EP0512244A1 - Vorrichtung zum Sterilisieren von temperaturbelastbaren Verpackungsbehältern - Google Patents
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- B65B55/16—Sterilising contents prior to, or during, packaging by irradiation
Definitions
- the invention is based on a device for sterilizing packaging containers according to the preamble of claim 1.
- a device for sterilizing packaging containers according to the preamble of claim 1.
- containers for example glass bottles, ampoules or the like for parenteral medicaments
- To monitor the sterilization temperature it is known in a sterilization device known from EP-A-312 022 to measure the temperature of the containers in the sterilization zone with a radiation pyrometer and then to influence the conveyance of the containers through the oven.
- the pyrometer In order to protect the pyrometer from excessive heat and to ensure an unobstructed view of a relatively large field, the pyrometer is installed in a side wall of the furnace, so that the containers are gripped in a test field transverse to their conveying direction at a relatively flat angle from above will. Since the containers are usually guided side by side through the furnace, only their upper area is a temperature check of them accessible. This check assumes that the upper areas of the containers in the field covered provide a representative measured value overall. In the known device, however, it is not ensured that her body and floor have also reached the minimum temperature required for sterilization.
- the sterilizing device with the characterizing features of claim 1 has the advantage that very representative areas of the container, namely the opening edge, the shoulder and in particular the bottom are monitored by the opening of the container for the temperatures reached. In particular, it is important to measure the temperature of the inside of the floor, since evaporation of liquid residues, which may have remained from the previous washing, does not achieve the desired temperature.
- FIG. 1 shows a heating and sterilizing oven of a sterilizing device simplified in longitudinal section
- FIG. 2 shows the sterilizing oven according to FIG. 1 in cross section.
- the heating and sterilizing zone of a dry heat sterilizing device has a tunnel-like oven 10 with a ceiling 11, a bottom 12, a front wall 13, a rear wall 14 and two side walls 15 and 16 made of heat-insulating material.
- a horizontal run of a heat-resistant, endless conveyor belt 17 extends through the furnace 10, which enters the furnace through an opening 18 in the front wall 13 and exits the furnace 10 again through an opening 19.
- heating elements preferably rod-shaped IR radiators 21, 22 with reflectors are arranged at equal intervals transversely to the conveying direction, by means of their IR radiation and the convection which arises in the oven 10, that with the conveyor belt 17 through the oven 10 conveyed containers 1, such as bottles, ampoules and the like.
- the furnace can also be operated with hot air using the Larninarflow process.
- a heat radiation measuring device 25 is arranged above the opening 18 in the front wall 13 and runs parallel through an opening 26 in the front wall 13 into the upper part of the furnace 10 is aligned to the conveyor path of the conveyor belt 17.
- a plurality of flat, strip-shaped mirrors 30 suitable for IR radiation are arranged in the upper part of the furnace 10 above the level of the upper IR radiators 21.
- the mirror surface of the plane mirror 30 faces the thermal radiation measuring device 25 and is inclined towards the conveyor path of the conveyor belt 17, so that the thermal radiation emitted upwards by the containers 1 standing on the conveyor belt 17 is deflected by approximately 90 ° to the receiving part of the thermal radiation measuring device 25.
- the individual mirrors 30 are arranged offset in the conveying direction of the conveyor belt 17 and in height, so that they are in register with the interspaces between the upper IR radiators 21 and rise in height to form a closed projection surface complete.
- a certain arrangement of several mirrors in the furnace makes it possible to measure the temperature distribution of the containers 1 in the entire furnace with a single thermal radiation measuring device. Basically, however, it is sufficient to assign a single mirror to the end region of the furnace, where the containers 1 have reached their highest temperature, by means of which a narrow field extending over the entire width of the conveyor device can be monitored.
- the heat radiation measuring device 25 can be a commercially available pyrometer with a suitable measuring field and can additionally be equipped with a 1D or 2D deflection unit.
- An IR camera with which the temperature can be determined due to the known emissivity of glass, is also very suitable.
- An IR camera has the advantage that the IR radiation reflected from the mirrors from a certain test area can be scanned line by line and point by point, so that the temperature signals received and the individual measuring points can be processed with the aid of a suitable computing or image processing program how opening edge, shoulder or bottom of the container 1, and also the surface of the conveyor belt 17 between the containers 1 can be assigned.
- the temperature profiles determined in this way are preferably used to regulate the output of the furnace heating and / or to regulate the speed of the conveyor belt 17.
- the lowest measured temperature can be used for power control regardless of where it was measured.
- they can also be pivoted about their longitudinal axis or arranged to be movable with the containers 1 over a certain distance, so that the same containers can be monitored over a certain period of time by synchronous running with the containers 1.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Bei der Trockenhitzesterilisation von Behältern, beispielsweise Glasflaschen, Ampullen o. dgl. für parenterale Arzneimittel ist es von äußerster Wichtigkeit, daß alle in der Sterilisationsvorrichtung behandelten Behälter auf eine bestimmte Solltemperatur erhitzt werden. Zum Überwachen der Sterilisationstemperatur ist es bei einer aus der EP-A-312 022 bekannten Sterilisiervorrichtung bekannt, mit einem Strahlungspyrometer die Temperatur der Behälter in der Sterilisierzone zu messen und danach die Förderung der Behälter durch den Ofen zu beeinflussen. Um das Pyrometer vor großer Hitzeeinwirkung zu schützen und um eine unbehinderte Sicht auf ein relativ großes Feld zu gewährleisten, ist das Pyrometer in einer Seitenwand des Ofens eingebaut, so daß die Behälter in einem Prüffeld quer zu ihrer Förderrichtung in einem relativ flachen Winkel von oben erfaßt werden. Da die Behälter durch den Ofen in der Regel Seite an Seite aneinander anliegend geführt werden, ist von ihnen jeweils nur ihr oberer Bereich einer Temperaturüberprüfung zugänglich. Bei dieser Überprüfung wird davon ausgegangen, daß die oberen Bereiche der Behälter im erfaßten Feld insgesamt einen repräsentativen Meßwert liefern. Bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch nicht sichergestellt, daß auch ihr Körper und ihr Boden die für die Sterilisation erforderliche Mindesttemperatur erreicht haben.
- Die Sterilisiervorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß sehr repräsentative Bereiche der Behälter, nämlich der Öffnungsrand, die Schulter und insbesondere der Boden durch die Öffnung des Behälters auf die erreichten Temperaturen überwacht werden. Insbesondere ist das Erfassen der Temperatur der Innenseite des Bodens wichtig, da durch Verdunsten von Flüssigkeitsresten, die gegebenfalls vom vorausgehenden Waschen zurückgeblieben sind, nicht die Solltemperatur erreicht wird.
- Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Sterilisiervorrichtung möglich. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich durch das Kennzeichen nach Anspruch 3, wonach alle durch den Ofen geförderten Behälter einer Temperaturüberwachung zugänglich gemacht werden. Darüberhinaus ist die Anordnung mehrerer Spiegel nach Anspruch 2 vorteilhaft, so daß bei Einbauten im Ofen die Behälter in Deckung zu den Zwischenräumen zwischen den Einbauten erfaßt werden.
- Ein Wärmebild mit punktueller Auswertemöglichkeit ergibt sich durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Aufheiz- und Sterilisierofen einer Sterilisiervorrichtung vereinfacht im Längsschnitt und Figur 2 den Sterilisierofen nach Figur 1 im Querschnitt.
- Die Aufheiz- und Sterilisierzone einer Trockenhitzesterilisiervorrichtung hat einen tunnelartigen Ofen 10 mit einer Decke 11, einem Boden 12, einer Vorderwand 13, einer Rückwand 14 und zwei Seitenwanden 15 und 16 aus warmeisolierendem Material. Zum Durchführen der zu sterilisierenden Behälter 1 erstreckt sich ein waagrechtes Trum eines hitzefesten, endlosen Transportbandes 17 durch den Ofen 10, das durch einen Durchbruch 18 in der Vorderwand 13 in den Ofen einläuft und durch einen Durchbruch 19 aus dem Ofen 10 wieder austritt. Oberhalb und unterhalb der Transportstrecke des Transportbandes 17 sind Heizelemente, vorzugsweise stabförmige IR-Strahler 21, 22 mit Reflektoren in gleichen Abständen quer zur Förderrichtung angeordnet, durch deren IR-Strahlung und die sich im Ofen 10 einstellende Konvektion die mit dem Transportband 17 durch den Ofen 10 geförderten Behälter 1, wie Flaschen, Ampullen u. dgl. aus Glas auf eine Mindest-Sterilisationstemperatur, beispielsweise im Bereich von 350° C erhitzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Ofen auch mit Heißluft im Larninarflow-Verfahren betrieben werden.
- Zum Überprüfen, ob die durch den Ofen 10 geförderten Behälter 1 auf die notwendige Sterilisationstemperatur erwärmt werden, ist oberhalb des Durchbruchs 18 in der Vorderwand 13 ein Wärmestrahlungsmeßgerät 25 angeordnet, das durch eine Öffnung 26 in der Vorderwand 13 in den oberen Raumteil des Ofens 10 parallel zur Förderstrecke des Transportbandes 17 ausgerichtet ist. In "Blick"-Richtung des Wärmestrahlungsmeßgerätes 25 sind im oberen Raumteil des Ofens 10 oberhalb der Ebene der oberen IR-Strahler 21 mehrere flache, leistenförmige für IR-Strahlung geeignete Spiegel 30 angeordnet. Die Spiegelfläche der Planspiegel 30 weist gegen das Wärmestrahlungsmeßgerät 25 und ist zur Förderstrecke des Transportbandes 17 hin geneigt, so daß die von den auf dem Transportband 17 stehenden Behältern 1 nach oben emittierte Wärmestrahlung um etwa 90° zum Empfangsteil des Wärmestrahlungsmeßgeräts 25 umgelenkt wird. Um mehrere Felder im Ofen zu erfassen, sind die einzelnen Spiegel 30 in Förderrichtung des Transportbandes 17 und in der Höhe versetzt angeordnet, so daß sie in Deckung mit den Zwischenraumen zwischen den oberen IR-Strahlern 21 sind und sich in der Höhe zu einer geschlossenen Projektionsfläche ergänzen. Durch eine bestimmte Anordnung von mehreren Spiegeln im Ofen ist es möglich, mit einem einzigen Wärmestrahlungsmeßgerät die Temperaturverteilung der Behälter 1 im gesamten Ofen zu erfassen. Im Grunde genommen ist es aber schon ausreichend, dem Endbereich des Ofens, wo die Behälter 1 ihre höchste Temperatur erreicht haben, einen einzigen Spiegel zuzuordnen, mit dem ein sich über die gesamte Breite der Fördereinrichtung erstreckendes schmales Feld überwacht werden kann.
- Das Wärmestrahlungsmeßgerät 25 kann ein handelsübliches Pyrometer mit einem geeigneten Meßfeld sein und zusätzlich mit einer 1D- oder 2D-Ablenkeinheit ausgerüstet sein. Sehr gut eignet sich auch eine IR-Kamera, mit der aufgrund der bekannten Emissivität von Glas die Temperatur bestimmt werden kann. Eine IR-Kamera hat den Vorteil, daß die von den Spiegeln aus einer bestimmten Prüffläche reflektierte IR-Strahlung Zeile für Zeile und Punkt für Punkt abgetastet werden kann, so daß mit Hilfe eines geeigneten Rechen- oder Bildverarbeitungsprogrammes die empfangenen Temperatursignale aufbereitet und den einzelnen Meßpunkten, wie Öffnungsrand, Schulter oder Boden der Behälter 1, und auch die Oberfläche des Transportbandes 17 zwischen den Behältern 1 zugeordnet werden können.
- Vorzugsweise werden die so ermittelten Temperaturprofile zur Leistungsregelung der Ofenheizung und/oder zur Geschwindigkeitsregelung des Transportbandes 17 herangezogen. Insbesondere die niedrigst gemessene Temperatur kann unabhängig davon, an welcher Stelle sie gemessen wurde, zur Leistungsregelung herangezogen werden. Hierdurch erübrigt sich die Suche nach einem geeigneten Referenzmeßpunkt, der sich bei unterschiedlichen Behältergrößen und damit unterschiedlichen Konvektionsbedingungen an verschiedenen Orten im Ofen einstellen kann. In Abänderung der fest eingestellten Spiegel im Ofen können solche auch um ihre Längsachse schwenkbar oder mit den Behältern 1 über eine bestimmte Strecke verfahrbar angeordnet sein, so daß durch synchrones Mitlaufen mit dem Behältern 1 eine Überwachung derselben Behälter über eine bestimmte Zeitdauer möglich ist.
- Ergänzend wird bewirkt, daß die Abkürzungen "IR" für Infrarot und "1D" sowie "2D" für Eindimension beziehungsweise Zweidimension stehen.
Claims (5)
- Vorrichtung zum Sterilisieren von temperaturbelastbaren Verpackungsbehältern mit einem tunnelartigen Ofen, durch den die Behälter mit einer Fördereinrichtung geführt und dabei durch Übertragen von Wärme durch Strahlung und/oder Konvektion erwärmt werden, und mit einem außerhalb der Erwärmungszone des Ofens angeordneten, ein Feld des Behälterstromes in der Erwärmungszone erfassenden Wärmestrahlungsmeßgerät, das die Temperatur der Behälter überwacht und zum Erreichen der Solltemperatur der Behälter, deren Fördergeschwindigkeit und/oder die Heizleistung des Ofens steuert, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Förderstrecke der Behälter (1) im Ofen (10) wenigstens ein Wärmestrahlungs-Spiegel (30) so angeordnet ist, daß die von den erhitzten Behältern (1) im Überwachungsfeld im wesentlichen nach oben emmitierte Wärmestrahlung an dem Spiegel zu dem Wärmestrahlungsmeßgerät (25) umgelenkt wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der/die Spiegel (30) quer zur Förderrichtung der Behälter (1) über die gesamte Breite der Fördereinrichtung (17) erstrecken.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Spiegel (30) jeweils benachbarte in Förderrichtung der Behälter (1) und in der Höhe um jeweils die Breite ihrer Projektionsfläche versetzt angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen der IR-Strahlung der Behälter (1) eine IR-Kamera angeordnet ist, mit der die von den Behältern (1) nach oben emittierte Strahlung Zeile für Zeile und Punkt für Punkt erfaßt wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmestrahlungsmeßgerät (25) mit einer Regeleinrichtung verbunden ist, die die Heizleistung des Ofens oder die Fördergeschwindigkeit der Transporteinrichtung (17) regelt.
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