FI97121C

FI97121C - Method and arrangement for steam sterilization of a packaging machine

Info

Publication number: FI97121C
Application number: FI945881A
Authority: FI
Inventors: Pertti Kleemola; Ensio Mykkaenen; Jaakko Haeggman
Original assignee: Yhtyneet Paperitehtaat Oy
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-10-25
Also published as: FI97121B; EP0718197A1; JPH08217026A; FI945881A0

Description

9712197121

Menetelmä ja sovitelma pakkauskoneen steriloimiseksi höyrylläMethod and arrangement for steam sterilization of a packaging machine

Keksinnön kohteena on menetelmä pakkauskoneen ste-5 riloimiseksi höyryllä, jossa menetelmässä paineistettua höyryä syötetään pakkauskoneen putkistoon, tuotteen syöt-tölaitteistoon ja tuotteen pakkaustilaan.The invention relates to a method for sterilizing a packaging machine with steam, in which method pressurized steam is fed to the piping of the packaging machine, to the product supply equipment and to the packaging space of the product.

Pakkauskoneella tarkoitetaan tässä yhteydessä konetta, jolla erimuotoisia ja erityyppisiä pakkauksia täy-10 tetään esimerkiksi elintarvikkeilla, kuten mehulla, virvokkeilla, maitotuotteilla tai muilla vastaavanlaisilla tuotteilla. Pakkauskoneen edellä mainitut osat on oltava aseptisessa tilassa ja steriloituja pakkauksiin täytettävän tuotteen säilyvyyttä varten.In this context, a packaging machine means a machine for filling different shapes and types of packaging with, for example, foodstuffs, such as juice, soft drinks, dairy products or other similar products. The above parts of the packaging machine must be in an aseptic state and sterilized for the preservation of the product to be filled into the packaging.

15 Tunnetuissa ratkaisuissa pakkauskoneen höyrysteri- loinnin synnyttämä lauhde usein poistetaan tuotteen pak-kaustilan puolella. Pakkaustilaan johtavien putkilinjojen, kuten esimerkiksi pakkauksen sterilointilinjojen, pakkaus-koneen pesulinjojen ja tuotteen syöttölinjojen, pakkausti-20 laan avautuviin kohtiin on tällöin sovitettu mekaaniset lauhteenpoistimet. Lauhteenpoistimien tarvitseman runsaan tilan lisäksi niiden asentaminen edellyttää aseptisen pak-kaustilan avaamista, jolloin pakkaustilan aseptinen tila voidaan menettää ja se on saatettava uudelleen aseptisek-25 si. Erityisesti pakkaustilaan avautuvien tuotteen syöttö-suuttimien kohdalla tällaiset tilaa tarvitsevat mekaaniset lauhteenpoistimet, jotka kiinnitetään syöttösuuttimien suuaukkojen kohdalle, aiheuttavat ylimääräisiä ongelmia. Syöttösuuttimet kohdistetaan yleensä oleellisesti pakkauk-30 sen täyttöaukon tasolle, mikä merkitsee sitä, että pak-'! kausten siirto- ja tukilaitteiden ja syöttösuuttimien vä lille ei käytännnössä jää mitään tilaa. Näin ollen mainitut siirto- ja tukilaitteet on varustettava mekaanisilla nostimilla siten, että pakkaukset voidaan nostaa tuotteen 35 täyttösuuttimien kohdalle tuotantoajon aikana ja toisaalta • 2 97121 siten, että siirto- ja tukilaitteet saadaan siirrettyä pois täyttösuuttimien kohdalta lauhteenpoistimien asennuksen yhteydessä. Mekaanisten lisäjärjestelyiden ja rakenteiden lisäksi tunnetut ratkaisut aiheuttavat ylimääräisiä 5 työvaiheita ja pidennettyjä seisonta-aikoja, mikä heikentää pakkauskoneen tuotantoajon taloudellisuutta ja tuotantokapasiteettia .In known solutions, the condensate generated by the steam sterilization of the packaging machine is often removed on the packaging side of the product. Mechanical condensate drains are then arranged at the opening points of the pipelines leading to the packaging space, such as packaging sterilization lines, packaging machine washing lines and product supply lines. In addition to the ample space required for the condensate drains, their installation requires the aseptic packaging space to be opened, in which case the aseptic space of the packaging space can be lost and must be re-aseptic. Particularly in the case of product feed nozzles that open into the packaging space, such space-requiring mechanical condensate drains, which are attached to the mouth openings of the feed nozzles, cause additional problems. The feed nozzles are generally aligned substantially with the level of the filling opening of the package, which means that the package is filled with water. There is virtually no space left for seasonal transfer and support devices and feed nozzles. Accordingly, said transfer and support devices must be equipped with mechanical lifts so that the packages can be lifted at the filling nozzles of the product 35 during the production run and on the other hand • so that the transfer and support devices can be moved away from the filling nozzles during installation of condensate drains. In addition to additional mechanical arrangements and structures, the known solutions cause additional 5 work steps and extended downtime, which impairs the economy and production capacity of the production run of the packaging machine.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jolla vältetään edellä mainitut epäkohdat ja joka 10 mahdollistaa tehokkaan lauhteenpoiston yksinkertaisilla ja luotettavilla välineillä. Tämä tavoite aikaansaadaan menetelmällä, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista, että höyrystä syntyvä lauhde poistetaan putkistosta syklityksen avulla, syklitys suoritetaan ainakin yhden poistokohtaan 15 sovitetun venttiilin kohdalla, ja syklitystä valvotaan ainakin yhden asema-anturin avulla.It is an object of the present invention to provide a method which avoids the above-mentioned disadvantages and which enables efficient condensate removal by simple and reliable means. This object is achieved by a method which is mainly characterized in that the condensate generated by the steam is removed from the piping by means of a cycle, the cycle being carried out at at least one valve arranged at the outlet 15, and the cycle being monitored by at least one position sensor.

Keksinnön perusajatuksena on, että sterilointi-höyryn synnyttämä lauhde saadaan joustavasti poistettua steriloinnin aikana oleellisesti paukkauskoneessa jo ole-20 via komponentteja hyödyntäen ja ilman erityisiä tätä varten tarvittavia laitteita sekä näiden edellyttämiä pakkauskoneeseen tehtäviä erikoisrakenteita ja niihin liittyviä lisätoimenpiteitä. Paineistettu höyry ja lauhde poistetaan täten ainakin yhden kyseessä olevan pakkauskoneen 25 linjan päädystä siihen usein jo muutenkin valmiiksi sovitetun venttiilin kautta lyhytjaksoisen syklityksen avulla. Venttiilin asianmukaisen toiminnan varmistamiseksi venttiilin kohdalle sovitetaan ainakin yksi asema-anturi venttiilin avoimen tai suljetun tilan ilmaisemiseksi. Kahdel-30 la, sekä avoimen että suljetun tilan ilmaisemiseksi käyte-’! tyn anturin avulla saadaan täysi varmistus siitä, että syklitys toimii halutulla tavalla. Lauhteenpoistoventtii-liksi valitaan edullisesti ainakin yksi tuotteen syöttö-laitteiston pakkaustilaan avautuvan tuotteen annoste-35 lusuuttimen venttiili, joka edullisesti on pneumaattisesti •I ' ii i Kili ί i t iti 3 97121 käytetty. Eräänä huomattavana lisäetuna keksinnön mukaisella järjestelyllä on se, että pakkaustilan lämpötila saadaan syklityksen avulla nostettua steriilin ja aseptisen tilan kannalta edulliselle tasolle, mikä tavanomaises-5 ti on edellyttänyt erillisenä toimenpiteenä suoritettavaa kuumennusta.The basic idea of the invention is that the condensate generated by the sterilization steam can be flexibly removed during sterilization, utilizing the components already present in the firing machine and without the special equipment required for this, as well as the special packaging structures and additional measures required by them. The pressurized steam and condensate are thus removed from the end of the line of at least one of the packaging machines 25 in question, often through an already pre-arranged valve, by means of a short-cycle cycle. To ensure proper operation of the valve, at least one position sensor is fitted to the valve to indicate the open or closed state of the valve. Two-30 Sat, to indicate both open and closed space, use! The sensor provides full assurance that the cycling is working as desired. The condensate drain valve is preferably selected from at least one valve of the product dosing nozzle which opens into the packaging space of the product supply apparatus, which is preferably pneumatically operated. A significant additional advantage of the arrangement according to the invention is that the temperature of the packaging space can be raised by cyclization to a level which is advantageous for the sterile and aseptic space, which has conventionally required heating as a separate operation.

Keksinnön kohteena on myös sovitelma pakkauskoneen steriloimiseksi höyryllä, joka sovitelma käsittää paineistetun sterilointihöyryn syöttölaitteet ja elimet steri-10 lointihöyryn synnyttämän lauhteen poistamiseksi. Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on pääasiallisesti tunnusomaista, että elimet lauhteen poistamiseksi on muodostettu pakkaus-koneen pakkaustilaan johtavien sterilointihöyryn syöttö-linjojen pakkaustilan puoleisten päiden alueelle sovite-15 tusta ainakin yhdestä venttiilistä ja että venttiili on varustettu ainakin yhdellä asema-anturilla venttiilin avoimen tai suljetun tilan ilmaisemiseksi.The invention also relates to an arrangement for steam sterilization of a packaging machine, which arrangement comprises pressurized sterilization steam supply means and means for removing the condensate generated by the sterilization steam. The arrangement according to the invention is mainly characterized in that the means for removing condensate are formed by at least one valve arranged in the area of the packaging-side ends of the sterilization steam supply lines leading to the packaging space of the packaging machine and that the valve is provided with at least one position sensor.

Keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa selostetaan lähemmin seuraavassa esimerkin avulla viitaten ohei-20 seen piirustukseen, jossa esitetään yksinkertaistettu kaaviokuva pakkauskoneesta.A preferred embodiment of the invention will be described in more detail below by way of example with reference to the accompanying drawing, which shows a simplified schematic diagram of a packaging machine.

Piirustuksessa on esitetty seuraavat pakkauskoneen komponentit: Tuotteen syöttölaitteisto A, tuotteen pak-kaustila B, sterilointihöyryn syöttölaitteisto C ja ste-25 riilin ilman syöttölaitteisto D sekä näihin liittyvät put-kilinjat.The drawing shows the following components of the packaging machine: the product supply system A, the product packaging space B, the sterilization steam supply system C and the sterile air supply system D, as well as the associated pipelines.

Ennen tuotantoajon alkamista pakkauskone steriloidaan syöttämällä paineistettua höyryä pakkauskoneeseen ja sen putkistoon sterilointihöyryn syöttölaitteistosta C. 30 Tämän jälkeen pakkauskoneeseen puhalletaan steriiliä ilmaa ’· steriilin ilman syöttölaitteistosta D aseptisen ylipaineen aikaansaamiseksi. Tuotevarasto 11 ja sen liittymät 12 ovat lähtökohtaisesti aseptisesti puhtaita.Before the start of the production run, the packaging machine is sterilized by supplying pressurized steam to the packaging machine and its piping from the sterilization steam supply system C. 30 Sterile air is then blown into the packaging machine from the sterile air supply system D to create an aseptic overpressure. The product warehouse 11 and its connections 12 are in principle aseptically clean.

Sterilointihöyryn syöttäminen synnyttää lauhdetta, 35 joka on poistettava pakkauskoneesta ennen varsinaisen tuo- 4 97121 tantoajon alkamista. Paineistettu, paine esimerkiksi noin 3kPa, sterilointihöyry aikaansaa tietyn ylipaineen pakkauskoneen sterilointihöyryn vaikutusalueelle, jolloin lauhde yleensä kerääntyy kulloisenkin putkilinjan tai 5 laitteiston päätyyn, eli piirustuksessa esitetyssä esimerkissä pakkauskoneen pakkaustilan puoleisten linjojen päihin .The supply of sterilizing steam generates condensate which must be removed from the packaging machine before the actual production run begins. The pressurized sterilization steam, for example about 3 kPa, creates a certain overpressure in the area of influence of the sterilizing steam of the packaging machine, whereby condensate usually accumulates at the end of the respective pipeline or equipment, i.e. at the ends of the packaging machine.

Lauhde pyritään poistamaan kulloisestakin linjasta, jolloin tärkeimpänä poistokohteena on tuotteen syöttölait-10 teisto A. Paineistettu sterilointihöyry siirtyy putkilin-jaa 13 pitkin syöttölaitteen kammioon 14 ja edelleen johtojen 15 kautta tuotteen annostelusuuttimiin 16, jotka on varustettu edullisesti pneumaattisesti käytetyillä annos-teluventtiileillä 17. Kukin venttiili on varustettu ensim-15 mäisellä asema-anturilla 18, joka ilmaisee venttiilin avoimen tilan, ja toisella asema-anturilla 19, joka ilmaisee venttiilin suljetun tilan. Paineistetun höyryn sykli-tys suoritetaan mainittujen venttiilien kohdalla, esimerkiksi syklittämällä poistoventtiilien avaamista käyttäen 20 nopeita sulkuja, jolloin venttiilit pidetään avoimena esimerkiksi välillä noin 40-60 ms, edullisesti 50 ms. Tuotteen syöttölaitteiston A kammion 14 alaosaan voidaan edullisesti liittää lämpötila-anturi 20, jolloin lämpötilaa ja/tai lämpötilamuutoksia havaitsemalla voidaan varmistua 25 siitä, että lauhde on varmasti saatu asianmukaisesti poistettua .The aim is to remove the condensate from the respective line, the main removal being the product supply device 10. The pressurized sterilizing steam passes via a pipeline 13 to the supply device chamber 14 and further via lines 15 to product dispensing nozzles 16. is provided with a first position sensor 18 indicating the open state of the valve and a second position sensor 19 indicating the closed state of the valve. The cycling of the pressurized steam is carried out at said valves, for example by cycling the opening of the outlet valves using 20 high-speed closures, the valves being kept open for example between about 40 and 60 ms, preferably 50 ms. A temperature sensor 20 can advantageously be connected to the lower part of the chamber 14 of the product supply apparatus A, whereby by detecting the temperature and / or temperature changes, it can be ensured that the condensate has been properly removed.

Pakkaustilaan B suuntautuva paineistetun sterilointihöyryn syklitys aikaansaa myös pakkaustilan lämpötilan nousun edulliselle tasolle pakkauskoneen ja erityisesti 30 pakkaustilan steriloinnin jälkeiseen aseptiseen tilaan saattamista varten.Cyclization of the pressurized sterilizing steam to the compartment B also causes the temperature of the packaging space to rise to a preferred level for asepticing the packaging machine and in particular the packaging space 30 after sterilization.

Sterilointihöyryn syklitys voidaan myös suorittaa esimerkiksi pakkaustilan B puoleisten venttiilien 41 ja 42 kohdalla, jotka johtavat pakkaustilan ja pakkausten pesu-35 ja sterilointivälineisiin 43,44.Cyclization of the sterilizing steam can also be performed, for example, at the valves 41 and 42 on the side of the packaging space, which lead to the washing space 35 and sterilization means 43, 44 of the packaging space and the packages.

i il 1 I I II I I I AIi il 1 I I II I I I AI

5 971215 97121

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tarkoitettu esillä olevan keksinnön mukaisen perusajatuksen . * havainnollistamiseksi. Keksinnön mukainen menetelmä ja sovitelma voivat yksityiskohdiltaan vaihdella oheisten 5 patenttivaatimusten puitteissa.The drawing and the related description are only intended for the basic idea of the present invention. * to illustrate. The details and arrangement of the invention may vary in detail within the scope of the appended claims.

v -v -

Claims

97121

A method for steam sterilization of a packaging machine, in which pressurized steam is fed to the packaging machine piping, the product supply apparatus (A) and the product packaging space (B), characterized in that the condensate from the steam is removed from the pipeline by cyclization. 17,41,42), and the cycling 10 is monitored by at least one position sensor (18,19).

Method according to Claim 1, characterized in that the cycling monitoring is carried out by means of first and second position sensors (18, 19) arranged at the respective valve (16), the first position sensor indicating the open state of the valve and the second position sensor sensor valve closed.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the cycling is carried out at the valve (17) of the dosing nozzle (16) of the product 20 which opens into the packaging space (B) of the product feeding device (A).

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the opening time of the valve (17) during the cycling is, for example, between about 40 and 60 ms, preferably about 50 ms.

Method according to Claim 3, characterized in that the condensate removal is monitored by a temperature sensor (20) arranged in the product supply device (A).

6. An arrangement for sterilizing a packaging machine with steam-30, the arrangement comprising sterilizing steam supply devices. tea (A) and means (17,18,19,41,42) for removing the condensate generated by the sterilizing steam, characterized in that the means for removing the condensate are formed in the region of the packaging space ends of the sterilizing steam supply lines leading to the packaging machine (B) of the packaging machine. - 97121 of at least one valve (17,41,42) and that the valve is provided with at least one position sensor (18,19) for detecting an open or closed state of the valve.

An arrangement according to claim 6, characterized in that each valve (17) is provided with a first position sensor (18) indicating the open state of the valve and a second position sensor (19) indicating the closed state of the valve.

Arrangement according to Claim 6 or 7, characterized in that the valve (17) of the product dosing nozzle (16) which opens into the packaging space (B) of the product supply device (A) is arranged as a condensate drain valve.

Arrangement according to Claim 8, characterized in that a temperature sensor (20) is arranged in the product supply system (A) for monitoring the condensate removal. 97121