NO314892B1 - Innretning for sterilisering av en beholdertut - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en pakkemaskin til forming, fylling og forsegling av mønetoppkartonger. Mer bestemt angår oppfinnelsen en innretning som angitt i ingressen til det selvstendige krav 1.

Vanlige flasker til oppbevaring av flytende drikkevarer og lignende blir gradvis erstattet

av pappkartonger. Slike kartonger er i alminnelighet laget av et emne av kartong som er belagt med termoplast på begge sider. Disse emner blir sideforseglet og blir ført til innmatningen for en pakkemaskin. Pakkemaskinen reiser opp disse emner, forsegler deres bunner, fyller dem med produktet og forsegler deres topper. Et antall slike pakningstyper er nå kommet i alminnelig bruk. En slik pakningstype er en mønetoppbeholder. En annen pakningstype er av murstenstypen. I mange tilfeller er det blitt populært å forsyne slike beholdere med en tut som omfatter en stuss og en kapsel som på beholderen danner en utløsbar åpning som gir hurtig og enkel adgang til beholderens innhold.

En pakkemaskin som er laget for å forme og forsegle en pakning med en slik tut er omhandlet i US patent nr. 4,788,811 med tittelen "Process and Apparatus for Assemling and Liquor-Charging of Packages of Paper and the Like". Anordningen som er beskrevet i '811-patentet sies å være en innretning for suksessiv produksjon av et antall papirpakninger som er forsynt med en tilhørende tut på en del av det øvre endeparti og er fylt med en flytende drikkevare. Tuten innbefatter en egentlig tut som er stort sett sylindrisk og har en gjennomgående væskepassasje. For sanitære formål blir tuten innsatt i den åpne ende av en halv pakning fra dennes innside. Innsetningen og feste av tuten utføres like før fylling av væske. Bare deretter blir væske fylt i en steril atmosfære. Innenfor den sanitære utførelse av disse handlinger er tutanordningen og forseglingsanordningen tatt med for å øke sikkerheten ved sanitære forhold.

Siden slike pakninger har økende popularitet blir kravene til levetiden for oppbevaring

av innholdet likeledes strammere. Oppbevaringstiden er direkte avhengig av hvor steril pakkeprosessen er. I det ovenstående beskrevne system fra '811-patentet er det imidlertid ikke tatt hensyn til den sterilitet som kreves for å oppnå forlenget lagringstid. Oppfinnerne i denne sak har funnet at de nåværende prosesser for sterilisering av en

kartong før den fylles med produktet ofte overser en vesentlig potensiell kilde til forurensning. Som følge av dette har oppfinnerne utviklet en oppfinnelse som er vist og beskrevet her.

En innretning ti] frembringelse av en beholder med en tutanordning plassert på denne er omhandlet. Tutanordningen omfatter en kapsel anbrakt på en stuss, og kan funksjonsmessig deles i en indre del for anbringelse mot innsiden av beholderen og en utvendig del for anbringelse mot beholderens utside. Innretningen omfatter et lager som inneholder er flertall tutanordninger og en styreanordning som skal lede flertallet av tutanordninger slik at de enkeltvis føres til et utløp for styreanordningen. En sterilisator for stuss og kapsel mottar hver enkelt av flertallet av tutanordninger fra utløpet ved styreanordningen og påfører en desinfiserende oppløsning på deres respektive indre deler. En utløpsstyreanordning får overført enkeltvise av tutanordningene etter at de har fått sine indre deler desinfisert og styrer disse til en påfølgende prosesstasjon. Den påfølgende prosesstasjon kan f.eks. være et anordning som setter tutanordningen på beholderen. En mellomliggende UV-stasjon kan benyttes mellom sterilisatoren for stuss og kapsel og tutens påsetningsanordning for ytterligere å sterilisere tutanordningen før den settes på plass.

I følge en utførelse av sterilisatoren for stuss og kapsel omfatter sterilisatoren en bane som bærer og leder et flertall tutanordninger i en på forhånd bestemt bane. En portmekanisme er plassert for å sperre for bevegelse av flertallet av tutanordninger langs banen. Portanordningen blir styrt for selektivt å holde enkeltvise av tutanordningene i en på forhånd bestemt stilling lang banen og for selektivt å føre den fastholdte tutanordning for videre bevegelse langs banen. En dyse er anbrakt i et fast forhold til en tutanordning som er fastholdt i den på forhånd bestemte stilling av portanordningen for dusjing av den fastholdte tutanordning med en desinfiserende løsning.

Innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteristikken til det selvstendige krav 1 angitte trekk.

Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de uselvstendige kravene.

Fig. 1 viser skjematisk en stasjon for påsetting av tut og en stasjon for sterilisering av beholderen i en pakkemaskin ifølge en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et snitt gjennom en tut som er påsatt en beholder, der beholderen gjennomgår en sterilisering etter påsettingen. Fig. 3-5 viser forskjellige utgaver av en sterilisator for stuss og kapsel utført i henhold til en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 viser i perspektiv en utførelse av en baneanordning til bruk i foreliggende oppfinnelse.

Fig. 7 viser baneanordningen på fig. 6 sett fra enden.

En utførelse av en anordning til fremstilling av en beholder som f. eks. en beholder med mønetopp der det sitter en tutanordning på denne er vist hovedsakelig ved 10 på fig. 1. I innretningen 10 blir et flertall beholdere 15 transportert mellom på hverandre følgende behandlingsstasjoner i den retning som er angitt med pilen 20 med f.eks. et endeløst transportbånd (ikke vist). To slike behandlingsstasjoner er her vist. En første behandlingsstasjon 25 er beregnet på å feste en tut på hver av beholderne 15.1 følge et trekk ved den foreliggende oppfinnelse blir tuten sterilisert før den festes på denne måte, for derved å gjøre pakkeprosessen mer steril slik at produktet får lenger levetid til oppbevaring. En andre behandlingsstasjon 30 er plassert for å sterilisere beholderne 15 innvendig.

Som vist omfatter den første behandlingsstasjon 25 et lager 35 for tuter som har plass for et flertall av disse. Lageret 35 har et utløp 30 ved inngangen til et stykke av en bane 45 for tutene. Banen 45 for tutene strekker seg mellom lageret 35 og innløpet til en sterilisator 50 for stuss og kapsel, og forenkler transporten av tutene mellom disse enheter. Tutene blir fortrinnsvis transportert langs banen 45 med tyngdekraften, og om nødvendig med støt av steril luft eller lignende.

Sterilisatoren 50 for stuss og kapsel virker som en desinfiserende enhet som mottar enkeltvise stusser og kapsler som transporteres i rekke langs banen 45. Desinfiseringen forgår ved påføring av en desinfiserende oppløsning som f. eks. hydrogen-peroksid på tutene.

Det skat påpekes at sterilisatoren 50 for stusser og kapsler påfører en viss mengde av desinfiserende oppløsning på innsiden av tutene. I denne forbindelse skal det med hensyn til fig. 2 påpekes at hver tut 55 funksjonsmessig kan sies å omfatte to seksjoner: en utvendig seksjon 60 som ved påsetting på den tilhørende beholder 50 stikker ut på utsiden av denne og videre en innvendig seksjon 65 som ved påsetting på beholderen 15 blir liggende inne i denne. I alminnelighet blir steriliseringen av de indre seksjoner av tuten som er vist på fig. 2 forsømt ved at de indre seksjoner er vanskelig tilgjengelig etter at tuten er blitt festet på den tilhørende beholder. F. eks. vil en dispersjon av hydrogen-peroksid, her vist med pilene 70 ikke kunne nå inn til de indre deler av tuten 55. Disse deler blir til "skygge"-områder som ikke blir påført hydrogen-peroksid. Som følge av dette vil sterilisering av beholderen etter påsetting av tuten ofte etterlate betydelige deler av tuten 55 i en septisk tilstand som kan forurense beholderens innhold og dermed redusere dens effektive lagringstid. Ved påføring av den steriliserende oppløsning på de indre partier av tuten før denne settes på beholderen blir slike problemer redusert og/eller opphevet.

Etter at hver tut er blitt desinfisert i sterilisatoren 50 for stuss og kapsel blir tuten ført til en utmatningsstyring 75 som leder hver av tutene til en påfølgende behandlingsstasjon. I det eksempel som er vist på fig. 1 blir hver tut deretter ført til en ultrafiolett-stasjon 80. Ultrafiolett-stasjonen 80 bestråler hver tut, særlig det indre av denne, idet den passerer forbi. Slik bestråling, særlig når den kombineres med påføring av hydrogen-peroksid som den desinfiserende oppløsning, sørger for en meget effektiv sterilisering av tuten.

Etter bestrålingen ved ultrafiolett-stasjonen 80 blir hver tut ledet langs en bane 85 til en påsetningsinnretning 90 som setter tuten på den tilhørende beholder 15. Påsetningsinnretningen 90 for tuten kan ha et hvilket som helst antall former. F. eks. kan påsetningsinnretningen 90 være en EL-64 som er tilgjengelig fra Cambridge Valley Machining. Andre påsetningsinnretninger for tuter er likeledes egnet til denne bruk.

I det ovenstående system er det fordelaktig å legge stasjonen 25 i stort sett sterile omgivelser. Således kan stasjonen 25 ligge i sirkulerende steril luft. I tillegg, eller som et alternativ, kan stasjonen eller deler av denne være omgitt av sidevegger som danner et sterilt kammer eller lignende.

Etter påsetting av tuten på den tilhørende beholder blir beholder og tut transportert i den retning som er vist med pilen 20 f. eks. med en kjedetransportør eller lignende, til en ytterligere steriliseringsstasjon 30. Ved steriliseringsstasjonen 30 underkastes beholderen 15 en steriliseirngsprosess som f. eks. innbefatter påføring av flytende hydrogen-peroksid fulgt av bestråling av ultrafiolett lys. Som nevnt ovenfor vil vanlige prosesser til sterilisering av beholdere ofte svikte når de gjelder tilstrekkelig sterilisering av de indre deler av tuten. Da de innvendige deler av tuten er blitt sterilisert ved stasjonen 50 skaper dette ikke noe problem. Ved dette blir det mulig å benytte en vanlig prosess ved steriliseringsstasjonen 30.

Etter å ha gjennomgått steriliseringsprosessen ved steriliseringsstasjonen 30 blir beholderne 15 ført til påfølgende behandlingsstasjoner (ikke vist) der de fylles med produktet og forsegles på toppen. Slike fyllings- og forseglingsoperasjoner er ikke noen del av foreliggende oppfinnelse, og kan f. eks. utføres ved bruk av vanlig prosesser.

Fig. 3-5 viser en utførelse av en sterilisator 50 for en stuss og kapsel, som kan benyttes i stasjonen 25. Som vist føres tutene 55 langs en på forhånd bestemt bane som er fastlagt med en skinne 100 i sterilisatoren 50 for stuss og kapsel. En portmekanisme som er vist generelt ved 110 er plassert for å sperre bevegelse av tutene 55 langs banen 100. Mer bestemt er portmekanismen 110 i virksomhet for selektivt å holde enkeltvise av tutene 55 i en på forhånd bestemt stilling langs banen 100 mens en dusj-mekanisme som er vist generelt ved 120 dusjer det indre av tuten 55 med en desinfiserende oppløsning som f.eks. hydrogen peroksid. Etter at de enkeltvise tuter 55 er blitt dusjet blir de selektivt ført for videre bevegelse langs banen 100.

Den særlige utførelse av portmekanisme 110 benytter en sirkulær port 125 med utskårete partier 130. De utskårete partier 130 tilsvarer formen på kapseldelen 135 av en enkel tut 55, og griper sammen med omkretsen på denne. Som vist er den sirkulære porten 125 plassert for å avbryte bevegelsen av tutene 55 langs banen 100. Under drift dreies portene 125 av en drivanordning 150 etter styresignaler som mottas ved en eller flere innganger 152. Drivanordningen 150 dreier porten 125 mellom en første stilling der porten 125 griper, og holder en enkel tut 55 i det utskårete parti 130 i en bestemt stilling og en andre stilling hvori porten 125 fører den fastholdte enkle tut 55 til en utløpsdel 160 av banen 100. Ved fremføring av den tidligere fastholdte enkeltvise tut 55 til utløpsdelen 160 vil den bakre del 165 av den sirkulære port 125 gripe en påfølgende tut 55 og derved hindre ytterligere tuter i å passere gjennom steriliseringsstasjonen 50 for stuss og kapsel. På denne måte vil hver enkelt tut 55 bli underkastet sin egen individuelle steriliseringsprosess. Selv om drivanordningen 155 i den beskrevne utførelse reagerer på et pneumatisk styresignal ved inngangen 152 skal det være klart at andre drivanordninger som reagerer på andre typer styresignaler også kan benyttes.

Dusj mekanismen 120 står overfor portanordningen 110. Selv om dusjmekanismen 120 og portanordningen 110 er vist med vertikal orientering skulle det være klart at en horisontal orientering er å foretrekke hvis tyngdekraften benyttes til å transportere tutene langs banen. Dusj anordningen 120 omfatter en hoveddel 170 og en dyse 175. Hoveddelen 170 har et første innløp 180 for steril forstøvningsluft eller lignende.

Hoveddelen 170 har videre et andre innløp 185 for desinfiserende oppløsning som f.

eks. hydrogen-peroksid. En styreinngang 190 finnes også for å motta et styresignal som f. eks. et elektronisk signal eller et pneumatisk signal som setter igang driften av en dusjsyklus. Ved mottagning av et styresignal vil dusj anordningen 120 utgi en på

forhånd bestemt mengde desinfiserende oppløsning og en på forhånd bestemt mengde steril forstøvningsluft og kombinerer disse to for utmatning gjennom dysen 175.

Mengden av oppløsning og luft som benyttes ved en enkel dusj kan styres i meget høy

grad. Fortrinnsvis er dusjanordningens dyse en modell 780S-SS som er tilgjengelig fira

EFD.

Størrelsen på dysens 175 åpning kan styres med en skrumekanisme som har en første

ende 195 der denne kan gripes og dreies av en operatør. Den første ende 195 er forbundet med en sentral stav (ikke vist) som strekker seg til en andre innsnevret ende ved dyseåpningen 200. Den grad hvormed den andre innsnevrede ende stenger for dyseåpningen 200 slik det stilles inn ved dreining av den første ende 195 justerer den effektive størrelse på åpningen.

I den viste utførelse er portmekanismen 110 og dusj anordningen 120 festet til sporet

som danner støtte for tutene 55 idet de passerer gjennom og blir behandlet i sterilisatoren 50 for stuss og kapsel. Mer bestemt, som vist i detalj i de eksempler som er gjengitt på fig. 6 - 7 så vel som på figurene 3 og 4, består skinnen av fire sideskinner 205 og en bæreskinne 201. Skinnene 205 og 210 blir på sin side understøttet av bæredeler 215 som står ved på forhånd bestemte punkter langs skinnen.

Dusj anordningen 120 og portmekanismen 110 er festet til minst en av bæredelene 215

med braketter 225 resp. 230. Som vist i detalj på fig. 3 er drivanordningen for portmekanismen 110 festet til braketten 230 f.eks. med bolter 235. Braketten 230

strekker seg mellom understøttelsedelene 215a og 215b, og er festet med et par bolter 240.

Braketten 225 som fester dusjanordningen 120 til bæredelen 215a har en oppadrettet del 245 som er festet til en tverrstilt del 250. Den tverrstilte delen 250 har en åpning 260

som griper sammen med og holder fast hoveddelen 170 i dusjanordningen 120 for derved å holde dysen 175 i en på forhånd bestemt stilling som faller sammen med stillingen av den enkeltvise tut som er grepet av den sirkulære port 125 når den sirkulære port er i sin første stilling. Det skal påpekes at banen 100 er innrettet til å føre frem enkeltvise tuter til sterilisatoren 50 for stuss og kapsel med de indre deler av disse

frilagt for dusjen av desinfiserende oppløsning som kommer fra dusjanordningen 120. På denne måte blir det indre av tuten riktig sterilisert før tuten festes i beholderen.

Sensorer 280, som f. eks. LED sensorer eller lignende, kan anbringes langs banen 100 i på forhånd bestemte stillinger før og etter sterilisatoren 50 for stuss og kapsel. Slike sensorer 280 kan benyttes til å overvåke ansamlingen av tuter 55 foran og etter sterilisatoren 50 for dermed og angi en svikt i systemet, behov for flere tuter i lageret 35 etc.

Koordinering og styring av dusjanordningen 120 og portmekanismen 110 forgår fortrinnsvis med en sentral styreenhet (ikke vist) som f. eks. kan være en programmerbar logikkstyrer (PLC) eller lignende. Det er også fordelaktig om PLC benyttes til å koordinere og styre driften av hele pakkemaskinen.

Claims (6)

1. Innretning (10) for frembringelse av en beholder (15) hvorpå det sitter en tut (55) der tuten (55) omfatter en kapsel og en stuss, hvilken tut (55) videre har et indre parti (65) som skal vende mot det indre av beholderen (15) og et utvendig parti (60) som skal vende mot beholderens (15) utside, hvilken innretning (10) har et lager (35) for lagring av tuter (55), en styreanordning (45) for styring av tuter (55) slik at disse enkeltvis fremføres til et utløp fra styreanordningen (45) og en påsetningsstasjon (90) for påsetting av hver av tutene (5 5) på en beholder (15), karakterisert ved at en sterilisator (50) for stuss og kapsel som er anbrakt mellom styreanordningen (45) og påsetningsstasjonen (90) for tutene, skal motta hver av tutene (55) fra utløpet av styreanordningen (45) og påføre en desinfiserende oppløsning på det indre parti (65) i hver av tutene (55).

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter en ultrafiolett-stasjon (80) for bestråling av det indre parti (65) av hver av tutene (55).

3. Innretning som angitt i et hvilket som helst av de ovenstående krav, karakterisert ved at sterilisatoren for stuss og kapsel har en portmekanisme (110) som er innrettet til å avbryte bevegelsen av tuter (55) langs en på forhånd bestemt bane, hvilken portmekanisme (110) kan styres for selektivt å holde enkeltvise av tutene (55) i en på forhånd bestemt stilling langs den på forhånd bestemte bane (100) og til selektivt å føre den fastholdte tut (55) for videre bevegelse langs den på forhånd bestemte bane (100), og en dusjanordning (120) som er fast anbrakt i flukt med en tut (55) som holdes i den på forhånd bestemte stilling, for dusjing av den fastholdte tut (55) med en desinfiserende oppløsning.

4. Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at portmekanismen (110) omfatter en sirkulær port (125) med et utskåret parti (130) på sin omkrets, hvilket utskårede parti (130) hovedsakelig tilsvarer formen på en enkel tut (55), der den sirkulære port (125) er innrettet til å avbryte bevegelsen av tutene (55) langs banen (100), hvilken sirkulære port (125) videre er innrettet til å dreie seg mellom en første stilling hvori porten (125) griper sammen med og fastholder enkeltvise av tutene (55) i det utskårete parti (130) og en andre stilling hvori porten (125) fører den fastholdte tut (55) videre samtidig med at den hindrer passering av ytterligere tuter (55) som befinner seg på oppstrømsiden fra portmekanismen (110).

5. Innretning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter en pneumatisk drivanordning (150) som er forbundet med porten (125) for å dreie denne mellom den første og andre stilling.

6. Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at dusjanordningen (120) har en hoveddel (170) og en dyse (175) der hoveddelen (170) har et første innløp (180) for steril forstøvningslufl, et andre innløp (185) for desinfiserende oppløsning og en inngang (190) for et styresignal, der dysen (175) er anbrakt ved en ende av hoveddelen (170) ved den på forhånd bestemte stilling.