der H2O2-haltigen Luft mindestens 90°C beträgt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungselemente mindestens 30 Sekunden lang vorsterilisiert werden.
  7. Vorrichtung zum Rundumsterilisieren von gestapelten Verpackungselementen, insbesondere aus Kunststoff bestehende Becher mit unterschiedlichen Wandstärken zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer an einer Füll- und Verschließmaschine 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Sterilisierkammer (18) eine Vorsterilisierkammer (10) zugeordnet ist, aus der die Verpackungselemente (14) an die Sterilisierkammer (18) übergeben werden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorsterilisierkammer (10) und die Sterilisierkammer (18) über deren Ausströmleitung (31) für die H2O2-haltige Luft miteinander verbunden sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß an die Vorsterilisierkammer eine Saugleitung (32) angeschlossen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsterilisierkammer (10) oberhalb der Sterilisierkammer (18) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmleitung (31) und die Saugleitung (32) im wesentlichen auf gegenüberliegenden Seiten der Vorsterilisierkammer (10) einmünden.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierkammer (18) und/oder die Vorsterilisierkammer (10) eine von mit Durchtrittsöffnungen (29, 20') versehenen Zwischenwänden (17, 20) begrenzte Verteilerkammer (27, 11) aufweist, in deren Bereich die Anschlußstellen für die Ausströmleitung (31) und die Saugleitung (32) sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (29, 20') der Zwischenwände (17, 20) zumindest auf der jeweiligen Einströmseite schräg nach unten zum inneren der Becher oder dgl. gerichtet sind.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Einströmseiten im Bereich der Verteilerkammern (27, 11) der Sterilisierkammer (18) und der Vorsterilisierkammer (10) mit Durchlaßöffnungen (30, 12') versehene Prallbleche (28, 12) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmseiten der Sterilisierkammer (18) und der Vorsterilisierkammer (10) auf im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsterilisierkammer (10) oberhalb der Sterilisierkammer (18) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch in der Sterilisierkammer (18) und der Vorsterilisierkammer (10) angeordnete Transportmittel für die Becher (14) oder dgl.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportmittel in der Vorsterilisierkammer (10) bezüglich ihrer die Becher (14) oder dgl. fördernden Mitnehmer einen gegenseitigen geringeren Abstand als in der Sterilisierkammer (18) aufweisen.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportmittel von sich durch die Sterilisierkammer (18) und Vorsterilisierkammer (10) erstreckenden Förderschnecken (33) gebildet sind.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Sterilisier- und Vorsterilisierkammern (18, 10) reihenweise nebeneinander angeordnet sind und über ein Leitungssystem an die Ausströmleitung (31) und die Saugleitung (32) angeschlossen sind.
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