EP0512244A1

EP0512244A1 - Vorrichtung zum Sterilisieren von temperaturbelastbaren Verpackungsbehältern

Info

Publication number: EP0512244A1
Application number: EP92105496A
Authority: EP
Inventors: Hans-Ruediger Dipl.-Ing. Weiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1992-11-11
Anticipated expiration: 2012-03-31
Also published as: DE59202432D1; EP0512244B1; DE4114798A1; JPH05132039A

Abstract

Eine Trockenhitze-Sterilisiervorrichtung für Verpackungsbehälter (1) hat einen tunnelartigen Ofen (10), durch den die Behälter mit einem Transportband (17) hindurchgeführt werden. Um die Mindesttemperatur der Behälter zu überwachen, sind in einer Seitenwand, vorzugsweise in der Vorderwand (13) des Ofens ein Wärmestrahlungsmeßgerät (25) und im Raum oberhalb von IR-Strahlern (21) des Ofens Spiegel (30) angeordnet, die die von den Behältern nach oben emittierte IR-Strahlung zu dem Wärmestrahlungsmeßgerät umlenken. Das Wärmestrahlungsmeßgerät ist ein Pyrometer oder eine IR-Kamera. Aufgrund des ermittelten Wärmebildes wird die Heizleistung des Ofens und/oder die Geschwindigkeit des Transportbandes geregelt. <IMAGE>

Description

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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

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.