HU224170B1 - Eljárás zárt konténerek sterilizálására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás zárt, feltöltésre kész konténer (1)sterilizálására, amely lényegében egy homogén, sík elülső falat (2A)és egy inhomogén második falat (2B) tartalmaz, a falak belül síkfelületűek és közöttük hézag (14) van. Jellegzetessége, hogy akonténer belsejét és a hézagot (14) az elülső fal (2A) külső oldalafelől elektronbesugárzással sterilizálják.

Description

(57) Kivonat

A találmány tárgya eljárás zárt, feltöltésre kész konténer (1) sterilizálására, amely lényegében egy homogén, sík elülső falat (2A) és egy inhomogén második falat (2B) tartalmaz, a falak belül sík felületűek és közöttük hézag (14) van. Jellegzetessége, hogy a konténer belsejét és a hézagot (14) az elülső fal (2A) külső oldala felől elektronbesugárzással sterilizálják.

HU 224 170 Β1

1. ábra

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 224 170 Β1

A találmány feltöltésre kész konténer sterilizálására vonatkozik. Konkrétabban a találmány olyan zárt konténer sterilizálására vonatkozik, amely készen áll arra, hogy megtöltsék, és a konténer kialakítása olyan, hogy egy homogén, sík felületű elülső falból és egy inhomogén második falból áll, amely utóbbi belül lényegében sík, s az elülső és a második fal között egy hézag van.

Régóta fennáll az igény az élelmiszer-csomagoló iparban egy olyan gyors eljárásra nézve, amely képes vegyszerek használata nélkül sterilizálni a csomagolóanyagot. Nagy jelentőségű lenne továbbá gyakran az is, ha a töltőgépsorokból a sterilizálóberendezést ki lehetne iktatni, azaz ha a konténereket előzetesen, a csomagolóanyag gyártásához kapcsolódóan lehetne sterilezni. Amennyiben előre gyártott konténerek nagy számban, az élelmiszerek letöltésére szolgáló töltőgépekben különböző helyeken rendelkezésre állnának, akkor ezeket a gépeket olcsóbban lehetne legyártani és a beruházási költségek alacsonyabbak lennének, mivel bizonyos elővigyázatossági óvintézkedéseket az aszeptikus letöltésre vonatkozólag valószínűleg a minimumra lehetne csökkenteni. Ráadásul az ilyen gépeknél az üzemeltetési költségek is alacsonyabbak, ami önmagában nem kis előny.

A csomagolóanyagokat manapság gőzzel történő kezeléssel, gőzkondenzációval vagy hidrogén-peroxidos kezeléssel sterilezik. A csomagolóanyag típusától függően a konténer belsejét lehet folyékony vagy gázfázisú hidrogén-peroxiddal, ultraibolya fénnyel, szükség esetén hidrogén-peroxiddal kombinálva sterilizálni, vagy ultraibolya, infravörös és látható fénnyel végezni a sterilezést, olyan formában, amit „pulzáló fénynek” neveznek. A teljesen lezárt konténereket mindazonáltal ilyen módon nem lehet sterilizálni. így az utóbbi időben kísérleteket folytattak csomagolóanyagok sterilizálására abból a célból, hogy béta- vagy gamma-sugárzást hasznosítsanak a mikroorganizmusok és vírusok inaktiválására és/vagy elpusztítására. Általában a béta-sugárzást (az elektronsugárzást) részesítik előnyben, miután az ilyenfajta sterilezés kevesebb veszéllyel jár és nem olyan költséges.

Mindamellett fellép az a hátrány, hogy a levegő oxigénje az elektronok behatására ózonná alakul át. Az ózon erős oxidálószer a szerves anyagokra nézve, és a konténerekben jelen lévő ózon viszont reakcióba lép a csomagolóanyaggal a konténer belsejében, és ezekből a reakciótermékekből nemkívánatos szag- és ízanyagok képződhetnek, illetve maradhatnak vissza. Az ózon képződése ennélfogva a termék korlátozott felhasználhatóságát eredményezi, azaz az érzékeny anyagok lecsomagolása ezáltal megnehezül. Ilyen termékek elvben mindazok, melyek vizet tartalmaznak; minél több a víz a termékben, annál több nemkívánatos mellékízt előidéző vegyület oldódik ki a műanyag csomagolóanyagból. A műanyag minőségének jobbá tételével elkerülhetjük ezeknek a termékben maradó káros mellékízeknek a jelenlétét. Az ózonnak jól ellenálló anyagok, így például a poliuretánok mindazonáltal drágák és nem is mindig alkalmazhatók csomagolóanyagként különleges célokra.

Egy még le nem hegesztett csomagolóanyag belső és külső felszínének a besugárzása elektronágyú (elektrongyorsító) segítségével önmagában ismert eljárás. Az is ismert, hogy egy feltöltésre kész konténert elektronbesugárzással sterilezni lehet úgy, hogy a csomag forgás közben egy elektronsugár útjába kerül, amely elektronsugár egy ablakon át az említett elektronágyúból lép ki. Az elektronsugár energiáját oly módon szabályozzák, hogy az elektronsugár mindenkor keresztülhatoljon a konténernek az említett ablakkal szembe néző falán, és elérje a konténer átellenes belső falát. Mindazonáltal az ilyen típusú konténersterilizálásnál az elektronsugár energiáját folyamatosan adaptálni kell a konténer geometriájához, valamint a csomagolóanyag vastagságához, vagyis - hacsak a konténer nem tökéletesen szimmetrikus - a konténer belsejében nem egyöntetű a sugárzási dóziseloszlás. Ez azt jelenti, hogy a besugárzás folyamán az energiát növelni vagy változtatni kell, ami egyfelől egy költségesebb eljárást eredményez és/vagy másfelől fölös energiafelhasználást is. Ugyanakkor fontos, hogy egy olyan energia-túladagolás ne lépjen fel, amely nemkívánatos „mellékaroma kialakulását vagy a csomagolóanyag károsodását eredményezné.

A találmány célja a fent említettek értelmében egy olyan módszer kidolgozása, amely költséghatékony módon elektronbesugárzás útján teszi lehetővé a feltöltésre előkészített konténerek sterilizálását.

A találmány szerinti eljárás a fenti cél elérése érdekében az 1. igénypontban megadott jellemzőkkel rendelkezik.

Claims (5)

1. ból a csatolt rajzokra hivatkozunk, ahol az

   1. ábra egy, a találmány szerinti eljárással kezelendő konténer keresztmetszetét sematikusan mutatja be, a
2. 2. ábra az ilyen konténer gyártását mutatja be vázlatosan, és a
3. 3. ábra a találmány egy kiviteli alakjának megfelelően sematikusan mutatja be egy elektrongyorsító és a konténereket hordozó szállítószalag keresztmetszetét.

   A találmány szerinti eljárás egy olyan csomagolóanyagból indulhat ki, amely rétegelt csomagolóanyag kialakítása céljából valamilyen szálasanyagon vagy műanyagon alapszik, különböző műanyagfajtákkal történő laminálással készül és - amennyiben szükséges - egy fényátnemeresztő és/vagy oxigént át nem eresztő rétege is van. Az 1. ábrán példával illusztrálunk egy két félből felépített, lapos, lehegesztett 1 konténert, ahol a két fél ugyanazon 2 rétegelt csomagolóanyagból van elkészítve, amelyek az ábrán 2A és 26 jelzéssel láthatók. A laminátum belseje kívülről nézve célszerűen egy 3 külső rétegből van felépítve, amely tipikusan egy extrudált polietilénréteg, és amely a 4 alaprétegre 13 g/m² mennyiségben van ráterítve. Az alapréteg készülhet szálasanyagból, előnyösen papírból vagy műanyagból. A 4 alaprétegen belül helyezkedik el egy 5 átnemeresztő réteg, például alumíniumfóliából. A 6 belső réteget az 5 átnemeresztő rétegre viszik fel a

   HU 224 170 Β1 konténer leendő belseje irányába vagy úgy, hogy egy polietilénfilmet fúvatnak rá az átnemeresztő rétegre, vagy két extrudált polietilénréteg alakjában.

   Annak érdekében, hogy a meglévő gyártási folyamatba beilleszthető legyen, a csomagolóanyagot egész tekercsekben helyezik el egy rugalmas lemez vagy heveder formájában, amint az szokásos, amikor folyadékot át nem eresztő, jó háromdimenziós alaktartóssággal rendelkező csomagolótartályokat gyártanak. Az ilyen konténereket például a következők szerint állíthatjuk elő (2. ábra). A csomagolóanyagot különleges mintázatú redőzést biztosító 7Ά és 7B hajtogatási vonalakkal látják el annak érdekében, hogy megkönnyítsék ezáltal a csomagolótartályok kiképzését. A redőzés megkönnyíti az anyag hajtogatását, és futhat párhuzamosan az anyag hosszirányával, arra merőlegesen vagy átlósan is. (Az ábrán az egyszerűség kedvéért csak néhány vonal van feltüntetve.) A konténer elhatároló felületeit a redőzésnek ezek a vonalai határozzák meg.

   A teljesen laminált és előredőzött csomagolóanyagba 8 lyukakat lyukasztunk alkalmas helyekre a konténer tervezett használatának megfelelően, majd az anyagot megfelelő nagyságú darabokra vágjuk szét a 9 vonalak mentén. Ezen 8 lyukak mindegyikébe egy-egy 10 eszközt helyezünk, amely 10 eszköz célszerűen műanyagból készül és egy 12 karimával ellátott 11 nyakból áll (1. ábra). A 12 karima a nyak külső részébe van belecsavarozva (nem látszik) oly módon, hogy a 12 karima szorosan kapcsolódik a konténer belsejéhez, azaz a 2B csomagolóanyag-laminátumhoz. Ebben az összefüggésben a 11 nyak úgy van megkonstruálva, hogy a 8 lyukat teljesen kitölti. Ekkor a csomagolóanyagot a 7B redőzés mentén összehajtogatják és a 12 karimát hozzáhegesztik a 2 csomagolóanyag-laminátumból készült megfelelő két félkonténer 6 belső rétegéhez, azaz a 2A csomagolóanyag-laminátumhoz is. A 6 belső rétegeket teljesen összepréselik olyan módon, hogy azok majdnem teljesen egymáshoz kapcsolódnak. A három megmaradó hosszanti élet azután hosszanti és haránt irányú lehegesztési 13 varratokkal összekapcsolják. A konténernek ezen szerkezeti kialakítása révén nem nyúlnak be a konténer belsejébe olyan levágott élek, amelyek ne lennének védelemmel ellátva, és papírrostok sem tépődnek le és nem érintkeznek a konténer belsejével, később, az eljárás folyamán sem.

   Ezzel a módszerrel a belső rétegek közötti távolság lokálisan a legjobban meg fog felelni a 12 karima vastagságának, ami mintegy 0,5 mm. így a konténer most annyira lapos, hogy csak nagyon kevés, gyakorlatilag semmi levegő nem marad a félkonténerek között, az eljárás során képződött 14 hézagban. Ez azt jelenti, hogy csak kis mennyiségű ózon képződhet, amely hatással van a csomagolóanyagra.

   így nem steril módon hajtogatott és abszolút légmentesen zárt konténereket kapunk, amelyekbe a levegő az esetlegesen benne levő mikroorganizmusokkal vagy vírusokkal nem képes behatolni. Az egyik félkonténer lényegében homogén, míg a másik fél a 11 nyakkal van ellátva, amely azon az oldalon így kiáll a konténerből. Amennyiben a konténert még további elemekkel látnánk el, akkor ezek a találmány értelmében ugyanarra az oldalra kerülnének, mint a 6 eszköz, vagyis a 2B csomagolóanyag-laminátumra, illetve -laminátumba. Ezek az elemek a konténer további használata céljából lehetnek a konténer szállítására szolgáló fogantyúk, dombornyomású, magasnyomású grafikák stb.

   A 3. ábrán egy példát mutatunk be arra, hogyan történik a találmány szerint a konténerek sterilizálása. Az előre gyártott, zárt 1 konténereket a 15 szállítószalagra vagy hasonlóra egymás után felhelyezzük, amely egy, a sugárzástól védett 16 alagúton keresztül egyenként elszállítja a konténereket egy 17 elektronágyú alatt, amelynek 18 ablakán keresztül az elektronágyúból jövő sugarak egyenesen keresztülhatolva a csomagolóanyagon, a konténer ellenkező falára irányulóan, célszerűen folyamatosan érkeznek. Az elektronágyú elhelyezése olyan, hogy a konténer alatta történő áthaladása idején lényegében az egyik konténerfél fölött helyezkedik el, amelynek a nyakkal ellátott oldala néz lefelé. így a sterilizációs művelet egy homogén és sík felületű csomagolóanyag tetejéről kiindulva kiterjed az egész felszínre. Ez azt jelenti, hogy ezáltal egy abszolút egyenletes sugárzási dózist lehet elérni. A sugárdózis a konténer belsejében elhelyezkedő belső laminátum különböző pontjain nyelődik el, és ennélfogva, miután a konténerek formai kialakítása egyöntetű, a sugárdózis azonos lesz, amíg a sugárzás belső laminátumot el nem éri. A folyamat paramétereinek kézben tartásával be lehet állítani a kapott sugárdózist minden egyes konténerre nézve. így a penetrációs mélységet a különböző típusú konténerekre vonatkozóan optimalizáni lehet.

   Az elektronok gyorsulását az elektronágyúban aszerint lehet beállítani, hogy a belső laminátumokon a sterilizáció szempontjából elegendően nagy sugárdózis nyelődjék el. Az elektronágyú felé forduló félkonténer mind kívül, mind belül sterilizálódik, miközben a másik félkonténer csak egy kis sugárdózist nyel el.

   A sugárzás behatolásának mélysége többnyire annak energiájától és a besugárzott anyag tömegétől függ. Ebben az összefüggésben a penetrációs mélységet úgy állítjuk be, hogy az egy optimális sugárdózist biztosítson a mikroorganizmusok elpusztítására a 14 hézagban és a két konténerfél 2A és 2B csomagolóanyag-laminátumai szomszédos 6 belső rétegeinek felületén.

   Ennek megfelelően egy bizonyos mértékű sugárzás-túladagolás lép fel a 2A csomagolóanyag felső felében, míg a 2B laminátum alatta lévő oldala a nyakkal alig kap valamit ebből a sugáradagból, miután annak energiája lecsökken az elektronoknak a csomagolóanyagon történő áthatolása során. Ennélfogva ez a konténerfél kis sugáradagot kap, ami azt eredményezi, hogy a mechanikai tulajdonságokra a sugárzás nincs befolyással ebben a konténerfélben, amely egy vagy több különböző, a további kezeléseket elősegítő elemet tartalmaz. Ez másfelől a csomagolóanyag épségét teszi lehetővé.

   HU 224 170 Β1

   A besugárzás alatt az elektronágyú energiáját a konténerek bármely típusánál azok anyagtartalmához igazítjuk. A csomagolóanyag fajlagos (felületegységre eső) súlya nagyon kicsi is lehet. A merev csomagolóanyagoknál gyakran előforduló felületegységre eső súlytartomány 250-750 g/m². Az elektronágyú gyorsítófeszültsége 100 kV és 500 kV között változhat a csomagolóanyagtól függően.

   így egy vastagabb alapréteget lehet alkalmazni, például papírból, a gyakorlatban szokásosan használt, elfogadott alaprétegek helyett. Ennek eredményeként nagyobb konténertérfogatot lehet elérni, mint a standard módszerek segítségével, amikor a töltőanyagot hozzáadjuk. Célszerűen mintegy 0,5 litertől mintegy 4,5 literig terjedő űrtartalmú konténereket használunk.

   Belülről steril, zárt konténereket előnyösen lehet gyártani egy termelőegységben úgy, hogy azokat később elszállíthatjuk a világ különböző pontjaira, és ott töltőgépeken letöltésre kerülnek úgy, hogy ezek a gépek felnyitják a konténereket, letöltik azokat, majd lezárják.

   A töltőgépben a 11 nyakat sterilizálják valamilyen, a célnak megfelelő vegyi anyaggal, előnyösen hidrogén-peroxiddal, ultraibolya fénnyel vagy e kettő kombinációjával. Az esetlegesen megmaradt hidrogén-peroxidot felszárítják, és a konténert a 12 karima levágásával felnyitják, a felnyitást egy lyukasztás! művelet segítségével a 11 nyakon át végzik. Miután a karimának ez a középső darabja a konténer átellenes belső falához hozzá van hegesztve, az nem fog beleesni a termékbe, hanem a konténeren marad.

   A lyukasztás! műveletet előnyösen társíthatjuk egy töltőcsőnek a 11 nyakhoz való hozzákapcsolásával, ekkor a konténerben levő 14 hézag operatíve hozzáférhető és a konténert a megfelelő aszeptikus vagy steril termékkel feltöltjük. A szóban forgó betöltésre kerülő anyag mindenekelőtt valamilyen folyékony termék, így tej, juice és tea, de a betöltendő anyag szilárd részecskéket is tartalmazhat. A töltési művelethez kapcsolódóan a konténer felveszi a maga formáját a töltési nyomás révén, és a korábban rávitt, megfelelőképpen elrendezett redőzési, hajtogatási vonalak segítségével oly módon, hogy célszerűen kialakul egy kellőképpen négyszögletes fenékrész lényegében véve párhuzamos oldalakkal. Mindazonáltal természetesen más kiviteli alakok is lehetségesek.

   A konténer lapos kialakítása és így a 14 hézag kicsisége folytán semmi vagy nagyon kis mennyiségű ózon képződik, ami a letöltött termékben nemkívánatos maradványaroma kialakulását eredményezhetné. Arra sincs szükség, hogy a letöltéskor bármennyi levegőt is ki kelljen hajtani a konténerből. Ez jelentősen minimalizálja az újrafertőződés veszélyét.

   Azáltal, hogy a konténerek már a töltéskor sterilizálva vannak, az úgynevezett „aszeptikus ház” használata is elkerülhető. Ez utóbbiba a konténerek egy zsilipen át lépnek be, és ennek tökéletesen sterilnek kell lennie. Ennek következtében egyszerű gépészeti kivitelezés alkalmazható, amely viszont a beruházási költségeket csökkenti.

   SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás zárt, feltöltésre kész konténer (1) sterilizálására, amely lényegében egy homogén, sík elülső falat (2A) és egy inhomogén második falat (2B) tartalmaz, a falak belül sík felületűek és közöttük hézag (14) van, azzal jellemezve, hogy a konténer belsejét és a hézagot (14) az elülső fal (2A) külső oldala felől elektronbesugárzással sterilizáljuk.

   2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hézagot (14) a lehető legkisebbre választjuk.

   3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második falat (2B) a konténer további kezelésére szolgáló elemekkel egészítjük ki.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a betöltendő anyagot a konténerbe a kiegészítő elem szerepét betöltő nyakrészen (11) keresztül juttatjuk be.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a konténert a falak sajátos alakú hajtogatása révén redőzettel látjuk el.

   HU 224 170 Β1 Int. Cl.⁷: B 65 B 55/08

   HU 224 170 Β1 Int. Cl.⁷: B 65 B 55/08