EP3127859A1

EP3127859A1 - Verfahren zum aseptischen füllen eines behältnisses, eine sterilfüllvorrichtung dazu, eine aseptikmaschine

Info

Publication number: EP3127859A1
Application number: EP15180161.0A
Authority: EP
Inventors: Rolf Harth; Frank Lechert
Original assignee: INDAG Gesellschaft fuer Industriebedarf mbH and Co Betriebs KG
Current assignee: Pouch Partners GmbH
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: ES2817777T3; WO2017025465A1; EP3127859B1; US20180244510A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses (2) mit Füllprodukt, wobei das Behältnis in einen Bereich eines Sterilraums (6), der dem Behältnis zugeordnet ist, transportiert (100) und dann ein Mündungsbereich des Behältnisses mit einer Kappe (3) zum Füllen in einer Mündungsöffnung (4) des Sterilraums platziert (101) wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Sterilfüllvorrichtung (1) zum aseptischen Füllen eines Behältnisses (2), der im Boden (5) eine Mündungsöffnung (4) für einen Mündungsbereich eines Behältnisses und im Deckel (11) ein Füllventil (9) und einen Kapper (10) umfasst, wobei das Füllventil bzw. der Kapper in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung bringbar ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Aseptikmaschine (15) mit einem Drehkarussell (20) und daran angeordneten Sterilfüllvorrichtungen (1) mit jeweils einem Sterilraum (6), wobei in der Peripherie des Drehkarussells eine Bestrahlungsvorrichtung (26) angeordnet ist zur Bestrahlung zumindest der Sterilfüllvorrichtung mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen vor einem Füllprozess.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Sterilfüllvorrichtung gemäß Anspruch 6, eine Aseptikmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 und ein Verfahren zum aseptischen Abfüllen gemäß Anspruch 17.

Stand der Technik

Es ist bekannt, für vorgefertigte Gebinde große Sterilräume für die Abfüllung von Füllprodukten in Behälter vorzusehen. Es ist schwierig, den Sterilstatus solch großer Sterilräume aufrecht zu erhalten. Nach einem Störfall, bei dem ein Verlust der Sterilität des Sterilraums festgestellt wird, dauert es lange, bis der große Sterilraum wieder einen Sterilstatus erreicht hat, so dass der Füllprozess neu aufgenommen werden kann, ohne eine Sekundärverkeimung der Behälter und/oder des Füllprodukts zu begünstigen.

Aufgabe

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses, eine Sterilfüllvorrichtung und eine Aseptikmaschine zur Verfügung zu stellen, die ein effizientes und sicheres aseptisches Füllen von Behältnissen mit Füllprodukt ermöglichen.

Lösung

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1, die Sterilfüllvorrichtung nach Anspruch 6, die Aseptikmaschine nach Anspruch 13 und das Verfahren nach Anspruch 17. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
In einem Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses mit Füllprodukt wird das Behältnis in einen Bereich eines Sterilraums, der dem Behältnisses zugeordnet ist, transportiert und dann wird ein Mündungsbereich des Behältnisses mit einer Kappe zum Füllen in einer Mündungsöffnung des Sterilraums platziert. Durch dieses Verfahren ist es möglich, einen dem Behältnis zugeordneten Sterilraum vergleichsweise klein zu halten, da nur der Mündungsbereich des Behältnisses zum Füllen in den Sterilraum eingebracht wird. Bei dem Behältnis kann es sich um eine PET-Flasche oder Glasflasche mit Gewinde oder einen Spout-Folienbeutel handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass die Mündungsöffnung des Sterilraums maximal 5 % größer ist als der Mündungsbereich des Behältnisses. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Formen der Mündungsöffnung und des Mündungsbereichs mit der Kappe zumindest annähernd übereinstimmen. Bei einem runden Querschnitt des Mündungsbereichs bzw. der Kappe Behältnisses ist der Querschnitt der Mündungsöffnung des Sterilraums vorzugsweise auch rund ausgebildet.
Bei dem Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses wird der Teil eines Behältnisses, der nicht zu dem Mündungsbereich gehört, nicht in den Sterilraum eingebracht. Es wird also nur der Mündungsbereich des Behältnisses in den Sterilraum eingebracht. Das Volumen des Sterilraums kann daher im Vergleich zu Sterilräumen des Stands der Technik kleiner gewählt werden.
Vorzugsweise ist für jeweils ein Behältnis ein zugeordneter Sterilraum vorgesehen. Sollte während der Füllung ein Problem in dem Sterilraum auftreten, so dass die Sterilität nicht mehr gewährleistet ist, ist es ausreichend, im Folgenden nur solche Behältnisse auszuschleusen, die in diesem Sterilraum gefüllt worden sind. Zudem muss für eine Behebung des Problems nur der einzelne Sterilraum, der das Problem gezeigt hat, gewartet bzw. überprüft werden. In einer Füllmaschine, die mehrere Sterilräume für das Füllen von mehreren Behältnissen aufweist, kann somit gewährleistet werden, dass die Sterilräume, die kein Problem gezeigt haben, weiter für die Befüllung von Behältnissen verwendet werden können. Es ist dementsprechend nicht notwendig, dass eine Füllmaschine komplett gestoppt wird.
Die Bezeichnung "Sterilraum" bezieht sich auf einen solchen Raum bzw. ein solches Volumen, der bzw. das in einen sterilen Zustand versetzt werden kann. Der Sterilraum muss also nicht zu allen Zeiten steril sein, sondern kann erst durch ein Sterilisieren wieder oder überhaupt in einen sterilen Zustand versetzt werden.
Das Verfahren kann in der lebensmittelverarbeitenden Industrie für das Abfüllen von zumindest näherungsweise flüssigen Lebensmitteln, wie Getränken oder Brei, und/oder in der tierfutterverarbeitenden Industrie für das Abfüllen von zumindest näherungsweise flüssigen Futtermitteln, wie Katzenmilch oder Nassfutter, vorgesehen sein.
Ein Sterilisieren des Sterilraums und des eingebrachten Mündungsbereichs des Behältnisses mit der Kappe kann erfolgen. Nach Einbringen des Mündungsbereichs in die Mündungsöffnung des Sterilraums erfolgt ein Sterilisieren des Sterilraums und des eingebrachten Mündungsbereichs, so dass eine Füllung des Behältnisses mit dem Füllprodukt unter aseptischen bzw. sterilen Bedingungen möglich ist. Das Sterilisieren kann beispielsweise durch ein Einbringen eines Sterilgases in den Sterilraum erfolgen und/oder durch eine von außen erfolgende Bestrahlung mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen.
Die Kappe wird nach dem Platzieren des Mündungsbereichs in der Mündungsöffnung und vor dem Füllen entfernt. Vor allem bei der Befüllung von Spout-Folienbeuteln werden die Spout-Folienbeutel mit einer aufgebrachten Kappe an den Sterilraum übergeben bzw. der Mündungsbereich in der Mündungsöffnung platziert, um zu vermeiden, dass bei dem Transport des Spout-Folienbeutels zu dem Sterilraum hin eine Verunreinigung des offenen Spout-Folienbeutels erfolgt. Die Kappe wird dann vor der Befüllung des Behältnisses entfernt. Für die Entfernung der Kappe kann in dem Sterilraum ein Kapper vorgesehen sein, d.h. eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Kappe von ein Mündungsbereich eines Behältnisses zu entfernen, beispielsweise durch ein Greifen und anschließendes Abdrehen der Kappe.
Ein Füllen des Behältnisses kann erfolgen. Das Füllen des Behältnisses kann mittels eines Füllventils erfolgen, das in dem Sterilraum angeordnet ist und in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung des Sterilraums und somit mit dem Mündungsbereich des Behältnisses gebracht werden kann.
Nach dem Füllen kann die Kappe wieder auf den in der Mündungsöffnung platzierten Mündungsbereich des Behältnisses aufgebracht werden. Dafür kann der Kapper verwendet werden, der in dem Sterilraum angeordnet ist. Mit dem Wiederaufbringen der Kappe auf den Mündungsbereich des Behältnisses wird vermieden, dass es zu einem Verlust des Sterilstatus des gefüllten Behältnisses kommt.
Nach dem Füllen eines Behältnisses und dem Wiederaufbringen der Kappe kann der Mündungsbereich des Behältnisses wieder aus der Mündungsöffnung des Sterilraums entfernt werden. So ist es möglich, die befüllten Behältnisse für weitere Arbeitsprozesse zu verwenden.
Eine Sterilfüllvorrichtung zum aseptischen Füllen eines Behältnisses insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens wie oben oder weiter unten beschrieben umfasst einem Sterilraum, der im Boden eine Mündungsöffnung für einen Mündungsbereich eines Behältnisses und im Deckel ein Füllventil und einen Kapper umfasst, wobei das Füllventil bzw. der Kapper in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung bringbar ist.
Dazu kann vorgesehen sein, dass die Mündungsöffnung des Sterilraums maximal 5 % größer ist als der Mündungsbereich des Behältnisses. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Formen der Mündungsöffnung und des Mündungsbereichs zumindest annähernd übereinstimmen. Bei einem runden Querschnitt des Mündungsbereichs des Behältnisses ist der Querschnitt der Mündungsöffnung des Sterilraums vorzugsweise auch rund ausgebildet. Für die Größe der Mündungsöffnung ist es zudem sinnvoll, zu berücksichtigen, ob der Mündungsbereich des Behältnisses eine Kappe/einen Verschluss umfasst oder nicht.
Mittels des Kappers kann eine Kappe von einem Behältnis entfernt werden, so dass eine Füllung des Behältnisses möglich ist. Nach Ende des Füllprozesses kann mittels des Kappers diese Kappe wieder auf dieses Behältnis aufgebracht werden. Der Kapper kann eine Vorrichtung sein, die dazu ausgelegt ist, eine Kappe von einem Mündungsbereich eines Behältnisses zu entfernen bzw. aufzubringen, beispielsweise durch ein Greifen der Kappe und Abdrehen bzw. Aufdrehen der Kappe.
Der Sterilraum kann im Boden weiter eine Reinigungsdüse umfassen, die in Ausrichtung mit dem Füllventil bringbar ist. Mit der Reinigungsdüse kann eine Reinigung des Füllventils vorgenommen werden. Somit können getrocknete Füllproduktreste oder bei einem Wechsel des Füllprodukts Reste des Vorgängerprodukts durch eine Reinigung entfernt werden.
Ist das Behältnis ein Spout-Folienbeutel, so kann die Abdichtvorrichtung eine Halteklammer des Spout-Folienbeutels sein, mittels der er in den Bereich des Sterilraums transportiert wird und mittels der der Mündungsbereich, d.h. der Spout, in der Mündungsöffnung des Sterilraums platziert wird.
Ist das Behältnis eine PET-Flasche oder eine andersartige Flasche mit Gewinde, so kann ein Stopper des Mündungsbereichs als Abdichtvorrichtung dienen.
In diesen beiden beispielhaften Fällen kann zudem vorgesehen sein, dass außerhalb des Sterilraums an seinem Boden ein Dichtungsring oder dergleichen vorgesehen ist, der die Mündungsöffnung umgibt und mit dem der Mündungsbereich für die Erzeugung einer sterilen Bedingung in Kontakt gebracht werden kann.
Der Boden und/oder der Deckel können einen Zugang für Sterilgas, z.B. H₂O₂, umfassen. Da während eines Platzierens des Mündungsbereichs eines Behältnisses in der Mündungsöffnung des Sterilraums bzw. beim und/oder während eines Entfernen des Mündungsbereichs aus der Mündungsöffnung die Sterilität des Sterilraums durch Kontakt mit der Außenumgebung nicht mehr gegeben ist, wird vorzugsweise der Sterilraum vor einem Füllprozess und/oder vor dem Entfernen einer Kappe eines Behältnisses (wieder) sterilisiert. Dies kann beispielsweise durch das Einbringen von Sterilgas in den Sterilraum erfolgen.
Die Sterilfüllvorrichtung kann ein Material umfassen, das für Elektronen und/oder Röntgenstrahlen zur Sterilisierung des Sterilraums durchlässig ist. Da nur der Sterilraum und ein in ihm befindlicher Mündungsbereich eines Behältnisses sterilisiert wird, nicht jedoch das einzufüllende Füllprodukt bzw. Füllprodukt das bereits eingefüllt wurde, kann eine Sterilisierung auch mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen vorgenommen werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn das Material der Sterilfüllvorrichtung durchlässig für Elektronen und/oder Röntgenstrahlen ist.
In dem Sterilraum kann ein Überdruck von mindestens 0,2 bar gegenüber einem Umgebungsdruck vorgesehen sein. Durch das Vorsehen eines Überdrucks in dem Sterilraum kann eine Gefahr der Kontamination des Sterilraums durch eindringende Umgebungsluft reduziert werden.
Der Boden des Sterilraums kann als Stator und der Deckel kann als Rotor ausgebildet sein, wobei der Rotor gegenüber dem Stator drehbar ausgebildet. So ist es möglich, das Füllventil, das im Deckel angeordnet ist, in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung, die im Boden angeordnet ist, zu bringen, so dass eine Füllung eines Behältnisses, dessen Mündungsbereich in der Mündungsöffnung platziert ist, erfolgen kann.
Der Rotor kann gegenüber dem Stator um eine Drehachse drehbar ausgebildet sein. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass Elemente, die in dem Deckel, d.h. Rotor, angeordnet sind durch eine Drehung um die Drehachse in eine Ausrichtung mit Elementen, die im Boden, d.h. Stator, angeordnet sind, bringbar sind. Da das Behältnis mit seinem Mündungsbereich in der Mündungsöffnung angeordnet ist, die sich im Boden befindet, wird eine unnötige Bewegung des Behältnisses während des Füllvorganges oder auch während einer Entfernung einer Kappe von dem Behältnis vermieden.
Das Füllventil und/oder der Kapper können parallel zu der Drehachse verfahrbar sein. Durch diese Verfahrbarkeit ist ein einfaches Einbringen des Füllventils in den Mündungsbereich des Behältnisses bzw. eine Anordnung des Füllventils oberhalb des Mündungsbereichs für die Vornahme eines Füllvorganges möglich. Nach dem Füllvorgang kann das Füllventil durch ein nach oben Verfahren wieder aus dem Mündungsbereich entfernt werden. Zudem ist es dann möglich, dass das Füllventil durch eine Drehung des Rotordeckels um die Drehachse aus der Ausrichtung mit der Mündungsöffnung entfernt werden kann.
Durch die Verfahrbarkeit ist es möglich, dass der Kapper, nachdem er in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung bzw. dem Mündungsbereich gebracht wurde, abgesenkt wird, um eine Kappe von einem Behältnis vor einem Füllprozess zu entfernen bzw. eine Kappe nach dem Füllprozess wieder auf das Behältnis aufzubringen.
Die Aseptikmaschine umfasst ein Drehkarussell mit mehreren daran angeordneten Sterilfüllvorrichtungen mit jeweils einem Sterilraum, die jeweils zum aseptischen Füllen eines Behältnisses mit Füllprodukt vorgesehen sind und eine in der Peripherie des Drehkarussells angeordnete Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung zumindest der Sterilfüllvorrichtung mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen vor einem Füllprozess.
Die Aseptikmaschine kann in der lebensmittelverarbeitenden Industrie für das Abfüllen von zumindest näherungsweise flüssigen Lebensmitteln, wie Getränken oder Brei, und/oder in der tierfutterverarbeitenden Industrie für das Abfüllen von zumindest näherungsweise flüssigen Futtermitteln, wie Katzenmilch oder Nassfutter, vorgesehen sein.
Die Aseptikmaschine kann weiter eine Auswerte- und Steuerungsvorrichtung umfassen zum Ermitteln und Auswerten von Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtungen und zum Erstellen und Weiterleiten von Steuerungsdaten basierend auf den Zustandsdaten. Die Zustandsdaten können den im Sterilraum vorgesehenen Unterdruck, die Sterilisierung des Sterilraums und eventuell auch des Spout-Folienbeutels und/oder das Füllen umfassen bzw. betreffen. In der Auswertung können die ermittelten Zustandsdaten mit Referenzdaten verglichen werden, um herauszufinden, ob die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung erfüllt sind, oder ob alle oder einige der Zustandsdaten nicht mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung zumindest teilweise nicht erfüllt sind. Diese Referenzdaten können der Auswerte- und Steuerungseinrichtung bekannt sein, sie können aber auch eingegeben und/oder aus einem Datenspeicher eingelesen werden.
Zudem kann die Aseptikmaschine weiter mindestens einen Umlenkstern zum Umlenken von gefüllten Behältnissen umfassen, der durch die Steuerungsdaten ansteuerbar ist. So ist es möglich, solche Behältnisse auszuleiten, die nicht den geforderten Bedingungen einer sterilen bzw. aseptischen Handhabung, insbesondere während des Füllprozesses, entsprechen.
Dabei kann ein erster des mindestens einen Umlenksterns derart angeordnet sein, um gefüllte Behältnisse zu einer Druckvorrichtung umzulenken, ein zweiter des mindestens einen Umlenksterns derart angeordnet sein, um befüllte Behältnisse zu einer Ausgabe umzulenken und/oder ein dritter des mindestens einen Umlenksterns derart angeordnet sein, um befüllte Behältnisse auszuleiten. So ist es möglich, dass befüllte Behältnisse je nach den ihnen zugehörigen Zustandsdaten der entsprechenden Sterilfüllvorrichtung nach dem Befüllen und Verschließen unterschiedlich behandelt werden, in dem sie auf verschiedene Arten umgelenkt werden.
Ein Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses in der Aseptikmaschine, wie oben oder weiter unten beschrieben, umfasst die Schritte: Transportieren des Behältnisses in einen Bereich eines Sterilraums, der dem Behältnis zugeordnet ist; Platzieren des Mündungsbereichs des Behältnisses zum Füllen in der Mündungsöffnung des Sterilraums; Sterilisieren des Sterilraums und des eingebrachten Mündungsbereichs; Entfernen der Kappe nach dem Platzieren des Mündungsbereichs in der Mündungsöffnung und vor dem Füllen.
Weiter kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen: in Ausrichtung Bringen des Füllventils mit der Mündungsöffnung; Verfahren des Füllventils parallel zu der Drehachse; Einbringen des Füllventils in die Mündungsöffnung; Füllen des Behältnisses mit Füllprodukt; Aufsetzen der Kappe nach dem Füllen; Ausbringen des Füllventils aus der Mündungsöffnung und Entfernen des Mündungsbereichs aus der Mündungsöffnung.
Das Verfahren kann weiter die folgenden Schritte umfassen: Ermitteln und Auswerten von Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtung und Erstellen und Weiterleiten von Steuerungsdaten basierend auf den Zustandsdaten.
Zudem kann das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte umfassen: Umlenken des befüllten Behältnisses zu einer Druckvorrichtung; Umlenken des befüllten Behältnisses zu einer Ausgabe; Ausleiten des befüllten Behältnisses.
Die beigefügten Figuren stellen beispielhaft zum besseren Verständnis und zur Veranschaulichung Aspekte der Erfindung dar. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Sterilfüllvorrichtung,
Figur 2 einen schematischen Querschnitt der ersten Ausführungsform der Sterilfüllvorrichtung,
Figur 3 ein Flussdiagram eines Verfahrens zum aseptischen Füllen eines Behältnisses mit Kappe mit der ersten Ausführungsform der Sterilfüllvorrichtung,
Figur 4 eine schematische Ansicht einer Aseptikmaschine und
Figur 5 ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Umlenken eines gefüllten Behältnisses.

Figur 1 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Sterilfüllvorrichtung 1. Diese Sterilfüllvorrichtung 1 ist für das Füllen von Spout-Folienbeuteln 2 mit einer Kappe 3 ausgelegt. Hierzu ist die Mündungsöffnung 4 im Boden 5 des Sterilraums 6, d.h. im Stator 5, für die Aufnahme des Spouts 7 mit einer Kappe 3 ausgelegt. Im Boden 5 ist des Weiteren eine Reinigungsdüse 8 vorgesehen, die für eine Reinigung des Füllventils 9 und des Kappers 10 vorgesehen ist. Das Füllventil 9 und der Kapper 10 sind im Deckel 11 der Sterilraums 6, d.h. im Rotor 11, vorgesehen. Sowohl das Füllventil 9, die Mündungsöffnung 4 als auch der Kapper 10 sind hierbei derart angeordnet, dass der Kapper 10 und das Füllventil 9 in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung 4 bringbar sind. Die Reinigungsdüse 8 ist derart angeordnet, dass sie in Ausrichtung mit dem Füllventil 9 und dem Kapper 10 bringbar ist.
Der Rotor/Deckel 11 ist gegenüber dem Stator/Boden 5 um eine Drehachse 14 drehbar angeordnet, so dass der Kapper 10 bzw. das Füllventil 9 über der Mündungsöffnung 4 positioniert, d.h. in Ausrichtung mit ihr gebracht, werden können. So kann eine Kappe 3 des Spout-Folienbeutels 2 entfernt, durch eine Drehung des Rotors/Deckels 11 danach das Füllventil 9 über der Mündungsöffnung 4 positioniert und durch ein Verfahren parallel zu der Drehachse 14 in die Mündungsöffnung 4 und somit in dem Mündungsbereich 7 eingebracht werden, so dass der Spout-Folienbeutel 2 befüllt werden kann. Danach wird durch ein Verfahren parallel zu der Drehachse 14 das Füllventil 9 wieder aus der Mündungsöffnung 4 bzw. aus dem Mündungsbereich 7 entfernt und durch eine Drehung des Rotors/Deckels 11 der Kapper 10 oberhalb der Mündungsöffnung 4 bzw. dem Mündungsbereich 7 angeordnet, so dass die Kappe 3 auf den Spout-Folienbeutel 2 aufgebracht bzw. aufgesetzt werden kann.
Ein dichtes Verschließen des Sterilraums 6 gegenüber der Außenumgebung wird durch eine Halteklammer 12 zusammen mit einem Dichtungsring 13, der außerhalb des Sterilraums 6 am Boden/Stator 5 angeordnet ist, erreicht.
Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt der ersten Ausführungsform der Sterilfüllvorrichtung 1. In dieser Ausführungsform haben das Füllventil 9, die Mündungsöffnung 4, der Kapper 10 und die Reinigungsdüse 8 einen gleichen radialen Abstand R zu der Drehachse 14. Somit kann durch eine Drehung des Rotors/Deckels 11 relativ zu dem Stator/Boden 5 erreicht werden, dass diese Elemente durch die Drehung übereinander angeordnet, d.h. in Ausrichtung gebracht, werden können, so das ein Füllen des Spout-Folienbeutels 2 bzw. eine Reinigung des Füllventils 9 oder des Kappers 10 erreicht werden können.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zum aseptischen Füllen eines Behältnisses mit einer Kappe, wie beispielsweise eines Spout-Folienbeutels, mit der ersten Ausführungsform der Sterilfüllvorrichtung wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben.
Im Schritt 100 wird das Behältnis zu der Sterilfüllvorrichtung transportiert. Für einen Spout-Folienbeutel kann hierzu eine Halteklammer vorgesehen sein, die in einem oberen Bereich des Spout-Folienbeutels angreift. Im Schritt 101 wird der Mündungsbereich des Behältnisses in die Mündungsöffnung des Sterilraums der Sterilfüllvorrichtung platziert. Im Schritt 102 erfolgt ein Sterilisieren des Sterilraums, wobei das Sterilisieren mit Sterilgas und/oder mit einer Bestrahlung mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen erfolgen kann.
Im Schritt 103 wird der Kapper in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung und somit dem Mündungsbereich gebracht. Im Schritt 104 wird der Kapper durch ein Verfahren parallel zu der Drehachse abgesenkt, so dass er derart positioniert ist, dass er die Kappe vom Behältnis entfernen kann. Im Schritt 105 wird die Kappe von dem Behältnis entfernt. Im Schritt 106 wird der Kapper durch ein Verfahren parallel zu der Drehachse hochgefahren.
Im Schritt 107 wird das Füllventil in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung und somit auch in Ausrichtung mit dem Mündungsbereich des Behältnisses gebracht, wozu beispielweise der Deckel gegenüber dem Boden bzw. der Rotor gegenüber dem Stator des Sterilraums um eine Drehachse gedreht wird.
Im Schritt 108 wird das Füllventil durch Verfahren parallel zu der Drehachse in den Mündungsbereich des Behältnisses eingebracht bzw. wird das Füllventil oberhalb des Mündungsbereichs angeordnet. Im Schritt 109 erfolgt ein Füllen des Behältnisses mit Füllprodukt. Im Schritt 110 wird das Füllventil durch Verfahren parallel zu der Drehachse aus dem Mündungsbereich des Behältnisses ausgebracht.
Im Schritt 111 wird der Kapper in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung und somit dem Mündungsbereich gebrach, wozu beispielweise der Deckel gegenüber dem Boden bzw. der Rotor gegenüber dem Stator des Sterilraums um eine Drehachse gedreht wird. Im Schritt 112 wird der Kapper durch Verfahren parallel zu der Drehachse abgesenkt. Im Schritt 113 wird die Kappe auf das Behältnis aufgebracht. Im Schritt 114 wird der Kapper durch Verfahren parallel zu der Drehachse hochgefahren.
Im Schritt 115 wird der Mündungsbereich des Behältnisses aus der Mündungsöffnung des Sterilraums entfernt, wozu beispielsweise die Halteklammer, die den Spout-Folienbeutel hält, nach unten abgesenkt wird. Das gefüllte, mit einer Kappe verschlossene Behältnis kann dann für weitere Arbeitsprozesse verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht einer Aseptikmaschine 15, die zur Erstellung, zum Füllen und Weiterleiten von befüllten Spout-Folienbeuteln geeignet ist. Die Folienbeutel werden in einem Magazin 16 bereitgestellt, von wo aus sie an eine Vorrichtung 17 übergeben werden, die Spouts in die Folienbeutel eingeschweißt und Kappen auf die Spouts aufbringt.
Die Spout-Folienbeutel werden in der dargestellten Ausführungsform der Aseptikmaschine 15 mittels zweier Umlenksterne 18, 19 an ein Drehkarussell 20 übergeben. An dem Drehkarussell 20 sind mehrere, nicht dargestellte Sterilfüllvorrichtungen angeordnet. Die Übergabe der Spout-Folienbeutel an das Drehkarussell 20 findet in einem ersten Bereich 21 des Drehkarussells 15 statt.
Jeweils einem Spout-Folienbeutel ist eine Sterilfüllvorrichtung zugeordnet, wobei die Sterilfüllvorrichtung im Boden eine Mündungsöffnung für einen Mündungsbereich, d.h. hier für den Spout, des Spout-Folienbeutels und im Deckel ein Füllventil umfasst, das in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung bringbar ist.
Das Platzieren des Spouts in der Mündungsöffnung und ein anschließendes Entfernen der Kappe finden in einem zweiten Bereich 22 des Karussells 15 statt.
In einem dritten Bereich 23 des Karussells 20 wird dann der Sterilraum der Sterilfüllvorrichtung zusammen mit der Kappe und dem in der Mündungsöffnung platzierten Mündungsbereich sterilisiert. Es kann gleichzeitig auch eine Sterilisierung desjenigen Bereichs des Spout-Folienbeutels erfolgen, der außerhalb des Sterilraums angeordnet ist. Die Sterilisierung erfolgt mittels Elektronen und/oder Röntgenstrahlen, die von einer in der Peripherie des Drehkarussells 20 angeordneten Bestrahlungsvorrichtung 26 ausgesandt werden.
Danach findet ein Befüllen des Spout-Folienbeutels in einem vierten Bereich 24 des Drehkarussells 20 mittels des Füllventils der Sterilfüllvorrichtung statt. Nach Beenden des Füllvorganges wird die Kappe in diesem vierten Bereich 24 wieder auf den Spout-Folienbeutel aufgebracht.
In einem fünften Bereich 25 des Drehkarussells 15 werden die Mündungsbereiche der befüllten und verschlossenen Spout-Folienbeutel aus den Mündungsöffnungen der Sterilfüllvorrichtungen entfernt.
Um festzustellen, ob ein befüllter und verschlossener Spout-Folienbeutel unter Bedingungen befüllt wurde, die den Erfordernissen einer aseptischen Befüllung in der lebensmittel- und/oder tierfutterverarbeitenden Industrie entsprechen, können mittels einer nicht dargestellten Auswerte- und Steuervorrichtung Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtung, die dem Spout-Folienbeutel zugeordnet war, ermittelt und ausgewertet werden. Die Zustandsdaten können den im Sterilraum vorgesehenen Unterdruck, die Sterilisierung des Sterilraums und eventuell auch des Spout-Folienbeutels und/oder das Füllen umfassen.
Die ermittelten Zustandsdaten können in einem Auswerteschritt mit Referenzdaten verglichen werden, um herauszufinden, ob die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung erfüllt sind, oder ob alle oder einige der Zustandsdaten nicht mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung zumindest teilweise nicht erfüllt sind.
Basierend auf den Zustandsdaten können durch die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung Steuerungsdaten erstellt und an die Umlenksterne 27, 28, 29 weitergeleitet werden, die dem Drehkarussell 20 nachfolgend angeordnet sind.
Wenn die Steuerungsdaten darauf basieren, dass die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen, kann der Umlenkstern 27 gesteuert werden, der den befüllten Spout-Folienbeutel zu einer Druckvorrichtung umgelenkt oder es kann der Umlenkstern 29 gesteuert werden, der den befüllten Spout-Folienbeutel zu einer Ausgabe 31 umgelenkt.
Wenn die Steuerungsdaten darauf basieren, dass alle oder einige der Zustandsdaten nicht mit den Referenzdaten übereinstimmen, kann der Umlenkstern 28 gesteuert werden, der den befüllten Spout-Folienbeutel zu einer Ausschleusung 30 umgelenkt, so dass dieser Spout-Folienbeutel ausgeleitet wird.
Figur 5 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Umlenken eines befüllten Behältnisses. Solch ein befülltes Behältnis kann aus dem in der Figur 3 dargestellten Verfahren resultieren. Im Schritt 201 erfolgt ein Ermitteln und Auswerten von Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtung. Die Zustandsdaten können den im Sterilraum vorgesehenen Unterdruck, die Sterilisierung des Sterilraums und eventuell auch des Spout-Folienbeutels und/oder das Füllen umfassen bzw. betreffen. In der Auswertung können die ermittelten Zustandsdaten mit Referenzdaten verglichen werden, um herauszufinden, ob die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung erfüllt sind, oder ob alle oder einige der Zustandsdaten nicht mit den Referenzdaten übereinstimmen, was bedeutet, dass die Erfordernisse einer aseptischen Befüllung zumindest teilweise nicht erfüllt sind. Diese Referenzdaten können der Auswerte- und Steuerungseinrichtung bekannt sein, sie können aber auch eingegeben und/oder aus einem Datenspeicher eingelesen werden.
Im Schritt 202 werden Steuerungsdaten basierend auf den Zustandsdaten erstellt und weitergeleitet. Im Schritt 203 erfolgt ein Umlenken des befüllten Behältnisses zu einer Druckvorrichtung, beispielsweise dann, wenn die Steuerungsdaten darauf basieren, dass die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen. Dementsprechend kann der Umlenkstern 27 gesteuert werden, der den befüllten Spout-Folienbeutel dann zu der Druckvorrichtung umlenkt.
Im Schritt 204 erfolgt ein Umlenken des befüllten Behältnisses zu einer Ausgabe, beispielsweise dann, wenn die Steuerungsdaten darauf basieren, dass die Zustandsdaten mit den Referenzdaten übereinstimmen. Dementsprechend kann der Umlenkstern 29 gesteuert werden, der den gefüllten Spout-Folienbeutel zu der Ausgabe 31 umlenkt.
Im Schritt 205 erfolgt ein Ausleiten des befüllten Behältnisses, beispielsweise dann, wenn die Steuerungsdaten darauf basieren, dass alle oder einige der Zustandsdaten nicht mit den Referenzdaten übereinstimmen. Dementsprechend kann der Umlenkstern 28 gesteuert werden, der den befüllten Spout-Folienbeutel zu einer Ausschleusung 30 umlenkt, so dass dieser Spout-Folienbeutel ausgeleitet wird.

Claims

Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses mit Füllprodukt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Behältnis in einen Bereich eines Sterilraums, der dem Behältnis zugeordnet ist, transportiert (100) und dann ein Mündungsbereich des Behältnisses mit einer Kappe zum Füllen in einer Mündungsöffnung des Sterilraums platziert (101) wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Sterilisieren (102) des Sterilraums und des eingebrachten Mündungsbereichs mit der Kappe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kappe nach dem Platzieren des Mündungsbereichs in der Mündungsöffnung und vor dem Füllen entfernt (105) wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Füllen (109) des Behältnisses erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach dem Füllen die Kappe wieder auf den in der Mündungsöffnung platzierten Mündungsbereich aufgebracht (113) wird.
Sterilfüllvorrichtung (1) zum aseptischen Füllen eines Behältnisses (2) insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Sterilraum (6), der im Boden (5) eine Mündungsöffnung (4) für einen Mündungsbereich (7) des Behältnisses (2) und im Deckel (11) ein Füllventil (9) und einen Kapper (10) umfasst, wobei das Füllventil (9) bzw. der Kapper (10) in Ausrichtung mit der Mündungsöffnung (4) bringbar ist.
Sterilfüllvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Boden (5) weiter eine Reinigungsdüse (8) umfasst, die in Ausrichtung mit dem Füllventil (9) bringbar ist.
Sterilfüllvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Boden (5) und/oder der Deckel (11) einen Zugang für Sterilgas umfassen.
Sterilfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die ein Material umfasst, das für Elektronen und/oder Röntgenstrahlung zur Sterilisierung des Sterilraums (6) durchlässig ist.
Sterilfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei in dem Sterilraum (6) ein Überdruck von mindestens 0,2 bar gegenüber einem Umgebungsdruck vorgesehen ist.
Sterilfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Boden (5) als Stator (5) und der Deckel (11) als Rotor (11) ausgebildet sind, wobei der Rotor (11) gegenüber dem Stator (5) drehbar ausgebildet ist, wobei der Rotor (11) vorzugsweise gegenüber dem Stator (5) um eine Drehachse (14) drehbar ausgebildet ist.
Sterilfüllvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Füllventil (9) und/oder der Kapper (10) parallel zu der Drehachse (14) verfahrbar sind.
Aseptikmaschine (15) mit einem Drehkarussell (20)
gekennzeichnet durch
mehrere daran angeordnete Sterilfüllvorrichtungen (1) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12 mit jeweils einem Sterilraum (6), die jeweils zum aseptischen Füllen eines Behältnisses (2) mit Füllprodukt vorgesehen sind und
mit einer in der Peripherie des Drehkarussells (20) angeordneten Bestrahlungsvorrichtung (26) zur Bestrahlung zumindest der Sterilfüllvorrichtung (1) mit Elektronen und/oder Röntgenstrahlen vor einem Füllprozess.
Aseptikmaschine nach Anspruch 13, die weiter eine Auswerte- und Steuerungsvorrichtung umfasst zum Ermitteln und Auswerten von Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtungen (1) und zum Erstellen und Weiterleiten von Steuerungsdaten basierend auf den Zustandsdaten.
Aseptikmaschine nach Anspruch 14, die weiter mindestens einen Umlenkstern (27, 28, 29) zum Umlenken von befüllten Behältnissen (2) umfasst, der durch die Steuerungsdaten ansteuerbar ist.
Aseptikmaschine nach Anspruch 15, wobei ein erster (27) des mindestens einen Umlenksterns zu derart angeordnet ist, um befüllte Behältnisse (2) zu einer Druckvorrichtung umzulenken, ein zweiter (29) des mindestens einen Umlenksterns derart angeordnet ist, um befüllte Behältnisse (2) zu einer Ausgabe (31) umzulenken und/oder ein dritter (28) des mindestens einen Umlenksterns derart angeordnet ist, um befüllte Behältnisse zu einer Ausschleusung (30) umzulenken.
Verfahren zum aseptischen Füllen eines Behältnisses in einer Aseptikmaschine (15) nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 16 mit den Schritten:
- Transportieren (100) des Behältnisses in einen Bereich eines Sterilraums, der dem Behältnis zugeordnet ist,

- Platzieren (101 des Mündungsbereichs des Behältnisses zum Füllen in der Mündungsöffnung des Sterilraums,

- Sterilisieren (102) des Sterilraums und des eingebrachten Mündungsbereichs,

- Entfernen (105) der Kappe nach dem Platzieren des Mündungsbereichs in der Mündungsöffnung und vor dem Füllen,

- in Ausrichtung Bringen (107) des Füllventils mit der Mündungsöffnung,

- Verfahren des Füllventils parallel zu der Drehachse,

- Einbringen (108) des Füllventils in die Mündungsöffnung,

- Füllen (109) des Behältnisses mit Füllprodukt,

- Ausbringen (110) des Füllventils aus der Mündungsöffnung

- Aufsetzen (113) der Kappe nach dem Füllen und

- Entfernen (115) des Mündungsbereichs aus der Mündungsöffnung.
Verfahren nach Anspruch 17 mit den weiteren Schritten:
- Ermitteln und Auswerten (201) von Zustandsdaten der Sterilfüllvorrichtung und

- Erstellen und Weiterleiten (202) von Steuerungsdaten basierend auf den Zustandsdaten.
Verfahren nach Anspruch 18 mit mindestens einem der folgenden Schritte:
- Umlenken (203) des befüllten Behältnisses zu einer Druckvorrichtung,

- Umlenken (204) des befüllten Behältnisses zu einer Ausgabe,

- Ausleiten (205) des befüllten Behältnisses.