NO177695B - Fremgangsmåte og anordning for aseptisk fluidpåfylling av en forpakning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for aseptisk fluidpåfylling av en forpakning anordnet med en tut slik det fremgår av ingressen til de etterfølgende selvstendige krav.

EP 72699 beskriver en anordning for aseptisk oppfylling av en pakning med et fluid innbefattende et fyllhode med en ventil for regulering av strømningsmengden av fluid inn i en pakning anordnet med en tut som har en ytre rivbar membran. Denne anordning har et antall ulemper. Under oppfyllingsprosessen, er det for det første trykket i fluidet som river det ytre membran, som fører til fullstendig uforutsigbare rivninger som kan strekke seg inn til forseglingssonen for pakningens avstengning og kan således føre til brudd i pakningens fluidtetthet. På den andre side innbefatter anordningen ifølge det angjeldende patentskrift et system med to uavhengige bevegelser av den vertikale aksel for levering av fluidet på den ene side og for å skape et undertrykk i det øvre rom på den andre side. Tilslutt nødvendiggjør denne anordning tetninger på den vertikale aksel der deres nyttelevetid er begrenset og kan bevirke bakterielle infek-sjoner når de blir slitt.

Den foreliggende oppfinnelse muliggjør en fremgangsmåte og en anordning uten at noen av de ovenfor nevnte ulemper overføres til brukeren. Ifølge oppfinnelsen rives det ytre membran rent på en definert måte, der ventilen for regulering av leve-ringsmengden av fluid kun har en enkelt bevegelse og dermed kun en drift og det foreligger ingen tetning eller forsegling som skal erstattes ved gjentatte intervaller.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at den ytre brytbare membran skjæres og fluidet samtidig innføres i forpakningen og at fluidet innføres i hovedsak vinkelrett i forhold til retningen for fortrengningen av det resterende fluid.

Den forutgående eller første sterilisering av fyllhodets rom kan som eksempel finne sted i to til tretti sekunder ved en temperatur mellom 135 og 165 °C og under et damptrykk på 2-6 atmosfærer.

Ved fullendelse av oppfyllingssyklusen, kan en rengjørings-operasjon finne sted med damp ved et trykk på 1-4 atmosfærer i en tidsperiode på 0,5-2 sekunder ved en temperatur i området fra 120-150°C. Der det benyttes steril luft innføres denne ved et trykk fra 0,5-3 atmosfærer og ved omgivelses-temperaturen .

Oppfinnelsen vedrører også en anordning av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at ventilen for regulering av fluidets leveringsmengde er slik at dens skjærelementer er innrettet for å skjære den brytbare membran under dens åpning, hvilken ventil har en akse som er vinkelrett på aksen til fluidinnløps- og -utløpsrøret, idet dampinnløpsventilen og ventilen med et damputløpsrør er plassert vinkelrett i forhold til aksen til fluidinnløps- og -utløpsrøret.

I forbindelse med oppfinnelsen forstås en forpakning å være både en pakning av plast eller papp, eller enhver annen type pakning eller emballasje for matvarer eller innenfor det medisinske området. Med fluid er det ment både en flytende oppløsning, også melk, juice av frukter eller grønnsaker eller mer viskøse produkter, slik som syltetøy, marmelade og lignende med eller uten biter.

Vanligvis er fluidinnløpet og utløpsrørene forlengelser av hverandre. Pakningsstøtten er dannet av kjefter for å holde pakningen på plass og et forseglingshode.

Før fyllprosessen steriliseres fyllhodets rom og den ytre flate av den rivbare membran. Dette gjøres ved hjelp av dampinnløpsventilen. Den andre ventil anordnet sideveis ved bunnen av fyllhodet benyttes på den ene side for uttak av damp under sterilisering og på den andre side for uttak av restfluid under fullendelse av oppfyllingen. Disse to ventiler er plassert enten på hver side eller parallelt på den samme side av planet dannet av aksen for fluidinnløpet og utløpsrøret og ventilens akse for å regulere fluidleveringsmengden og vinkelrett til aksen av fluidinnløpet og utløps-røret .

Det er åpenbart at fluidinnløpet og utløpsrøret også steriliseres før oppfylling.

I anordningen ifølge oppfinnelsen danner aksen for ventilen for regulering av fluidleveringsmengden en vinkel på 40-80° med aksen av dampinnløpsventilen og med aksen av damputløpet og tømmeventilen.

Hovedfordelen med anordningen ifølge oppfinnelsen er at den tilveiebringer et fyllsystem der det er mulig, i én enkelt bevegelse og dermed én enkelt operasjon, å rive den ytre membran og samtidig slippe inn fluid i pakningen.

Det er den nedre del av ventilen for regulering av fluidleveringsmengden som tjener som en lukke-/åpningsanordning for innføring av fluid. Åpningen er konisk avkortet eller sylindrisk i form. I tilfellet av et fluid som inneholder biter, er det bedre å velge en sylindrisk åpning siden det da er liten fare for at biter forblir klemt under lukkingen av ventilen. Tetningene på lukkeanordningen er anordnet enten ved bunnen av ventilen eller ved åpningen hvor fluidene entrer pakningen.

Bunnen av ventilen for regulering av fluidleveringsmengden innbefatter også skjærinnretninger. I tilfellet av et fluid uten biter, er det bedre å velge radielle og vertikale kuttere, f.eks. to kuttere anordnet vinkelrett, som selve kutteinnretningen. Imidlertid er det også mulig å anordne mer enn to kutteanordninger. I tilfellet av et fluid som inneholder biter, er det bedre å velge kutteinnretninger i form av U-formede kuttere og i dette tilfellet er et mellomliggende strømningskammer anordnet mellom fluid-leveringsrøret og pakningen. . Minst to typer pakninger kan påtenkes; enten en pakning med en tut innbefattende en indre lukkemembran, av den type vist i tegningene og i EP-72699, eller en pakning med en tut uten lukkemembran. I dette tilfellet lukkes pakningen ved direkte forsegling ved den flaten av pakningen som vender mot tuten.

Ventilen for å regulere fluidleveringsmengden innbefatter en fleksibel membran eller en belgmembran som etablerer fluidtetthet mellom fluidpassasjen og de rent mekaniske deler.

Under innføringen av en ny pakning må også dampinnløpsven-tilen etterlates i det minste delvis åpen for å unngå bakteriell infeksjon.

Ved hjelp av fyllanordningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å bygge opp en fullstendig aseptisk påfyllingslinje der minst to av anordningene beskrevet ovenfor er arrangert i rekkefølge. Mellom to og åtte påfyllingsanordninger er fordelaktig anordnet.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i nærmere detalj i det følgende med henvisining til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom anordningen ifølge oppfinnelsen med fluidinnløpsventilen i sin lukkede stilling. Fig. 2 viser et delvis snitt langs linje II-II ifølge fig. 1 gjennom en første utførelse av oppfinnelsen med f luidinnløpsventilen i sin åpne stilling. Fig. 3 viser et delvis snitt langs linje II-II ifølge fig. 1 gjennom en andre utførelse av oppfinnelsen med f luidinnløpsventilen i sin åpne stilling. Fig. 4 viser et snitt langs linje IV-IV ifølge fig. 3. Fig. 5 viser et snitt gjennom en tredje utførelse av

anordningen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 6 viser et snitt langs linje VI-VI ifølge fig. 5.

Et påfyllingshode angitt med henvisningstallet 1 innbefatter et fluidinnløpsrør 2 og fluidutløpsrør 3, en ventil 4 for å regulere fluidleveringsmengden, en dampinnløpsventil 5 og damputløp- og tømmeventil 6 for restfluid. Tappene til ventilene 5 og 6 er forskyvbare ved pneumatiske eller lignende systemer (ikke vist).

En forpakning 7 innbefattende en tut 8 med en rivbar eller brytbar membran 9 og en lukkemembran 10 delvis forseglet mot tuten 8 for å tillate oppfylling, plasseres under det aktuelle fyllhodet. Pakningen holdes på plass av kjefter 11 under hvilke det er anordnet et forseglingshode 31 som lukker pakningen ved fullendt oppfylling. Forseglingshodet innbefatter en tetningsring 12.

Fyllhodet innbefatter en fleksibel membran 13 holdt mellom de to deler 14,15 festet sammen av låseringen 16. Denne fleksible membran består av polytetrafluoretylen eller av gummi eller av ethvert egnet fleksibelt materiale med høy mekanisk og termisk stabilitet. Tappen til ventilen 4 er vertikalt forskyvbar ved pneumatiske eller tilsvarende systemer (ikke vist) mellom bøssingene 17.

Membranen 13 er gjennomhullet i sitt senter og gjennomløpes av tappen i ventilen 4. Denne tapp er i tre deler: den øvre del 18 inn i hvilken delen 19 som holder den fleksible membran 13 er innskrudd med skruen 21. Låseskruen 22 sikrer et godt hold, og dermed fluidtetthet av membranen 13. Tilslutt innbefatter tappen en nedre del 20 skrudd inn i elementet 19 ved hjelp av skruen 23. Denne del 20 som innbefatter en konus 51 tjener som en åpne-/lukkeanordning for påfylling av forpakningen. Den innbefatter en tetning 24 og to vinkelrett anordnede radielle kuttere 25. Disse kuttere danner et sentralt punkt 26 som muliggjør forbedret kutting av membranen 9. Et ringformet fremstikk 27 tilveiebringer effektiv holding av membranen 9 under bevegelsen nedad av kutteelementet 25 og under sterilisering. Flere konsentriske ringformede fremstikk kan anordnes for ytterligere å forbedre holding av membranen 9. I tilfellet av fig. 1,2 og 3, er åpningen 28 for føring av fluidet av konisk avkortet form. Denne åpning danner også setet for konusen 51.

Anordningen virker som følger:

Med ventilen 4 i sin lukkede stilling (fig.l) og forpakningen 7 på plass, steriliseres hoderommet 52 og membranen 9 ved åpning av dampinnløpsventilen 5. Dampen ankommer gjennom røret 29. Den går ut gjennom røret 30 via ventilen 6. Ved fullendelse av steriliseringen lukkes de to ventiler 5 og 6 og ventilen 4 åpnes (fig. 2). Elementet 20 føres ned og kutterne 25 åpner den brytbare membran 9. Samtidig frigjøres fluidet og slipper inn i forpakningen 7 gjennom åpningen 28. Det er åpenbart at under oppfylling er forseglingshodet 31 i sin nedre stilling. Ved ferdig oppfylling, stiger tetnings-hodet opp, ventilene 5 og 6 åpnes slik at damp fortrenger restproduktet som strømmer ut gjennom røret 30. Under eller etter denne rengjøringsoperasjon oppvarmes tetningsringen 12, og stenger således pakningen 7. Kjeften 11 kan deretter frigjøre pakningen.

For å unngå infeksjon av påfyllingshoderommet mens pakningen blir skiftet ut, etterlates dampinnløpsventilen 5 åpen eller delvis åpen.

Fig. 3 og 4 viser anordningen ifølge oppfinnelsen i en annen utførelse. Elementene som er identiske med de i fig. 1 og 2 er angitt med de samme henvisningstall. Denne anordning avviker fra den vist i fig. 1 og 2 ved at dampinnløpsventilen 32 og damputløps- og tømmeventilen 33 er plassert på samme side av planet dannet av aksen for fluidinnløp- og utløps-røret og aksen til ventilen for regulering av fluidleveringsmengden. Anordningen er ellers identisk med den tidligere utførelsen. Tappene til ventilene 32 og 33 forskyves under kraften fra den samme drift, f.eks. et enkelt pneumatisk system (ikke vist). Følgelig representerer dette hovedfordelen overfor anordningen vist i fig. 1 og 2. Hver ventiltapp har en tetning 34 og 35 og nåler 36 og 37 av ulik form. Dampen ankommer gjennom røret 39 og forlater ut gjennom røret 40. Fordi tappene til ventilene 32 og 33 har samme drift glir de synkront.

Fordelen med å ha ulike nåler 36 og 37 er som følger:

Når ventilene 32 og 33 stenges etter sterilisering av fyllhoderommet eller etter rengjøring, stenger ventilen 32 først, som således etterlater muligheten for at damp eller restprodukt kan slippe ut gjennom røret 40. De resterende operasjoner er de samme som i fig. 1 og 2.

Fig. 5 og 6 viser en tredje utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen der kutterne har en spesiell form. Denne form er mer spesielt egnet for påfylling av en pakning med et fluid som inneholder biter. Ettersom pakningen og forseglingshodet er de samme som for fig. 1-4, har de blitt angitt med de samme henvisningstall. Fluidinnløpsrøret 41 stenges med ventilen 42. Denne ventil har en U-formet kutter 43. Fyllhodet 44 innbefatter et mellomliggende kammer 45 mellom røret 41 og tuten 8 på forpakningen 7. Ventilen 46 innbefatter et dampinnløpsrør 48 mens ventilen 47 innbefatter et tømmerør 49. Det skal bemerkes at ventilene 46 og 47 er ikke side om side, men lagt over hverandre. De kan også ha en enkelt drift som synkront åpner og lukker disse. Virkemåten er den samme som for fig. 1-4. Fyllhoderommet og membranen 9 steriliseres ved åpning av ventilene 46 og 47. Disse ventiler blir deretter lukket igjen og fluidinnløpsventilen 42 åpnes. Under nedad rettet bevegelse av ventilen 42 kutter kutterne 43 membranen 9 og påfylling finner sted. Kammeret 45 sørger for jevn strømning av fluidet, spesielt i tilfeller hvor biter er tilstede. Ved fullendelse av påfyllingen stenges ventilen 42 og det mellomliggende kammer 45 rengjøres. Forseglingshodet 31 heves deretter og tetningsringen 12 avtetter lukkemembranen 10 mot tuten 8. I fravær av et lukkemembran, er det direkte pakningens vegg som tetter mot tuten 8.

Følgelig kan flere anordninger av typen vist i fig. 1-6 anordnes i serier i en aseptisk påfyllingslinje.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en aseptisk svært sikker anordning som er enklere i utforming enn kjente anordninger på det angjeldende området og som muliggjør å foreta et svært rent kutt i den brytbare membran.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for aseptisk fluidpåfylling av en forpakning (7) anordnet med en tut (8) innbefattende en ytre brytbar membran (9), der forpakningen er steril og lukket, og der et påfyll ingshode-rom (52) og den ytre del av den brytbare membran (9) er sterilisert, hvor det ved fullendelse av påfyllingsprosessen avstenges fluidtilførselen og damp eller steril luft tilføres for å fortrenge det resterende fluid fra påfyllingshode-rommet (52) til et tømmerør (30), karakterisert ved at den ytre brytbare membran (9) skjæres og fluidet samtidig innføres i forpakningen (7) og at fluidet innføres i hovedsak vinkelrett i forhold til retningen for fortrengningen av det resterende fluid.

2. Anordning for utøvelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, innbefattende et påfyllingshode (1,44) med en ventil (4,42) for regulering av fluidets leveringsmengde og skjærinnretninger (25,43), en forpakningsstøtte (11,31) plassert under påfyllingshodet (1) og er beregnet på å avtette forpakningen (7) ved fullendelse av påfyllingssyklusen, et fluidinnløps- og fluidutløpsrør (2,3) og, i bunnen av påfyl1ingshodet, en dampinnløpsventil (5,32,46) og en ventil (6,33,47) med et damputløp og tømmerør (30,40,49) for rengjøringsoperasjonen i slutten av påfyllingssyklusen, karakterisert ved at ventilen (4) for regulering av fluidets leveringsmengde er slik at dens skjærelementer (25,43) er innrettet for å skjære den brytbare membran under dens åpning, hvilken ventil (4) har en akse som er vinkelrett på aksen til fluidinnløps- og -utløpsrøret (2,3), idet dampinnløpsventilen og ventilen med et damp-utløpsrør er plassert vinkelrett i forhold til aksen til fluidinnløps- og -utløpsrøret (2,3).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at dampinnløpsventilen (5) og damputløps- og tømmeventilen (6) er plassert på hver side av planet dannet av aksen til fluidinnløps- og fluidutløpsrøret (2,3) og aksen til ventilen (4) for regulering av fluidleveringsmengden og plassert vinkelrett på aksen til fluidinnløps- og -utløpsrøret (2,3).

4. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at dampinnløpsventilen (32) og damputløps- og tømmeventilen (33) er plassert parallelt på samme side av planet dannet av aksen til fluidinnløps- og fluidutløpsrøret (2,3) og aksen til ventilen (4) for regulering av fluidleveringsmengden og plassert vinkelrett til fluidinnløps- og -utløpsrøret.

5 . Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 2-4, karakterisert ved at åpningen (28) ved påfyllingshodet for innføring av fluid inn i forpakningen (7) er konisk avkortet eller har sylindrisk utforming.