WO1998001343A1 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren einer verpackungsmaterialbahn - Google Patents

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Kuno Lemke
Bernd Wilke
Helmut Weber
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
    • B65B55/103Sterilising flat or tubular webs

Definitions

  • the invention relates to a method for sterilizing a web of packaging material, as has become known for example from DE 42 09 838 AI.
  • a packaging material web is first exposed to a water jet which is re-applied at high pressure to the packaging material web, and then exposed to UV light.
  • dust particles or accumulations of adhering to the packaging material web can be used.
  • Microorganisms are removed or killed to a high degree.
  • germs of the Aspergillus niger type are resistant to the known sterilization process.
  • the essentially mechanically acting water jet does not capture and detach all the germs of the above-mentioned, particularly UV light-resistant type on the packaging material web, in particular if it is deposited in several layers next to or on top of one another.
  • Chemical media such as hydrogen peroxide (H2O2) known that remove germs of the Aspergillus niger type from packaging material webs, but because of their chemical composition they can only be handled with great effort.
  • the method according to the invention for sterilizing a packaging material web with the characterizing features of claim 1 has the advantage that, surprisingly, not only dust particles and accumulations of microorganisms adhering to the packaging material web, but in particular also germs of the Aspergillus niger type are removed or killed without the use of chemical sterilizing agents can.
  • a device operating according to the method according to the invention has the advantage that the use of saturated steam, which is only under a relatively low pressure, means that no expensive pressure vessel is required for the sterilizing agent. As a result, the device according to the invention is particularly simple to build.
  • Packaging material web at the same time a removal of the washed away germs is achieved. Furthermore, sterile air is not required to operate suction doctor blades. However, it is also conceivable to use a combination of suction and compressed air doctor blades. By using and arranging a pair of sterile air nozzles connected downstream of the UV radiation device, the temperature of the packaging material web can be lowered in such a way that even UV radiation devices with a relatively high output and thus high heat radiation can be used without the risk of damage to the packaging material web.
  • a pair of compressed air or suction doctor blades 22, 23 follows on the further conveying path of the packaging material web 12 for its top side 1 and bottom side 2.
  • a deflection roller 24 for deflecting the packaging material web 12 from its vertical conveying direction into a horizontal conveying direction in the sterile room 10.
  • the deflection roller 24 is followed by a UV irradiation device 25, which consists of an upper part 26 and a lower part 27.
  • the blowing direction of the compressed air nozzle pair 28, 29 into the respective gaps 31, 32 between the upper side 1 of the packaging material web 12 and the upper part 26, or the lower side 2 of the packaging material web 12 and the lower part 27.
  • saturated steam with a pressure of approximately 2 to 5 bar (corresponds to a temperature of approximately 120 to 160 degrees Celsius) was used.
  • the UV irradiation device 25 had an output of approximately 500 milliwatt seconds / c, and the irradiation time for the packaging material web 12 was in the range from 1 to 10 seconds.
  • kill rates greater than 6 orders of magnitude could be achieved.
  • the device 11 described above can be modified in an advantageous manner in that the area of the steam cleaning, that is to say in particular the area of the doctor blade pairs 17, 18 and 19, 20, is designed to be largely closed, so that no steam vapor reaches the area of the UV radiation device 25 .
  • Sterility rate of the packaging material web 12 is also conceivable to provide only a single or a repeated saturated steam treatment instead of a double saturated steam treatment of the packaging material web 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung (11) zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn (12) hat zwei Paare Rakel (17 bis 20) für Sattdampf und eine nachgeschaltete UV-Bestrahlungseinrichtung (25). Durch die Verwendung von Sattdampf mit einer Temperatur zwischen 120 und 180 Grad Celsius ist es in Verbindung mit der UV-Bestrahlungseinrichtung (25) möglich, ohne den Einsatz chemischer Sterilisiermittel auf der Verpackungsmaterialbahn (12) befindliche Keime in gewünschter Weise zu entfernen bzw. abzutöten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn, wie es beispielsweise aus der DE 42 09 838 AI bekanntgeworden ist. Bei diesem Verfahren wird eine Verpackungsmaterialbahn zuerst einem mit hohem Druck auf die Verpackungsmaterialbahn auf reffenden Wasserstrahl, und anschließend einem UV-Licht ausgesetzt. Mit dem bekannten Verfahren können auf der Verpackungsmaterialbahn anhaftende Staubkörnchen oder Ansammlungen von
Mikroorganismen in hohem Maße entfernt bzw. abgetötet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere Keime des Typs Aspergillus niger gegen das bekannte Sterilisierverfahren resistent sind. Dies rührt daher, daß der im wesentlichen mechanisch wirkende Wasserstrahl nicht alle Keime des obengenannten, besonders UV-Licht resistenten Typs auf der Verpackungsmaterialbahn erfaßt und loslös , insbesondere wenn dieser in mehreren Schichten neben- oder übereinander angelagert ist. Weiterhin sind chemische Medien, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid (H2O2) bekannt, die zwar Keime des Typs Aspergillus niger von Verpackungsmaterialbahnen entfernen, die jedoch aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung nur mit hohem Aufwand handzuhaben sind.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungεgemäße Verfahren zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß überraschenderweise nicht nur auf der Verpackungsmaterialbahn anhaftende Staubkörnchen und Ansammlungen von Mikroorganismen, sondern insbesondere auch Keime des Typs Aspergillus niger ohne den Einsatz chemischer Sterilisiermittel entfernt bzw. abgetötet werden können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sterilisierverfahrens, sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung hat den Vorteil, daß durch die Verwendung des nur unter einem relativ geringen Druck stehenden Sattdampfes kein aufwendiger Druckbehälter für das Sterilisiermittel erforderlich ist. Dadurch baut die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach.
Die Verwendung von Saugrakeln anstelle von Druckluftrakeln hat den Vorteil, daß neben der Trocknung der
Verpackungsmaterialbahn gleichzeitig eine Entfernung der abgewaschenen Keime erzielt wird. Ferner ist zum Betrieb von Saugrakeln keine Sterilluft erforderlich. Es ist jedoch auch denkbar, eine Kombination von Saug- und Druckluftrakeln zu verwenden. Durch den Einsatz und die Anordnung eines der UV- Bestrahlungseinrichtung nachgeschalteten Sterilluf düsenpaares läßt sich die Temperatur der Verpackungsmaterialbahn derart absenken, daß selbst UV- Bestrahlungseinrichtungen mit einer relativ hohen Leistung und somit hohen Wärmeabstrahlung ohne die Gefahr einer Beschädigung der Verpackungsmaterialbahn verwendet werden können .
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Die einzige Figur 1 zeigt einen vereinfachten
Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in einem Sterilraum 10 angeordnete Vorrichtung 11 zum Sterilisieren einer insbesondere aus Kunststoff bestehenden Verpackungsmaterialbahn 12, wie sie beispielsweise zum Formen oder Verschließen von Verpackungsbehältern verwendet wird, hat ein kontinuierlich angetriebenes Vorzugswalzenpaar 13, 14 zum Abziehen der Verpackungsmaterialbahn 12 von einer außerhalb des Sterilraums 10 befindlichen Vorratsrolle 16. In Förderrichtung der Verpackungsmaterialbahn 12 betrachtet schließen sich im Sterilraum 10 nacheinander zwei vertikal übereinander angeordnete, vorzugsweise als Breitschlitzdüsen ausgebildete Rakelpaare 17, 18 und 19, 20 für Sattdampf an, deren Dampfstrahlen die Oberseite 1 bzw. die Unterseite 2 der Verpackungsmaterialbahn 12 vollständig überstreichen. Zum Entfernen des auf der Verpackungsmaterialbahn 12 niedergeschlagenen Sattdampfes schließt sich auf dem weiteren Förderweg der Verpackungsmaterialbahn 12 für deren Oberseite 1 bzw. Unterseite 2 ein Paar von Druckluft- oder Saugrakeln 22, 23 an. Ferner befindet sich zum Umlenken der Verpackungsmaterialbahn 12 aus ihrer vertikalen Förderrichtung in eine horizontale Förderrichtung im Sterilraum 10 eine Umlenkrolle 24. Der Umlenkrolle 24 ist eine UV-Bestrahlungseinrichtung 25 nachgeschaltet, die aus einem Oberteil 26 und einem Unterteil 27 besteht.
Im Auslaufbereich der Verpackungsmaterialbahn 12 aus der UV- Bestrahlungseinrichtung 25 befindet sich ein mit Sterilluft arbeitendes Druckluftdüsenpaar 28, 29 zum Abkühlen der Verpackungsmaterialbahn 12, dessen Blasrichtung entgegen der Förderrichtung der Verpackungsmaterialbahn 12 gerichtet ist. Ferner zielt die Blasrichtung des Druckluf düsenpaares 28, 29 in die jeweiligen Spalte 31, 32 zwischen der Oberseite 1 der Verpackungsmaterialbahn 12 und dem Oberteil 26, bzw. der Unterseite 2 der Verpackungsmaterialbahn 12 und dem Unterteil 27.
Um die Verfahrenssicherheit der oben beschriebenen Vorrichtung 11 nachzuweisen wurde Sattdampf mit einem Druck von ca. 2 bis 5 bar (entspricht einer Temperatur von ca. 120 bis 160 Grad Celsius) eingesetzt. Die UV- Bestrahlungseinrichtung 25 wies eine Leistung von ca. 500 Milliwattsekunden/c auf, und die Bestrahlungsdauer der Verpackungsmaterialbahn 12 lag im Bereich von l bis 10 Sekunden. Beim einmaligen Durchlauf einer mit den Keimarten Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophilus und Aspergillus niger präparierten Verpackungsmaterialbahn 12 konnten damit Abtötungsraten größer 6 Zehnenpotenzen erzielt werden . Die oben beschriebene Vorrichtung 11 kann in vorteilhafter Weise modifiziert werden, indem der Bereich der Dampfreinigung, das heißt insbesondere der Bereich der Rakelpaare 17, 18 und 19, 20 weitgehend abgeschlossen ausgebildet ist, so daß keine DampfSchwaden in den Bereich der UV-Bestrahlungseinrichtung 25 gelangen. Es ist jedoch auch möglich, die DampfSchwaden entweder durch den Einsatz von keimarmem Wasser, oder mittels einer .Absaugeinrichtung am Eintreten in die UV-Bestrahlungseinrichtung 25 zu hindern.
Ferner wird darauf hingewiesen, daß es je nach gewünschter
Sterilitätsrate der Verpackungsmaterialbahn 12 auch denkbar ist, anstelle einer zweifachen Sattdampfbehandlung der Verpackungsmaterialbahn 12 auch lediglich eine einmalige, oder aber eine mehrmalige Sattdampfbehandlung vorzusehen.
Anstelle einer zweimaligen Sattdampfbehandlung kann auch eine Komination einer Sattdampf- und einer
Heißwasserbehandlung treten.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Sterilisieren einer Verpackungsmaterialbahn (12), bei der zuerst wenigstens ein Sterilisiermittel auf die Oberfläche der Verpackungsmaterialbahn (12) einwirkt, worauf anschließend nach einer Trocknung der Verpackungsmaterialbahn (12) eine Bestrahlung der
Verpackungsmaterialbahn (12) durch UV-Licht erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisermittel Sattdampf ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattdampf eine Temperatur zwischen 120 Grad und 160 Grad Celsius aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattdampf auf die Verpackungsmaterialbahn (12) vollflächig auftrifft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen der Verpackungsmaterialbahn (12) mittels Druckluft und/oder Unterdruck erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungsmaterialbahn (12) während der UV-Bestrahlung mittels steriler Luft gekühlt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß daß nach der Behandlung der
Verpackungsmaterialbahn (12) mit Sattdampf eine Behandlung derselben mit Heiδwasser erfolgt.
7. Vorrichtung (11) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit wenigstens einer
Einrichtung zum Aufbringen von Sterilisiermittel auf eine Verpackungsmaterialbahn (12) und einer UV- Bestrahlungseinrichtung (25) für die Verpackungsmaterialbahn (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17 bis 20) zum Aufbringen von Sterilisiermittel für die Verwendung ' von Sattdampf als Sterilisiermittel ausgebildet ist, und daß im Bereich der UV-Bestrahlungseinrichtung (25) eine Kühleinrichtung (28, 29) für die Verpackungsmaterialbahn (12) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der wenigstens einen Einrichtung (17 bis 20) zum Aufbringen des Sattdampfes auf die Verpackungsmaterialbahn
(12) eine Abführeinrichtung für den im Bereich der Einrichtung (17 bis 20) befindlichen Sattdampf gekoppelt is .
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Einrichtung (17 bis 20) zum Aufbringen des Sattdampfes auf die Verpackungsmaterialbahn (12) in einem weitgehend geschlossenen, von der UV- Bestrahlungseinrichtung (25) abgetrennten Raum angeordnet ist.
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