NL8202209A

NL8202209A - Werkwijze en inrichting voor het aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten.

Info

Publication number: NL8202209A
Application number: NL8202209A
Authority: NL
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1984-01-02
Also published as: ATE23505T1; EP0095812A3; DE3367576D1; EP0095812A2; EP0095812B1; US4597242A

Description

* λ - 1 - W 531 (R)

Titel:"Werkwijze en inrichting voor het aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten."

Aanvraagster: Unilever N.V., te Rotterdam Aanvraagster noemt als uitvinders A.G. Hendriks en A. Mijnders

Gemachtigde: drs J. van der Toorren te Vlaardingen

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten, waarbij gebruik gemaakt wordt van een tunnel over het vultrajekt van 5 de vulmachine, welke tunnel voorzien wordt van zo steriel mogelijke lucht.

Een dergelijke werkwijze wordt bij vele bedrijven toegepast voor het verpakken van bijvoorbeeld zuivelprodukten.

Geschikte inrichtingen daarvoor zijn in de handel verkrijg-10 baar. Voorbeelden zijn bepaalde vulmachines die bekend zijn onder de handelsnamen BENHIL, ERCA en HAMBA. Deze bekende inrichtingen blijken in de praktijk vaak niet voldoende aseptisch te werken. Er is daarom behoefte aan een inrichting en een werkwijze, waarmee het verpakken van produkten 15 zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten meer aseptisch kan worden uitgevoerd. De uitvinding verschaft een werkwijze voor het aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten, waarbij gebruik gemaakt wordt van een tunnel over het vultrajekt van 20 de vulmachine, welke tunnel wordt voorzien van zo steriel mogelijke lucht, welke daardoor gekenmerkt is, dat men van slechts één zijde een zo steriel mogelijke gasstroom toevoert met een zodanige druk en snelheid, dat in de tunnel een lichte overdruk ontstaat, die het inzuigen van 25 omgevingslucht tegengaat en waarbij de overmaat van het toegevoerde gas door de aanwezige spleten ontwijkt.

8202209 ϊ ί - - 2 - W 531 (R)

Er wordt de voorkeur aan gegeven, dat men de gasstroom tegengesteld aan de richting van de produktstroom invoert. Verder is het wenselijk dat men de afmetingen van de tunnel en de snelheid van de gasstroom zo op elkaar afstemt, dat de gas-5 snelheid in de tunnel · van 0,05-1,0 m/s, bij voorkeur 0,3-0,5 m/s bedraagt. Bij voorkeur leidt men het toe te voeren gas zodanig, dat in de tunnel een horizontale, turbulentie-arme stroming ontstaat. Dit kan men bereiken indien men de gasstroom voor de intrede in de tunnel door 10 een of meer geperforeerde, dwars op de richting van'de gasstroom geplaatste platen en/of gasfilters voert. Verder is het gewenst dat men de overgang van de gastoevoer-inrichting naar de tunnel zo vloeiend mogelijk laat verlopen door scherpe hoekkanten te vermijden, opdat de graad van 15 laminariteit van de gasstroom zo min mogelijk wordt verstoord.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm wordt de aanvoer van de gasstroom vlak voor de. tunnel gevormd door een half-ovale 20 of rechthoekige buis, waarvan de bewegende bodem wordt gevormd door een folie, waaruit de bovenkant van de in de tunnel met produkt gevulde houders wordt gevormd. Bij voorkeur wordt de folie kiemarm gemaakt en eventueel gesteriliseerd voor deze als bewegende bodem van de 25 gastoevoerinrichting wordt ingevoerd.

Verder is het gewenst dat men de overdruk in de tunnel zodanig instelt, dat de door de spleten ontwijkende lucht een snelheid heeft van 0,1-10 m/s, bij voorkeur 1-3 m/s.

30

Een bijzonder uitvoeringsvorm wordt gevormd door een werkwijze waarbij men ter plekke de houders vlak voor het vullen vormt uit een folie, welke folie met daarin gevormde houders 8202209 *- Λ - 3 - W 531 (R) de bewegende bodem van de tunnel vormt* Het is dan gewenst dat men er zorg voor draagt dat bij gebruik van ter plekke gevormde houders een brede overgang tussen het vormstation en de tunnel bestaat om drukschommelingen tijdens het 5 transport van de houders te vermijden. In het bijzonder heeft de brede overgang in de transportrichting een lengte die groter is dan de diameter van de opening van een houder.

10 Hoewel men als gasstroom natuurlijk gebruik kan maken van indifferente, in het bijzonder bacteriostatische gassen zoals stikstof respectivelijk kooldioxide, kan met succes gebruik gemaakt worden van gesteriliseerde lucht als gasstroom. Aangezien dit veelal goedkoper is, wordt hieraan 15 uiteraard de voorkeur gegeven. Om de gasstroom in de tunnel zoveel mogelijk een laminair karakter te laten behouden is het gewenst, dat de vulmachines die in de tunnel uitkomen zodanig uitgevoerd zijn, dat het gasstromingsbeeld in de tunnel zo min mogelijk wordt verstoord. Dit betekent dat 20 de vulmachines vrijwel geheel buiten de tunnel geplaatst moeten zijn en dat slechts enkele pijpjes met zo min mogelijk bewegende delen in de tunnel geplaatst worden.

Verder verschaft de uitvinding een inrichting voor het 25 aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten, voorzien van een tunnel over het vultrajekt van de vulmachine, welke tunnel is voorzien van middelen om een zo steriel mogelijk gas toe te voeren, met het kenmerk, dat de gastoevoerinrichting aan slechts één 30 zijde van de inrichting is geplaatst. Bij voorkeur is de gas toevoer inrichting nabij de afvoeropening van de produktstroom geplaatst, zodat bij in werking zijn van de inrichting een gasstroom onstaat in een richting tegengesteld aan de 8202209 * * - 4 - W 531 (R) richting van de produktstroom. Bij voorkeur zijn in de gastoevoerinrichting één of meer geperforeerde platen, die dwars op de stroomrichting van het gas zijn geplaatst, en/of een gasfilter opgenomen. Deze platen of 5 gasfilters vormen een barrière, die een turbulentie-arme gasstroming bewerkstelligt. Bij een geschikte uitvoeringsvorm bestaat de tunnel uit een half-ovale of rechthoekige buis, waarvan de onderkant wordt gevormd door een transportband, waarin of waarop de houders kunnen worden 10 geplaatst, welke in de tunnel met het te verpakken produkt worden gevuld. De gewenste hoogte van de tunnel is afhankelijk van de hoeveelheid door de spleten ontsnappend gas, de gewenste gassnelheid in de tunnel en de breedte van de tunnel. De afstand van de transportband en/of de 15 bovenranden van de houders tot de onderste rand van de zijkanten van de tunnel dient zo gering te zijn dat slechts spleten met een breedte van 0,1-5 mm, bij voorkeur 0,5-3 mm gevormd worden. Verder verdient het de voorkeur dat de gastoevoerinrichting zodanig is aangesloten op de tunnel, 20 dat bij in werking zijn van de inrichting de uit de gastoevoerinrichting komende gasstroom geleidelijk van richting verandert en het in de gastoevoerinrichting opgewekte laminaire stromingskarakter van de gasstroom zoveel mogelijk in de tunnel behouden blijft. Dit kan onder 25 andere bereikt worden doordat de gastoevoerinrichting vlak bij de tunnel bestaat uit een half-ovale of rechthoekige buis waarvan de bovenkant met een afgeronde, stompe hoek (d.w.z. tussen 90° en 180°), bij voorkeur tussen 120* en 160°, overgaat in de bovenkant van de tunnel. Bij een 30 praktische uitvoering wordt bij in werking zijn van de inrichting volgens de uitvinding de bewegende bodem van de gastoevoerinrichting vlak bij de tunnel gevormd door een folie, die gebruikt wordt voor het sluiten van de in de tunnel met produkt te vullen houders, welke folie slechts 35 zeer smalle spleten open laat tussen de folie en de gastoevoerinrichting.

Hoewel de inrichting volgens de uitvinding gebruikt kan worden met een transportband waarop of waarin voorgevormde, 8202209 \_ Λ « - 5 - W 531 (R) van te voren gesteriliseerde houders worden geplaatst, is een bijzonder geschikte uitvoeringsvorm een inrichting die voorzien is van een vormingsstation, waarin de houders gevormd kunnen· worden vlak voor het moment, dat ze in de van een 5 tunnel voorziene vulmachine gebracht worden en waarbij de bewegende bodem van de tunnel wordt gevormd door een folie met daarin gevormde houders. In dat geval is het gewenst dat de inrichting tussen het vormingsstation en de tunnel een brede overgang bevat, die in de transportrichting een 10 lengte heeft die groter is dan de diameter van de opening van de in het vormingsstation te vormen houders.

Tenslotte verdient het de voorkeur dat de inrichting volgens de uitvinding is voorzien van zodanige vulmachines dat de in 15 de tunnel geplaatste, al dan niet bewegende delen van de vulmachines een zo gering mogelijke volume hebben om bij in gebruik zijn de gasstroom in de tunnel zo min mogelijk te verstoren. In dit verband wordt van vulmachines gesproken omdat men zowel een als meerdere vulmachines kan toepassen.

20 Meerdere vulmachines zijn nodig, indien of meerdere houders naast elkaar tegelijktijdig worden gevuld, of één houder met meerdere lagen van verschillende produkten worden gevuld.

De uitvinding wordt toegelicht met behulp van figuur 1 waar-25 in het principe van een effectieve beschermde tunnel voor zogenaamde "form-fill-seal-machines" is aangegeven. In deze figuur is links nog een gedeelte te zien van het vormingsstation waarin de houders gevormd worden uit een folie.

Deze folie met als uitsparingen de aldus gevormde bekers 30 wordt in de met pijlen aangegeven richting voort bewogen waarna door de vulmachines 1 en 2 verschillende lagen van produkten in de houders worden gevuld. In het rechter gedeelte komt van rechtsboven een vrijwel gesteriliseerde dekselfolie die op de gevulde houders wordt gelegd waarna 35 deze dekselfolie met behulp van lassen aan de houders wordt "bevestigd.

8202209 - 6 - W 531 (R) ƒ / ' Het daarvoor benodigde lasstation is niet meer in de figuur aangegeven. Direct naast het vormingsstation begint de tunnel die echter eerst een verlaagde overgangszone heeft die ervoor zorgt dat de luchtstroom die in de tekening van 5 rechts naar links door de houders stroomt, aangegeven door dubbele pijlen, bij de overgangszone haast niet kan ontsnappen zodat er geen of zeer geringe fluctuaties in de druk optreden bij het binnenkomen van de houders in de tunnel. Bij AA is een doorsnede aangegeven boven in de \ 10 figuur, hieruit blijkt dat in de uitvoeringsvorm die in de figuur aangegeven wordt, er telkens vier houders naast elkaar in de folie gevormd zijn. De gasstroom verlaat door de spleten de tunnel met een snelheid van ongeveer 2m/s. De hiervoor noodzakelijke overdruk bij punt AA was in de gegeven 15 uitvoeringsvorm ongeveer Q,3-0,5mm waterdruk. De snelheid in de tunnel van de gasstroom, in dit geval gesteriliseerde lucht, bedroeg tussen de vulmachines ongeveer 0,5 m/s.

Rechts in de tekening is de gastoevoerinrichting te zien waarin met behulp van een ventilator gesteriliseerde lucht 2Ό wordt geblazen die vervolgens door een geperforeerde plaat •en/of een gasfilter wordt geleid om de luchtstroming zoveel mogelijk laminair te maken -in de tekening aangegeven met een dubbele pijl- waarna de bodem van de gastoevoerinrichting gevormd wordt door de bewegende dekselfolie die 25 eventueel van te voren gesteriliseerd is, doch in elk geval kiemarm gemaakt is. Zoals in de figuur is te zien, maakt de gastoevoerinrichting met de tunnel een stompe hoek van ongeveer 135°. Verder is de hoek zoveel mogelijk afgerond, zodat de luchtstroom geleidelijk aan van richting kan 30 veranderen, waardoor zo min mogelijk wervelingen worden veroorzaakt. Deze wervelingen kunnen plaatselijke gebieden van onderdruk veroorzaken, waardoor bij de spleten gevormd tussen de tunnel en de bewegende foliebodem niet steriele lucht van buiten kan worden aangezogen. Om dit te voorkomen 35 is het gewenst om een turbulentie-arme gasstroom te behouden.

s 8202209 - 7 - W 531 (R)

Tenslotte is bij BB nog een doorsnede aangegeven van het gedeelte van de gastoevoerinrichting vlak bij de tunnel, welke doorsnede midden boven in de figuur is aangegeven.

Ook hier is weer te zien dat er nauwe spleten zijn tussen de 5 dekselfolie en de randen van de gastoevoerinrichting, waardoor er slechts een minimale hoeveelheid gas kan ontwijken.

De inrichting volgens de uitvinding heeft een aantal voor-10 delen ten opzichte van de tot nu toe door leveranciers van van vulmachines geleverde tunnels. In de bekende tunnels worden vaak meervoudige luchtinlaten toegepast. Deze hebben echter als resultaat dat vaak onderdrukgebieden en/of wervelingen ontstaan met als gevolg dat door de spleten van 15 de omkapping niet steriele buitenlucht, dus infecties worden aangetrokken. Doordat volgens de uitvinding slechts van één zijde de gasstroom wordt toegevoerd gelukt het in de praktijk beter om de stroming zoveel mogelijk laminair te houden en er treden daardoor veel minder wervelingen op. Een einder 20 verschil is de vaak voorkomende scherpe overgang tussen de dekselfoliekast en de tunnel met wederom als gevolg wervelingen. Ook dit wordt door de bijzondere aansluiting van de gastoevoerinrichting in de tunnel vermeden. Tenslotte is ook de brede overgang die bij een voorkeursinrichting 25 volgens de uitvinding is ingevoerd een maatregel, die druk-variaties in de tunnel sterk vermindert.

Ten opzichte van een zogenaamde ’’clean room" of een kast met een laminaire stroming heeft een tunnel het grote praktische 30 voordeel dat de machine in een produktieruimte geplaatst kan worden, zonder dat er speciale voorzieningen getroffen behoeven te worden. De voor de werkwijze volgens de uitvinding benodigde hoeveelheid "steriele lucht", die meestal door filtratie wordt verkregen, is erg klein (ca. 300 m^/h) ten 35 opzichte van bijvoorbeeld de hoeveelheid nodig voor een kast 8202209 - 8 - W 531 (R) met laminaire stroming ( ca. 6000 m”Vh), 20dat de benodigde energiekosten zeer laag zijn. De uitvinding is het gunstigst toe te passen bij zogenaamde "form-fill-seal" machines omdat daarbij de kans op lekkages zeer klein is.

5 indien men een inrichting volgens de uitvinding wil toepassen op een vulmachine voor voorgevormde bekers moeten extra maatregelen genomen worden omdat het risico dat een niet geplaatste beker in de transportband een gat openlaat groter is, waardoor de tunnel sneller geïnfecteerd kan 10 worden.

\__ 8202209

Claims

1. Werkwijze voor het aseptische verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten, waarbij gebruik gemaakt wordt van een tunnel over het vultra-jekt van de vulmachines, welke tunnel wordt voorzien van zo steriel mogelijke lucht, met het kenmerk, dat men van slechts één zijde een zo steriel mogelijke gasstroom toevoert met een zodanige druk en snelheid, dat in de tunnel een lichte overdruk ontstaat, die het inzuigen van omgevingslucht tegengaat en waarbij de overmaat van het toegevoerde gas door de aanwezige spleten ontwijkt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de gasstroom tegengesteld aan de richting van de produkt-stroom invoert.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men de afmetingen van de tunnel en de snelheid van de gasstroom zo op elkaar afstemt, dat de gassnelheid in de tunnel van 0,05-1,0 m/s, bij voorkeur 0,3-0,5 m/s bedraagt.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men het toe te voeren gas zodanig leidt, dat in de tunnel een horizontale, turbulentie-arme stroming ontstaat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men de gasstroom voor de intrede in de tunnel door een of meer geperforeerde, dwars op de richting van de gasstroom geplaatste, platen en/of gasfilters voert.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men de overgang van de gastoevoerinrichting naar de tunnel 8202209

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de aanvoer van de gasstroom vlak voor de tunnel gevormd wordt door een half-ovale of rechthoekige buis, waarvan de bewegende bodem wordt gevormd door een folie, waaruit de bovenkant van de in de tunnel met produkt gevulde houders wordt gevormd.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de folie kiemarm gemaakt is voor deze als bewegende bodem van de gastoevoerinrichting wordt ingevoerd.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat men de overdruk in de tunnel zodanig instelt, dat de door de spleten ontwijkende lucht een snelheid heeft van 0,1-10 m/s, bij voorkeur 1-3 m/s.

9. W 531 (R)

10. Werkwijze volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat men ter plekke de houders vlak voor het vullen vormt uit een folie, welke folie met de daarin gevormde houders de bewegende bodem van de tunnel vormt.

10. W 531 (R) zo vloeiend mogelijk laat verlopen door scherpe hoekkanten te vermijden, opdat de graad van laminariteit van de gas-stroom zo min mogelijk wordt verstoord.

11. W 531 (R)

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat men ervoor zorg draagt, dat bij gebruik van ter plekke gevormde houders een brede overgang tussen het vormstation en de tunnel bestaat om drukschommelingen tijdens het transport van de houders te vermijden. . 12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de brede overgarig in de transportrichting een lengte heeft die groter is dan de diameter van de opening van een houder. 8202209 Μ* _

12. W 531 (R) de afstand van de transportband en/of de bovenranden van de houders tot de onderste rand van de zijkanten van de tunnel zo gering is dat slechts spleten met een breedte van 0,1-5 mm, bij voorkeur 0,5-3 mm gevormd worden.

13. W 531 (R)

13. Werkwijze volgens een der conclusies 1-12, met het kenmerk dat men als gasstroom een gesteriliseerde luchtstroom toepast.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat in de tunnel een of meer vulmachines uitkomen, die zodanig uitgevoerd zijn dat het gasstromingsbeeld in de tunnel zo min mogelijk wordt verstoord.

15. Inrichting voor het aseptisch verpakken van produkten zoals voedingsmiddelen en farmaceutische produkten, voorzien van een tunnel over het vultrajekt voor de vul-machine, welke tunnel is voorzien van middelen om een zo steriel mogelijk gas toe te voeren, met het kenmerk, dat de gastoevoerinrichting aan slechts één zijde van de inrichting is geplaatst.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de gastoevoerinrichting nabij de afvoeropening voor de produktstroom is geplaatst, zodat bij in werking zijn van de inrichting een gasstroom ontstaat in een richting tegengesteld aan de richting van de produktstroom.

17. Inrichting volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat in de gastoevoerinrichting een of meer geperforeerde platen, die dwars op de stroomrichting van het gas zijn geplaatst, en/of gasfilters zijn opgenomen.

18. Inrichting volgens een der conclusies 15-17, met het kenmerk, dat de tunnel bestaat uit een half-ovale of rechthoekige buis, waarvan de onderkant wordt gevormd door een transportband, waarin of waarop de houders kunnen worden geplaatst, welke in de tunnel met het te verpakken produkt worden gevuld, en waarbij 8202209 * *

19. Inrichting volgens een der conclusies 15-18, met het kenmerk, dat de gastoevoerinrichting zodanig is aangesloten op de tunnel, dat bij in werking zijn van de inrichting de uit de gastoevoerinrichting komende gas-stroom geleidelijk van richting verandert en het in de gastoevoerinrichting opgewekte laminaire stromingskarak-ter van de gasstroom zoveel mogelijk in de tunnel behouden blijft.

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de gastoevoerinrichting vlak bij de tunnel bestaat uit een half-ovale of rechthoekige buis, waarvan de bovenkant met een afgeronde, stompe hoek (tussen 90 en 180®), bij voorkeur tussen 120 en 160®; overgaat in de bovenkant van de tunnel.

21. Inrichting volgens een der conclusies 15-20, met het kenmerk, dat bij in werking zijn van de inrichting de bewegende bodem van de gastoevoerinrichting vlak bij de tunnel wordt gevormd door een folie, die gebruikt wordt voor het sluiten van de in de tunnel met produkt te vullen houders, welke folie slechts zeer smalle spleten open laat tussen de folie en de gastoevoerinrichting.

22. Inrichting volgens een der conclusies 15-21, met het kenmerk, dat deze voorzien is van een vormingsstation, waarin de houders gevormd kunnen worden vlak voor het moment, dat ze in de van een tunnel voorziene vulmachine gebracht worden en waarbij de bewegende bodem van de tunnel wordt gevormd door een folie met daarin gevormde houders. 8202209 t, Λ

23. Inrichting volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat deze tussen het vormingsstation en de tunnel een brede overgang bevat, die in de transportrichting een lengte heeft die groter is dan de diameter van de opening van de in het vormingsstation te vormen houders.

24. Inrichting volgens een der conclusies 15-23, met het kenmerk dat de in de tunnel geplaatste , al dan niet bewegende, delen van de vulmachine een zo gering mogelijk volume hebben om bij in gebruik zijn de gasstroom in de tunnel zo min mogelijk te verstoren.