SE506058C2 - Sätt att sterilisera slutna förpackningar - Google Patents

Description

506 058 2 10 U 20 25 30 35 sterilisering av förpackningsmaterial försöka utnyttja B- eller 7-strålning för att deaktivera och/eller avdöda mikroorganismer och virus. I allmänhet föredrages ß-strål- ning (elektronbestrålning) därför att denna typ är mindre riskfri och ej så kostsam att producera.

Emellertid omvandlas vid elektronbestràlning luft (syre) till ozon. Ozon är ett starkt oxidationsmedel för organiska substanser, och i förpackningar förekommande ozon reagerar i sin tur med förpackningsmaterialets insida, varvid en ej önskvärd bismak erhålles från sådana reak- tionsprodukter. En ozonbildning medför således produkt- begränsningar, dvs det blir svårare att packa känsliga produkter. Sådana produkter är i princip alla de som inne- _håller vatten; ju mer vatten i produkten desto mer bismak- framkallande föreningar löses ut från plastmaterialet. At: en bismak uppträder i produkten skulle kunna undvikas genov att plastkvaliteten i materialet förbättras. Material med god ozonbeständighet, som t ex polyuretanmaterial, är emellertid dyrbara, och de år dessutom inte alltid tillämpbara som förpackningsmaterial för specifika ändamål.

Det är känt att med en elektronkanon (elektron- accelerator) bestràla såväl insidan som utsidan av ett ej hopförseglat förpackningsmaterial. Likaså är det känt att medelst elektronbestràlning sterilisera en fyllfärdig för- packning, som under rotation utsättes för en elektronstråle fràn ett fönster hos sagda elektronkanon, varvid elektron- strålens energi är avpassad så, att elektronstrálen hela tiden tränger igenom den vägg hos förpackningen som vetter mot sagda fönster och når fram till förpackningens mot- stående innervägg. Emellertid måste vid denna typ av steri- lisering av färdiga förpackningar elektronstrålens energi hela tiden anpassas till förpackningens geometri och för- packningsmaterialets tjocklek, dvs om förpackningen inte är fullständigt symmetrisk, kommer inte någon jämn stràldos att erhållas pà förpackningens insida. Detta medför att 10 ß 20 25 30 3 506 058 energin under bestràlningen antingen måste ökas eller vari- eras, vilket leder till ett mer kostsamt förfarande och/eller en alltför riklig användning av energi. Samtidigt är det också viktigt, att en överdos inte erhålles, vilken kan medföra försämrade förpackningsegenskaper och s k ”off- flavour”.

Uppfinningens syfte är att åstadkomma ett sätt av det inledningsvis angivna slaget, vilket sätt medger att fyll- färdiga förpackningar pá ett kostnadseffektivt sätt kan steriliseras medelst elektronbestrálning.

I detta syfte har sättet enligt uppfinningen erhållit de kännetecken, som framgår av patentkravet 1. n För närmare förklaring av uppfinningen hänvisas till bifogade ritningar, på vilka FIG 1 schematiskt visar ett tvärsnitt genom en för- packning som är avsedd att behandlas medelst sättet enligt uppfinningen, FIG 2 schematiskt visar tillverkningen av en sådan förpackning, och FIG 3 schematiskt visar ett tvärsnitt genom en elek- tronaccelerator och en bana med förpackningar enligt en ut- föringsform av uppfinningen.

Vid sättet enligt uppfinningen kan man utgå från ett förpackningsmaterial som kan vara fiberbaserat eller plastbaserat, laminerat med olika typer av plast och vid behov med en ljus- och/eller syrgasbarriär för att bilda ett förpackningslaminat. I FIG 1 visas ett exempel på en plan, förseglad förpackning 1 som är uppbyggd av tvâ stycken förpackningshalvor av ett och samma förpackninge- laminat 2, vilket i figuren visas som 2A och 2B. Företrä- desvis är laminatet utifrån och in uppbyggt av ett yttre skikt 3 i form av ett polyetenskikt som i typiska fall i en mängd av 13 g/m2 extruderas på ett stomskikt 4. Stomskiktet kan vara en fiberbas, företrädesvis av papper, eller ett plastbaserat skikt. Innanför stomskiktet 4 ligger ett 10 U 20 25 30 35 506 Û58 4 barriärskikt 5, t ex ett skikt av aluminiumfolie. På barriärskiktet 5 lägges mot förpackningens tilltänkta in- sida ett inre skikt 6 antingen i form av två lager extru- derad polyeten eller som en pàblåst polyetenfilm.

För att inordnas i befintlig produktion anordnas för- packningsmaterialet i hela rullar som ett flexibelt, ark- eller banformigt material, så som är brukligt vid fram- ställning av vätsketäta förpackningsbehàllare med god form- styvhet. Sådana förpackningsbehållare kan exempelvis fram- ställas enligt följande. Ett förpackningsmaterial, FIG 2, som för att underlätta det banformiga förpackningslamina- tets 2 omformning till förpackningsbehållare, är försett med ett specifikt mönster av biglinjer 7A, 7B, vilka under- _lättar materialets vikformning och löper parallellt med, vinkelrätt mot respektive tvärs materialets längdriktning.

(För enkelhets skull är enbart ett fåtal visade i figuren).

Med hjälp av biglinjerna definieras den tilltänkta för- packningens begränsningsytor.

Hål 8 stansas i det fârdiglaminerade och förbigade förpackningsmaterialet på lämpliga ställen för den avsedda användningen av förpackningen, varefter materialet utefter linjerna 9 skärs i bitar av lämplig, avsedd storlek. I vart och ett av dessa hål 8 stoppas ett organ 10, företrädesvis som består av en med en fläns 12 försedd, ut- (FIG 1), på så sätt, att flänsen 12 ligger an mot den tilltänkta förpackningens in- plastbaserat, vändigt gängad (visas ej) hals 11 sida, dvs mot förpackningslaminatet 2B. Halsen 11 är härvid utformad så, att hålet 8 fullständigt utfylls. Därefter viks förpackningsmaterialet utmed biglinjen 7B och flänsen 12 förseglas till de inre skikten 6 hos förpackningslami- natets 2 bägge förpackningshalvor, dvs även mot förpack- ningslaminatet 2A. De inre skikten 6 sammantrycks fullstän- digt på så sätt, att de i det närmaste i sin helhet ligger an mot varandra. De tre återstående längsgående kanterna förenas därefter med varandra genom längs- och tvärgående 10 15 20 25 30 5 SÛ6 Û58 förseglingar 13. Inga oskyddade snittkanter blir genom denna utformning av förpackningen riktade mot dennas in- sida, och därmed kan inga pappersfibrer senare i processen slitas loss och komma i kontakt med förpackningens insida.

Avståndet mellan de inre skikten blir vid detta för- farande lokalt högst upp till vad som motsvarar tjockleken hos flänsen 12, vilken är ca 0,5 mm. Förpackningen år såle- des nu så flat, att mycket lite eller praktiskt taget ingen luft alls finns kvar i det mellan förpackningshalvorna vid detta förfarande bildade utrymmet 14, vilket innebär att endast en liten mängd ozon kan bildas och påverka förpack- ningsmaterialet.

På detta sätt erhålles sålunda icke-sterila, vikta, absolut täta förpackningar, i vilka luft med ev befintliga mikroorganismer eller virus ej kan tränga in i. En förpack- ningshalva kommer att vara huvudsakligen homogen, medan den andra halvan är försedd med halsen 11, som således på denna sida kommer att sticka ut från förpackningen. Om det år önskvärt att förpackningen skall förses med ytterligare element, är dessa enligt uppfinningen placerade på samma sida som organet 6, dvs på eller i förpackningslaminatet 2B. Sådana element för förpackningens fortsatta behandling kan vara gripdon för förpackningens hantering, relieftryck etc.

I FIG 3 visas ett exempel på hur förpackningar steri- liseras enligt uppfinningen. Enligt ovan förtillverkade, slutna förpackningar 1 placeras på en bandtransportör 15 eller liknande, som via en strålskyddad tunnel 16 förflyt- tar dem en och en under en elektronkanon 17, vilken via ett fönster 18 bestrålar varje förpackning, företrädesvis kon- tinuerligt, från utsidan rakt igenom förpackningsmaterialet till den motsatta insidan. Under denna passage år elektronkanonen placerad över den ena, huvudsakligen plana förpackningshalvan med den halsförsedda sidan riktad nedåt.

Sålunda erhålles en sterilisering från ovansidan av ett 506 058 6 10 U 20 25 30 35 homogent och jämnt förpackningsmaterial över hela dess yta, vilket innebär att en absolut jämn dos kan erhållas genom denna. Den absorberade stråldosen vid olika punkter hos förpackningens innerlaminatet kommer sålunda att bli den- samma, eftersom förpackningen är likformigt utformad fram tills dess strålningen når innerlaminatet. Genom kontroll av processparametrar kan därmed kontrolleras hur mycket stråldos varje förpackning erhåller. Penetrationsdjupet kan således optimeras för olika förpackningstyper.

Elektronernas acceleration i elektronkanonen avpassas på sådant sätt, att en för sterilisering tillräcklig strål- dos erhålles på innerlaminaten. Den mot elektronkanonen riktade förpackningshalvan steriliseras på såväl ut- som insidan, medan den andra förpackningshalvan enbart absor- berar en liten stråldos.

Stråldosens penetrationsdjup beror huvudsakligen på dess energi och det bestrålade materialets massa. Penetra- tionsdjupet avpassas härvid så, att en optimal dos erhålles för avdödning av mikroorganismer i utrymmet 14 och de an- gränsande inre skikten 6 hos förpackningslaminatets bägge förpackningshalvor 2A och 2B. Detta innebär således, att en viss överdos erhålles i den övre förpackningsmaterialhalvan 2A, medan det halsförsedda laminatets 2B undersida knappt kommer att erhålla någon dos alls, eftersom energin kommer att avtaga vid elektronernas passage genom förpack- ningsmaterialet. Sålunda erhåller denna förpackningshalva en jämförelsevis liten stràldos, vilket medför att de meka- niska egenskaperna hos denna förpackningshalva med ett eller flera element för förpackningens fortsatta behandling ej påverkas, vilket i sin tur kan möjliggöra bättre s k ”package integrity".

Elektronkanonens energi avpassas vid bestrålningen till ytvikten hos materialet för varje förpackningstyp.

Ytvikten hos förpackningsmaterialet kan vara mycket liten upp till vad som begränsas av elektronkanonen. Vanligt fö- N U 20 25 30 35 7 Ä SÛÖ Û58 rekommande ytvikt för ett styvt förpackningsmaterial är 250-750 g/m2. Beroende på typ av förpackningsmaterial, kan elektronkanonens accelerationsspänning variera från 100 kV upp till 500 kV.

Ett tjockare stomskikt av exempelvis papp-kan således användas än vad som allmänt är brukligt inom tekniken.

Detta medför vid påfyllning av fyllgods att större förpack- ningsvolymer kan åstadkommas hos förpackningen än vad som är normalt. Företrädesvis användes förpackningar med en volym av ca 0,5 liter upp till ca 4.5 liter.

Förseglade, inuti sterila förpackningar kan med fördel tillverkas vid en produktionsenhet för att sedan distribueras till olika håll i världen för påfyllning i fyllningsmaskiner, i vilka förpackningarna öppnas, fylls och förslutes.

I en fyllningsmaskin steriliseras halsen 11 med en för ändamålet lämplig kemikalie, företrädesvis väteperoxid, med UV-ljus, eller med kombinationer av dessa. Eventuellt resterande väteperoxid upptorkas, och förpackningen öppnas genom att flänsen 12 skärs av medelst en stansningsopera- tion genom halsen 11. Eftersom denna mittenbit av flänsen är förseglad vid motstàende insida av förpackningen, kommer den ej att trilla ned i produkten utan fortfarande sitta kvar på förpackningen.

Stansningsoperationen kan med fördel utföras genom att ett fyllrör ansluts till halsen 11, varvid förpack- ningsutrymmet 14 blir operativt tillgängligt, och förpack- ningen fylls med en lämplig aseptisk eller steril produkt.

Aktuellt fyllgods är framför allt flytande produkter, såsom mjölk, juice och te, men fyllgodset kan även innehålla par- tiklar. I samband med fyllningen formas förpackningen genom fylltrycket och med hjälp av de tidigare anordnade biglin- jerna så, att den företrädesvis får en i huvudsak rektangu- lär botten med i huvudsak parallella sidor, men andra utföringsformer är givetvis även möjliga. 506 058 s 10 f'\vFï W' - = '~ at? Genom förpackningens platta utformning och därmed det ringa förpackningsutrymmet 14, har ingen eller mycket lite ozon bildats, som kan ge en bismak i den pàfyllda produk- ten. Ej heller behöver någon luft ventileras ut från för- packningen i samband med fyllningen. Detta minimerar väsentligen risken för áterinfektion.

Genom att förpackningarna vid pàfyllningen redan är steriliserade, undviks att ett s k ”aseptikhus” behöver användas, i vilket förpackningarna går in via en sluss och vilket mäste vara fullständigt sterilt. Detta medför att en enklare maskinkonstruktion kan utnyttjas, vilket minskar investeringskostnaderna.

Claims (5)

5 10 I5' 20 25 9 506 058 PATENTKRAV

1. Sätt att sterilisera en sluten, fyllfärdig förpackning (1) huvudsakligen i form av en homogen, plan första skiva (2A) och en ej homogen andra skiva (2B) med väsentligen (14) mellan den första k ä n n e t e c k n a t plana insidor och med ett mellanrum och den andra skivan, av att för- packningens insidor och mellanrummet (14) steriliseras genom elektronbestràlning av den första skivans (2A) utsida. k ä n n e t e c k n a t

2. Sätt enligt krav 1, av att mellanrummet (14) utformas att vara så litet som möjligt.

3. Sätt enligt krav 1, andra skivan (2B) är försedd med element för förpackningen» k ä n n e t e c k n a t av att :~; fortsatta behandling.

4. Sätt enligt krav 3, elementet är en hals (ll) för påfyllning av fyllgods. k ä n n e t e c k n a t av att et:

5. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att skivorna har ett specifikt mönster av biglinjer för vik- formning av förpackningen.