WO2014095937A1 - Device and method for sterilising and rinsing containers - Google Patents

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WO2014095937A1
WO2014095937A1 PCT/EP2013/076997 EP2013076997W WO2014095937A1 WO 2014095937 A1 WO2014095937 A1 WO 2014095937A1 EP 2013076997 W EP2013076997 W EP 2013076997W WO 2014095937 A1 WO2014095937 A1 WO 2014095937A1
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WO
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container
gas
containers
electron
sterilization
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/076997
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Knott
Patrick Engelhard
Jürgen Söllner
Holger Müller
Hans Scheuren
Ute Franz
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Krones Ag
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Publication date
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    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/087Particle radiation, e.g. electron-beam, alpha or beta radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C49/42Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/4252Auxiliary operations prior to the blow-moulding operation not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • B65B55/04Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/08Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by irradiation

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for lens rinsing with an electron source having an electron exit window at a distal end of an at least partially rod-shaped sterilization device, wherein at least one of the electron emission window having region of the sterilization device and in particular the distal end of the sterilization device in a sterilizing container can be inserted to sterilize the container by means of exiting and at least to sections of a container inner wall conductive electrons, wherein the sterilization device comprises a gas line, by means of which the electron emission window and / or a thermally conductive compound with this existing portion of the sterilization device acted upon by a cooling gas is.
  • Containers known in which electron beams are introduced into the interior of the container For many applications, a method has been found to be particularly advantageous in which the electron source is in the form of a finger or a lance, which can be introduced into the interior of the container. This makes it possible to bring the electron source closer to the surface to be sterilized and thus to reduce the required sterilization energy. This also results in advantages in the construction of systems that have such sterilization facilities, as well as the shielding of the environment with respect to the relatively low-energy radiation is already realized with less effort.
  • An example of a sterilization device for sterilizing workpieces made of a thermoplastic material in the production of blow-molded containers with a sterilizing unit which is at least partially in the form of a rod is shown in FIG.
  • Electron emitter during the blowing process in which a preform is expanded by gas pressure into the desired container shape, in inner model preforms or container is used to both sterilize and crystallize the material PET.
  • particulate impurities can be removed from a container or a preform by blowing in air or ionized air.
  • ionized air for particle removal is known, for example, from DE 10 140 906 A1. Any sterilization effect caused by the ionized air is not mentioned therein.
  • linear liners are used in the prior art, which are positioned in front of the oven and blow without injecting a finger or a lance particle-free air into the preforms.
  • the object of the present invention is to provide an apparatus and a method in which the removal of particles from the interior of a preform can be carried out in a process step with its internal sterilization.
  • the apparatus has a charge carrier source and in particular an electron source, which in turn has an electron exit window at a predetermined area and in particular a distal end of an at least partially rod-shaped sterilization device, wherein at least the region having the electron exit window, in particular the distal one End of the sterilization device is inserted into a container to be sterilized in order to at least partially sterilize the container by leaking and at least on sections of Be fiscalnisinnenwandung electronically, wherein the sterilization device comprises a gas line, by means of the electron exit window and / or with this in thermally conductive connection existing proportion of the sterilization device with a gas and in particular a cooling gas and in particular with cooling air bea It can be whipped, wherein the gas line - in particular downstream of the contact surface with the electron exit window and / or with this in thermally conductive connection existing portion of the sterilization
  • the gas which is used to cool the exit window is also used for the rinsing of the containers. It should be noted, however, that it is also conceivable to ionize a certain portion of the gas, which does not serve to cool the exit window, within the container by the exiting electron beam radiation and thus to use the lens. It would thus be possible for the device to have, in addition to the line for the cooling gas, also another gas line which is likewise guided into that area in which the charge carriers exit and the gas emerging from this gas line is ionized.
  • the conduit used for the cooling gas could have a further opening through which exits a predetermined proportion of the gas, but this portion is not even or only partially used for cooling, but for the rinsing.
  • the invention is suitable for preform germination by means of electron beams.
  • This process may include external sterilization of the containers as well as internal disinfection.
  • the external sterilization is carried out first and then the internal sterilization.
  • the latter is preferably carried out with finger emitters over which the container is guided.
  • Such a finger emitter can work in such a way that electrons generated from a filament, accelerated with a high voltage and passed over the finger.
  • a thin metal foil or an exit window in the environment for example, titanium may be used as the material for this exit window, preferably with a film thickness of between 3 and 30 ⁇ m, preferably between 5 and 20 ⁇ m, preferably between 6 and 15 ⁇ m.
  • a gas stream preferably consisting of filtered air is used, which is passed from the outside against the window.
  • Such a device has the advantage that the intensity of the energy required for the sterilization of the electron beams can be reduced compared to the prior art.
  • the introduction of the electron exit window into the interior of the container to be sterilized reduces the distance between the electron exit opening and the inner container surface to be sterilized by the application of electrons.
  • air is thus preferably passed over the exit window for cooling, thereby being ionized, then automatically deflected into the narrow preform and preferably conveyed out by the movement of the preform via the finger, in order to conclude particularly preferably via openings above the finger and to be deducted from the preform.
  • This method and the associated device should also be used for possible e-beam bottle solutions. It changes the dimensions of the finger and the necessary gas flows and pressures.
  • the advantages of the described system and method are that an existing process can be supplemented by simple modifications such that an additional rinser can be dispensed with.
  • the invention means a simplification of the overall line around the planned PreBeam plant and thus a cost optimization.
  • this device has the further advantage that by means of the cooling gas, the electron exit window can be cooled and thus its overheating and / or even damage can be prevented by the high-energy radiation.
  • this results in significant advantages in terms of wear of the device and maintenance intervals.
  • cooling gas is directed into the container interior, where it is at least partially exposed to the electron beam. This results in at least partial ionization of the cooling gas.
  • the ionized gas thereby inside the container causes particles and / or surface portions which are contacted by this gas to be sterilized.
  • the opening in the said cooling gas line is arranged such that the emerging from this opening cooling gas is acted upon by the emerging from the beam finger or from the radiation device charge carriers, esp. Electrons and is thus ionized by them.
  • the radiation device charge carriers esp. Electrons and is thus ionized by them.
  • cooling gas is first directed to the exit window and there is also ionized.
  • the cooling gas or a portion of the cooling gas, or gas in general it would also be possible for the cooling gas or a portion of the cooling gas, or gas in general, to pass through a separate orifice so that it can be ionized by the electrons and then strike the inner surfaces of the container.
  • the particle loading of the inner surfaces of a preform is directly related to the sterilization success by electron irradiation.
  • the lowest possible particle loading of the preforms can lead to a predefined degree of sterilization being able to be achieved more quickly and / or even at a lower radiation dose.
  • a gassing lance is introduced into a preform.
  • a gassing lance gassing nose
  • the gas may be introduced into the interior of the preform into which the lance has been introduced and flow in the direction of the opening of the preform.
  • particles or particulate impurities can be entrained with the gas stream and are thus removed from the preform.
  • the device has a discharge device for gases, by means of which the particle-laden cooling gases emerging from the container can be withdrawn from the container.
  • a discharge device for gases by means of which the particle-laden cooling gases emerging from the container can be withdrawn from the container.
  • Such a take-off device makes it possible to control the gas flow in a targeted manner and, if necessary, to be able to vary it.
  • a turbulent flow course can be particularly advantageous for detaching particles from the surface and converting them into the gas stream.
  • a laminar gas stream may be advantageous in order to lead the particles already transferred into the gas stream out of the container.
  • the draw-off device is not arranged in direct proximity to the outlet opening, but spaced from the distal end of the sterilization device, preferably above the electron exit window, is arranged. It can thereby be achieved that the cooling gas can escape from the outlet opening largely independently of the suction power.
  • the flow behavior in this area is determined largely by the shape of the outlet opening and the exit velocity.
  • the ionized cooling gas can be conducted through the form of outlet and / or extraction device and / or guide devices and / or by setting a desired flow velocity along a desired section of an inner surface of the container wall such that there are electrostatic interactions between Contaminant particles and the inner surface of Be bachelorniswandung reduced, canceled and / or prevented.
  • the flow behavior of the gas can be varied or adjusted in certain sections and thus the rinsing can be particularly effective.
  • the device has a device for rotating the preforms.
  • the dissolution of larger particulate units can be effected or supported.
  • the rotation does not have to be uniform, but may include a sectionally changed rotational speed, rotation interruptions and / or changes in the direction of rotation.
  • the gas used for the rinsing may be ionised air.
  • ionised air By delivering ionized air into the interior of the preforms, it is possible that even charged particles can be removed with the air flow. Due to the general availability, air is available as a gaseous medium. Ionized air can destabilize the forces acting between the charged particles and the preform inner surface and thus also remove charged particles comparatively easily and effectively.
  • the ionizable cooling gas is a carbon-containing gas.
  • the device is characterized in that it is arranged along a transport path of the containers upstream with respect to a forming device for the containers. This makes it possible to sterilize already preforms with their compared to the container formed therefrom in the forming process significantly lower inner surface, and so save energy.
  • the containers are preferably preforms, in particular preforms for bottles or other containers for holding liquid or pasty media, in particular from the food industry.
  • an apparatus for treating containers having a device as described above.
  • the device is arranged on a movable carrier and in particular on a rotatable carrier, wherein this carrier preferably also serves as a transport device for transporting the containers to be sterilized.
  • this carrier preferably also serves as a transport device for transporting the containers to be sterilized.
  • a plurality of holding devices for holding the containers may be arranged, for example, gripping elements which grip the containers in a mouth region.
  • a predetermined number of sterilization devices are arranged on this carrier, this number preferably being between 2 and 20, preferably between 2 and 10, preferably between 3 and 8.
  • a further subject matter of the present invention is a method for rinsing or rinsing (and in particular for rinsing by means of a gas) containers at least temporarily during sterilization of a container inner wall by means of an at least partially rod-shaped sterilization device comprising an electron source and an electron exit window at a predetermined area of the sterilization device and preferably at a distal end, wherein at least the electron exit window having region of the sterilization device is introduced into a container to be sterilized to sterilize the container by means of leaking electrons, the electron exit window and / or with this in thermal Conductive connection existing portion of the sterilization device is acted upon with a cooling gas, the gegla at least partially by means of a gas line
  • the gas in particular downstream of the contact surface with the electron exit window and / or the part of the sterilization device in thermally conductive connection, emerges from the gas line through a gas outlet opening in such a way that the exiting cooling gas is exposed to electrons emerging from the electron exit window and is i
  • the particle-laden cooling gases emerging from the container are conveyed by means of a Discharge device are at least temporarily withdrawn from the container.
  • a Discharge device is at least temporarily withdrawn from the container.
  • the particle-laden gases do not distribute uncontrollably, but follow predetermined flow paths.
  • the container opening was introduced by this in the interior, can be prevented by effective extraction of the gases deposition of particulate impurities become.
  • the gases are withdrawn from a withdrawal device spaced apart from the distal end of the sterilization device, which is preferably arranged above the electron exit window.
  • the electron beam finger is preferably introduced from above into an upwardly opened container and the electron exit window is directed downward.
  • the extraction device preferably remains outside of the container to thereby allow a gas flow over the entire inner surface of the container. More preferably, the suction closes flush and more preferably gas-tight to the opening of the container.
  • the containers are conveyed along a transport path of the containers after the rinsing to a forming device for the containers.
  • a transport path of the containers after the rinsing to a forming device for the containers.
  • the significantly reduced inner surface area compared to the molded container simplifies and shortens the sterilization process and also reduces energy consumption.
  • a variant of the method is preferred, which is characterized in that the ionized cooling gas by the form of outlet and / or extraction device and / or guide devices and / or by setting a desired Flow rate is directed along a desired portion of an inner surface of the Be bachelorniswandung that it reduces electrostatic interactions between contaminant particles and the inner surface of Be bachelorniswandung, repeals and / or prevents.
  • the recording of impurities particularly efficient via the flow behavior of the gas in certain sections.
  • turbulent flow patterns are particularly suitable for dissolving particles and / or liquids from the container surface, whereas laminar flows are advantageous for the transport of impurities already taken up.
  • the flow behavior of the (ionized) gas is changed at least once during rinsing.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a device for rinsing containers with an electron beam finger inserted into a container
  • Fig. 2 a variety of devices for Rinsen of containers
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a device 1 for rinsing containers 2 with an electron beam finger 3 introduced into a container 2.
  • the electron source 4 also remains in the container 2 introduced electron beam finger 3 outside the container 2.
  • the accelerated electrons are via a suitable focusing 5 (shown schematically) are guided so that they are accelerated by the interior of the electron beam finger and at its distal end through an electron exit window 6 from the electron beam finger 3 into the Container 2 can occur.
  • the electron exit window 6 may be, for example, a titanium foil, a quartz window or another suitable material.
  • the electron exit window 6 is highly transparent to the accelerated electrons, it nevertheless strongly heats up due to the interaction with the accelerated electrons. This can lead to damage or even destruction of the electron exit window 6 in the longer term. To prevent this, a cooling of the electron exit window 6 is necessary.
  • a lateral feed 7 is provided for a cooling gas.
  • the amount of cooling gas supplied per time interval can be controlled by means of suitable valves 8.
  • the gas is conducted inside the electron beam finger 3 (e.g., by means of an intermediate housing or by lines extending in a longitudinal direction of the beam finger) to the electron exit window 6 where it can interact with and absorb and dissipate thermal energy therefrom.
  • the channel for the cooling gas in the electron beam finger 3 is not recognizable, since it runs in the interior of the side wall 9. Only after the cooling of the electron exit window 6 does the gas escape from the electron beam finger 3 and can interact with the electron beam (still shielded from the cooling gas inside the electron beam finger 3).
  • the gas After emerging from the electron beam finger 3, the gas flows as indicated by the arrows P1 and P2 into the interior of the container 2 and can there (at least partially) with accelerated electrons are acted upon. This results in at least a partial ionization of the gas.
  • the gas (whether ionized or not) can agitate and carry away particles inside the container.
  • the ionized portion of the gas can positively affect the cleaning of the container 2 in at least two ways. On the one hand, it is possible for the charge carriers (ie ionized gas molecules) to weaken and / or release binding electrostatic interactions between particles and the inner wall of the container due to their charge. This makes it much easier to transfer these particles into the gas phase and carry out with the gas flow.
  • the ionized gas molecules themselves can have a sterilizing effect, which could, for example, have a positive effect in the areas which can not be sufficiently exposed to the accelerated electrons.
  • the gas flows along the pressure gradient in the interior of the container 2 to its opening 10 and exits at this from the container 2.
  • openings 1 1 of a suction device 12 As shown in Fig. 1, above the container 2 and in the region of an upper portion of the electron beam finger 3 openings 1 1 of a suction device 12 is provided, through which the gas can be removed.
  • the resulting flow behavior is symbolically indicated by the arrows P3 and P4.
  • the pressure difference applied thereto and their distance from the container opening 10 the course of the flow and the flow rate can be varied.
  • the transport path for the containers is at least in the area of the supply and discharge devices 14, 15 and the devices 1 for rinsing inside a (sterile) atmosphere shielded from the environment.
  • these walls preferably limit a clean room or sterile room, which surrounds the transport path of the containers 2 during their sterilization.
  • a sealing device such as a so-called water lock
  • the containers supplied by means of the feed device 14 are received by the devices 1 for the rinsing of containers 2 by gripper elements 17.
  • the gripping elements 17 are designed to be movable in the vertical direction.
  • the required relative mobility between electron beam finger 3 and container 2 is ensured, even if the electron beam finger 3 is not moved in the vertical direction.
  • the electron beam finger 3 is designed to be movable and is introduced into a container 2 (not moved in the vertical direction). Likewise, a movement of both the electron beam finger 3 and the container 2 is possible.
  • the variant shown in the embodiment shown is usually easier to implement, since the comparatively large and heavy electron sources 4 need not be moved in the vertical direction. This also simplifies the supply of the cooling gas and the electrical voltage needed to accelerate the electrons.
  • a receptacle 2 accommodated by a gripping element 17 is pushed over a electron beam finger 3 from below during a rotation of the device 1 for the rinsing of containers 2 on the carousel 13 and is supplied with ionized gas as indicated above around the receptacle 2 rinsen.
  • a container to be rinsed e.g., a preform
  • the electron beam generated by the electron beam finger 3 simultaneously ionizes the air and sterilizes the container. 2
  • the sterilized containers 2 are transferred to the outlet star 15 and removed from it, for example, to a device for forming the containers 2.
  • the charge carrier emitter which is designed in particular as a beam finger, both for sterilizing the containers and for ionizing air.
  • the sterilization process of the containers described here is preferably a pre-sterilization. This means that a further sterilization is carried out in a further process step. In particular, a further sterilization of the inner wall of the containers is made after forming the plastic preforms to the plastic bottles.

Abstract

Device (1) for rinsing containers (2) with an electron source (4) with an electron exit window (6) at a specified region and particularly at a distal end of a sterilization device (3) which is rod-shaped at least in sections, wherein at least the region of the sterilization device (3) having the electron exit window (6) can be introduced into a container (2) to be sterilized to sterilize the container (2) by means of exiting electrons which can be directed at least onto portions of the interior wall of said container, wherein the sterilization device (3) has a gas line (7) by means of which a gas coolant can be applied to the electron exit window (6) and/or to a part of the sterilization device (3) thermally conductively connected to said window. According to the invention, the gas line (7) has a gas exit opening that is designed in such a manner that the exiting gas coolant can be bombarded with electrons exiting from the electron exit window (6) and thereby be ionized, wherein the ionized gas coolant can be fed into the interior of the container (2) to loosen contamination therein from the interior wall, where required, and to carry it out of the container (2) in the gas flow.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM STERILEREN UND SPÜLEN VON BEHÄLTNISSEN  DEVICE AND METHOD FOR STERILEIZING AND RINSING CONTAINERS
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Rinsen von Behältnissen mit einer Elektronenquelle, die ein Elektronenaustrittsfenster an einem distalen Ende einer zumindest abschnittsweise stabförmigen Sterilisationseinrichtung aufweist, wobei zumindest ein das Elektronenaustrittsfenster aufweisender Bereich der Sterilisationseinrichtung und insbesondere das distale Ende der Sterilisationseinrichtung in ein zu sterilisierendes Behältnis einführbar ist, um das Behältnis mittels austretender und mindestens auf Abschnitte einer Behältnisinnenwandung leitbarer Elektronen zu sterilisieren, wobei die Sterilisationseinrichtung eine Gasleitung aufweist, mittels der das Elektronenaustrittsfenster und/oder ein mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehender Anteil der Sterilisationseinrichtung mit einem Kühlgas beaufschlagbar ist. The present invention relates to a device and a method for lens rinsing with an electron source having an electron exit window at a distal end of an at least partially rod-shaped sterilization device, wherein at least one of the electron emission window having region of the sterilization device and in particular the distal end of the sterilization device in a sterilizing container can be inserted to sterilize the container by means of exiting and at least to sections of a container inner wall conductive electrons, wherein the sterilization device comprises a gas line, by means of which the electron emission window and / or a thermally conductive compound with this existing portion of the sterilization device acted upon by a cooling gas is.
Aus dem Stand der Technik sind unter anderem Verfahren zum Sterilisieren von The state of the art includes methods for sterilizing
Behältnissen bekannt, bei denen Elektronenstrahlen in das Innere des Behältnisses eingeleitet werden. Für viele Anwendungen hat sich ein Verfahren als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei dem die Elektronenquelle in Form eines Fingers bzw. einer Lanze ausgebildet ist, der/die in das Innere des Behältnisses eingeführt werden kann. Dadurch ist es möglich die Elektronenquelle näher an die zu sterilisierende Fläche heranzubringen und so die benötigte Sterilisationsenergie zu reduzieren. Dadurch ergeben sich auch Vorteile in der Konstruktion von Anlagen die derartige Sterilisationseinrichtungen aufweisen, da auch die Abschirmung der Umgebung gegenüber der vergleichsweise energiearmen Strahlung bereits mit geringerem Aufwand realisierbar ist. Ein Beispiel für eine Sterilisationsseinrichtung zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei der Herstellung von blasgeformten Behältern mit einer minsestens bereichsweise stabartig ausgebildeten Sterilisiereinheit ist in der Containers known in which electron beams are introduced into the interior of the container. For many applications, a method has been found to be particularly advantageous in which the electron source is in the form of a finger or a lance, which can be introduced into the interior of the container. This makes it possible to bring the electron source closer to the surface to be sterilized and thus to reduce the required sterilization energy. This also results in advantages in the construction of systems that have such sterilization facilities, as well as the shielding of the environment with respect to the relatively low-energy radiation is already realized with less effort. An example of a sterilization device for sterilizing workpieces made of a thermoplastic material in the production of blow-molded containers with a sterilizing unit which is at least partially in the form of a rod is shown in FIG
DE 10 2007 050 582 A1 offenbart. DE 10 2007 050 582 A1.
Eine weitere derartige Sterilisationseinrichtung ist aus der WO 2008 070 956 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Sterilisationsseinrichtung befindet sich der stabartige Another such sterilization device is known from WO 2008 070 956 A1. In the sterilization device described therein is the rod-like
Elektronenemitter während des Blasvorgangs, in dem ein Vorformling mittels Gasdruck in die gewünschte Behältnisform expandiert wird, in inneren Modells Vorformlingen bzw. des Behältnisses wird zu sowohl zum Sterilisieren als auch zum Kristallisieren des Werkstoffs PET verwendet. Electron emitter during the blowing process, in which a preform is expanded by gas pressure into the desired container shape, in inner model preforms or container is used to both sterilize and crystallize the material PET.
Durch die vergleichsweise kleine Austrittsöffnung für den Elektronenstrahl am distalen Ende eines solchen Elektronenstrahlfingers ist es trotz der üblicherweise vergleichsweise geringen Beschleunigungsenergie notwendig, mindestens die Austrittsöffnung bzw. die diese direkt umgebenden Materialien zu kühlen. Dazu sind aus dem Stand der Technik Wasser- oder Gaskühlungen bekannt. Due to the comparatively small outlet opening for the electron beam at the distal end of such an electron beam finger, it is necessary, despite the usually comparatively low acceleration energy, to cool at least the outlet opening or the materials directly surrounding it. For this purpose, water or gas cooling are known from the prior art.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass partikuläre Verunreinigungen aus einem Behältnisses bzw. einem Vorformling durch das einblasen von Luft oder ionisierter Luft entfernt werden können. Die Verwendung von ionisierte Luft zur Partikelentfernung ist beispielsweise aus der DE 10 140 906 A1 bekannt. Ein eventuell durch die ionisierte Luft hervorgerufener Sterilisationseffekt wird darin nicht genannt. Zurzeit werden im Stand der Technik Linearrinser verwendet, die vor dem Ofen positioniert sind und ohne Eintauchbewegung eines Finger oder einer Lanze partikelfreie Luft in die Vorformlinge bläst. Furthermore, it is known from the prior art that particulate impurities can be removed from a container or a preform by blowing in air or ionized air. The use of ionized air for particle removal is known, for example, from DE 10 140 906 A1. Any sterilization effect caused by the ionized air is not mentioned therein. Currently linear liners are used in the prior art, which are positioned in front of the oven and blow without injecting a finger or a lance particle-free air into the preforms.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, bei dem das Entfernen von Partikeln aus dem Inneren eines Vorformlings in einem Prozessschritt mit dessen Innensterilisation durchgeführt werden kann. The object of the present invention is to provide an apparatus and a method in which the removal of particles from the interior of a preform can be carried out in a process step with its internal sterilization.
Dieser Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 , eine Anlage nach Anspruch 7 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Rinsen von Behältnissen weist die Vorrichtung eine Ladungsträgerquelle und insbesondere eine Elektronenquelle auf, die wiederum ein Elektronenaustrittsfenster an einem vorgegebenen Bereich und insbesondere einem distalen Ende einer zumindest abschnittsweise stabförmigen Sterilisationseinrichtung aufweist, wobei zumindest der das Elektronenaustrittsfenster aufweisende Bereich, insbesondere das distale Ende der Sterilisationseinrichtung in ein zu sterilisierendes Behältnis einführbar ist, um das Behältnis mittels austretender und mindestens auf Abschnitte einer Behältnisinnenwandung leitbarer Elektronen mindestens abschnittsweise zu sterilisieren, wobei die Sterilisationseinrichtung eine Gasleitung aufweist, mittels der das Elektronenaustrittsfenster und/oder ein mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehender Anteil der Sterilisationseinrichtung mit einem Gas und insbesondere einem Kühlgas und insbesondere mit Kühlluft beaufschlagbar ist, wobei die Gasleitung -insbesondere stromabwärts der Kontaktfläche mit dem Elektronenaustrittsfenster und/oder dem mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehenden Anteil der Sterilisationseinrichtung - eine Gasaustrittsöffnung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das austretende Kühlgas bzw. allgemein ein aus der Öffnung austretendes Gas mit aus dem Elektronenaustrittsfenster austretenden Elektronen beaufschlagbar und dadurch ionisierbar ist, wobei das ionisierte (Kühl)gas in das Innere des Behältnisses führbar ist um darin befindliche Verunreinigungen falls nötig von der Innenwandung zu lösen und mit dem Gasstrom aus dem Behältnis heraus zu führen. This object is achieved by a device according to claim 1, a system according to claim 7 and by the method according to claim 8. In the apparatus according to the invention for rinsing containers, the apparatus has a charge carrier source and in particular an electron source, which in turn has an electron exit window at a predetermined area and in particular a distal end of an at least partially rod-shaped sterilization device, wherein at least the region having the electron exit window, in particular the distal one End of the sterilization device is inserted into a container to be sterilized in order to at least partially sterilize the container by leaking and at least on sections of Behältnisinnenwandung electronically, wherein the sterilization device comprises a gas line, by means of the electron exit window and / or with this in thermally conductive connection existing proportion of the sterilization device with a gas and in particular a cooling gas and in particular with cooling air bea It can be whipped, wherein the gas line - in particular downstream of the contact surface with the electron exit window and / or with this in thermally conductive connection existing portion of the sterilization device - has a gas outlet opening which is designed such that the exiting cooling gas or generally exiting from the opening Gas can be acted upon by emerging from the electron exit window electrons and thereby ionizable, wherein the ionized (cooling) gas can be guided into the interior of the container to solve any impurities contained therein if necessary from the inner wall and to lead with the gas flow out of the container.
Wie dargelegt, wird vorgeschlagen, dass insbesondere dasjenige Gas, welches zum Kühlen des Austrittsfensters verwendet wird, auch zum Rinsen der Behältnisse verwendet wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es auch denkbar ist, einen bestimmten Anteil des Gases, der nicht zum Kühlen des Austrittsfensters dient, innerhalb des Behältnisses durch die austretende Elektronenstrahlung zu ionisieren und so zum Rinsen zu verwenden. So wäre es möglich, dass die Vorrichtung neben der Leitung für das Kühlgas noch eine weitere Gasleitung aufweist, die ebenfalls in denjenigen Bereich geführt wird, in dem die Ladungsträger austreten und das aus dieser Gasleitung austretende Gas so ionisiert wird. As stated, it is proposed that, in particular, the gas which is used to cool the exit window is also used for the rinsing of the containers. It should be noted, however, that it is also conceivable to ionize a certain portion of the gas, which does not serve to cool the exit window, within the container by the exiting electron beam radiation and thus to use the lens. It would thus be possible for the device to have, in addition to the line for the cooling gas, also another gas line which is likewise guided into that area in which the charge carriers exit and the gas emerging from this gas line is ionized.
Auch könnte die für das Kühlgas verwendete Leitung eine weitere Öffnung aufweisen, durch welche ein vorbestimmter Anteil des Gases austritt, wobei jedoch dieser Anteil selbst nicht oder nur zum Teil zum Kühlen, dafür aber zum Rinsen verwendet wird. Allgemein eignet sich die Erfindung zur Preformentkeimung mittels Elektronenstrahlen. Dieser Prozess kann eine Außenentkeimung der Behältnisse enthalten sowie eine Innenentkeimung. Bevorzugt wird dabei zuerst die Außenentkeimung durchgeführt und anschließend die Innenentkeimung. Letztere wird bevorzugt mit Fingeremittern durchgeführt, über die das Behältnis geführt wird. Ein derartiger Fingeremitter kann dabei derart arbeiten, dass Elektronen aus einem Glühdraht erzeugt, mit einer Hochspannung beschleunigt und über den Finger geführt werden. An dessen Ende treten die Elektronen über eine dünne Metallfolie bzw. ein Austrittsfenster in die Umgebung aus. Als Material für dieses Austrittsfenster kann dabei beispielsweise Titan verwendet werden, bevorzugt mit einer Foliendicke, die zwischen 3 und 30 μηη, bevorzugt zwischen 5 und 20 μηη, bevorzugt zwischen 6 und 15 μηη liegt. Also, the conduit used for the cooling gas could have a further opening through which exits a predetermined proportion of the gas, but this portion is not even or only partially used for cooling, but for the rinsing. In general, the invention is suitable for preform germination by means of electron beams. This process may include external sterilization of the containers as well as internal disinfection. Preferably, the external sterilization is carried out first and then the internal sterilization. The latter is preferably carried out with finger emitters over which the container is guided. Such a finger emitter can work in such a way that electrons generated from a filament, accelerated with a high voltage and passed over the finger. At the end of the electron exit through a thin metal foil or an exit window in the environment. For example, titanium may be used as the material for this exit window, preferably with a film thickness of between 3 and 30 μm, preferably between 5 and 20 μm, preferably between 6 and 15 μm.
Nach kurzer Flugstrecke in der Luft treffen diese Elektronen auf die zu sterilisierende Oberfläche und entkeimen dort. Das Austrittsfenster erhitzt sich während dem Elektronendurchtritt, so dass es gekühlt werden sollte. Hierfür wird ein Gasstrom, bevorzugt bestehend aus gefilterter Luft eingesetzt, der von außen gegen das Fenster geleitet wird. After a short distance in the air these electrons hit the surface to be sterilized and sterilize there. The exit window heats up during the electron passage so that it should be cooled. For this purpose, a gas stream, preferably consisting of filtered air is used, which is passed from the outside against the window.
Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Intensität der zur Sterilisierung benötigten Energie der Elektronenstrahlen gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden kann. Das Einführen des Elektronenaustrittsfensters in das Innere des zu sterilisierenden Behältnisses reduziert die Distanz zwischen der Elektronenaustrittsöffnung und der mittels Elektronenbeaufschlagung zu sterilisierenden inneren Behältnisoberfläche. Such a device has the advantage that the intensity of the energy required for the sterilization of the electron beams can be reduced compared to the prior art. The introduction of the electron exit window into the interior of the container to be sterilized reduces the distance between the electron exit opening and the inner container surface to be sterilized by the application of electrons.
Während der E-Beam-Sterilisation wird somit bevorzugt Luft zum Kühlen über das Austrittsfenster geführt, dabei ionisiert, anschließend automatisch in die enge Preform umgelenkt und bevorzugt durch die Bewegung der Preform über den Finger herausgefördert, um abschließend besonders bevorzugt über Öffnungen oberhalb des Fingers und der Preform abgezogen zu werden. During e-beam sterilization, air is thus preferably passed over the exit window for cooling, thereby being ionized, then automatically deflected into the narrow preform and preferably conveyed out by the movement of the preform via the finger, in order to conclude particularly preferably via openings above the finger and to be deducted from the preform.
Dieses Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind auch für mögliche E-Beam- Flaschenlösungen einzusetzen. Es ändern sich die Abmessungen des Fingers sowie die notwendigen Gasströme und Drücke. Die Vorteile des beschrieben Systems und des Verfahrens bestehen darin, dass ein vorhandener Prozess durch einfache Modifikationen derart ergänzt werden kann, dass auf einen zusätzlichen Rinser verzichtet werden kann. Somit bedeutet die Erfindung eine Vereinfachung der Gesamtlinie um die geplante PreBeam-Anlage herum und damit eine Kostenoptimierung. This method and the associated device should also be used for possible e-beam bottle solutions. It changes the dimensions of the finger and the necessary gas flows and pressures. The advantages of the described system and method are that an existing process can be supplemented by simple modifications such that an additional rinser can be dispensed with. Thus, the invention means a simplification of the overall line around the planned PreBeam plant and thus a cost optimization.
Darüber hinaus hat diese Vorrichtung den weiteren Vorteil, dass mittels des Kühlgases das Elektronenaustrittsfenster gekühlt werden kann und so dessen Überhitzung und/oder sogar Beschädigung durch die energiereiche Strahlung verhindert werden kann. Insbesondere bei hohen Durchsatzzahlen und dem Betrieb über einen langen Zeitraum ergeben sich dadurch signifikante Vorteile in Bezug auf Verschleiß der Vorrichtung und Wartungsintervalle. In addition, this device has the further advantage that by means of the cooling gas, the electron exit window can be cooled and thus its overheating and / or even damage can be prevented by the high-energy radiation. In particular, at high throughput rates and operation over a long period of time, this results in significant advantages in terms of wear of the device and maintenance intervals.
Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik ist, dass das Kühlgas in das Behältnisinnere geleitet wird, wo es zumindest teilweise der Elektronenstrahlung ausgesetzt wird. Dadurch erfolgt eine zumindest teilweise Ionisierung des Kühlgases. Das dadurch im Inneren des Behältnisses befindliche ionisierte Gas bewirkt, dass Partikel und/oder Oberflächenanteile, die von diesem Gas kontaktiert werden, sterilisiert werden. Another advantage of this device over the prior art is that the cooling gas is directed into the container interior, where it is at least partially exposed to the electron beam. This results in at least partial ionization of the cooling gas. The ionized gas thereby inside the container causes particles and / or surface portions which are contacted by this gas to be sterilized.
Es wird daher vorgeschlagen, dass die Öffnung in der besagten Kühlgasleitung derart angeordnet ist, dass das aus dieser Öffnung austretende Kühlgas durch die aus dem Strahlfinger bzw. aus der Strahlungseinrichtung austretenden Ladungsträger, insb. Elektronen beaufschlagt und so durch diese ionisiert wird. Es muss also hier keine weitere lonisierungsvorrichtung zum Ionisieren von Gas oder Luft vorgesehen sein. It is therefore proposed that the opening in the said cooling gas line is arranged such that the emerging from this opening cooling gas is acted upon by the emerging from the beam finger or from the radiation device charge carriers, esp. Electrons and is thus ionized by them. Thus, there need be no further ionization device for ionizing gas or air here.
Dabei ist es denkbar, dass das Kühlgas zunächst auf das Austrittsfenster gelenkt wird und dort auch ionisiert wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass das Kühlgas oder ein Anteil des Kühlgases oder allgemein ein Gas durch eine separate Öffnung derart tritt, dass es von den Elektronen ionisiert werden kann und anschließend auf die Innenoberflächen des Behältnisses trifft. It is conceivable that the cooling gas is first directed to the exit window and there is also ionized. However, it would also be possible for the cooling gas or a portion of the cooling gas, or gas in general, to pass through a separate orifice so that it can be ionized by the electrons and then strike the inner surfaces of the container.
Dieser Vorteil gegenüber dem Stand der Technik kann bereits dazu genutzt werden, die Beschleunigungsspannung, mittels der die Elektronen beschleunigt werden, zu reduzieren. Das Potential zu Energieeinsparung ist jedoch unerwartet und überproportional hoch. Durch das eingeleitete Gas und den dadurch im Inneren des Behältnisses entstehenden Gasstrom ist es möglich, dass Partikel, die sich im Inneren des Behältnisses befinden und evtl. sogar durch molekulare Wechselwirkungen auf der inneren Behältnisoberfläche (evtl. temporär) fixiert sind, aufgewirbelt oder auf andere Weise in den Gasstrom gelangen und mit diesem aus dem Behältnis ausgetragen werden können. In Abhängigkeit von dem verwendeten Material der Vorformlinge ist es möglich, dass geladene Partikel aufgrund elektrostatischer Wechselwirkungen so fest auf einer inneren Oberfläche der Vorformlinge gebunden sind, so dass sie durch einen ungeladenen Luftstrom nur schwer zu entfernen sind. This advantage over the prior art can already be used to reduce the acceleration voltage, by means of which the electrons are accelerated. However, the potential for saving energy is unexpected and disproportionately high. Due to the gas introduced and thereby resulting inside the container gas stream, it is possible that particles that are located inside the container and possibly even by molecular interactions on the inner container surface (possibly temporarily) are fixed, whirled up or otherwise get into the gas stream and can be discharged with this from the container. Depending on the material of the preforms used, it is possible that charged particles due to electrostatic interactions are so firmly bound on an inner surface of the preforms that they are difficult to remove by an uncharged air flow.
Insbesondere dadurch, dass Verunreinigungen und insbesondere flüssige oder partikuläre Verunreinigungen die darunter befindliche innere Behältnisoberfläche gegenüber den Elektronenstrahlen abschirmen, ist ohne einen effektiven Austrag dieser Verunreinigungen ein erhöhter Energieaufwand für die Elektronenstrahlsterilisation notwendig. Dieser Energieaufwand kann durch das Austragen der Verunreinigungen reduziert werden. Dies wirkt sich positiv auf die Strahlerstandzeiten aus, da diese durch die niedrige emittierte Elektronendosis vervielfacht werden. Dementsprechend verlängern sich die Intervallzeiten für Wartungen und/oder Austausch der Elektronenstrahler. In particular, by the fact that impurities and in particular liquid or particulate impurities shield the underlying inner container surface with respect to the electron beams, an increased energy expenditure for the electron beam sterilization is necessary without an effective discharge of these impurities. This energy consumption can be reduced by discharging the impurities. This has a positive effect on the radiator service lives, since these are multiplied by the low electron dose emitted. Accordingly, the interval times for maintenance and / or replacement of the electron beam extend.
So wurde gefunden, dass die Partikelbeladung der inneren Oberflächen eines Vorformlings in direktem Zusammenhang mit dem Sterilisationserfolg durch Elektronenbestrahlung steht. Eine möglichst geringe Partikelbeladung der Vorformlinge (Preforms, Preformen) kann dazu führen, dass ein vorgegebener Sterilisationsgrad schneller und/oder bereits bei geringerer Strahlendosis erreicht werden kann. Je mehr Partikel in inneren eines Vorformlings enthalten sind, bzw. auf dessen zu sterilisierenden inneren Oberflächen abgelagert sind, desto größer ist deren gemeinsame abschirmende Wirkung gegenüber der sterilisierenden Strahlung. Thus, it has been found that the particle loading of the inner surfaces of a preform is directly related to the sterilization success by electron irradiation. The lowest possible particle loading of the preforms (preforms, preforms) can lead to a predefined degree of sterilization being able to be achieved more quickly and / or even at a lower radiation dose. The more particles are contained in the interior of a preform, or are deposited on the inner surfaces to be sterilized, the greater their common shielding effect against the sterilizing radiation.
Um die Vorformlinge bzw. die Preformen entsprechend partikelarm zu machen, ist vorgesehen, dass so genannte Rinser eingesetzt werden. Es ist daher vorgesehen, dass zum Rinsen eine Begasungslanze in einen Vorformling eingeführt wird. Eine solche Begasungslanze (Begasungsnase) ist eine mindestens abschnittsweise stabförmige Vorrichtung, durch die ein Gas bis zu einer an deren distalem Ende angeordneten Austrittsöffnung geleitet werden kann. Aus dieser Austrittsöffnung kann das Gas in das Innere des Vorformlings, in den die Lanze eingeführt wurde, eingeleitet werden und in Richtung der Öffnung des Vorformlings strömen. Dabei können Partikel bzw. partikuläre Verunreinigungen mit dem Gasstrom mitgerissen werden und so aus dem Vorformling entfernt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Abzugsvorrichtung für Gase aufweist, mittels der die aus dem Behältnis austretenden, partikelbeladenen Kühlgase aus dem Behältnis abziehbar sind. Durch eine solche Abzugsvorrichtung ist es möglich, den Gasstrom gezielt steuern und ggf. variieren zu können. So ist es durch eine Steuerung der Druckdifferenzen zwischen Gasaustrittsöffung und Abzugsvorrichtung möglich, zwischen laminarem und turbulentem Strömungsverläufen zu variieren. Ein turbulenter Strömungsverlauf kann insbesondere vorteilhaft sein, um Partikel von der Oberfläche zu lösen und in den Gasstrom zu überführen. Ein laminarer Gasstrom kann dagegen vorteilhaft sein, um die bereits in den Gasstrom überführten Partikel aus dem Behältnis herauszuführen. In order to make the preforms or the preforms correspondingly particle-poor, it is provided that so-called rinsers are used. It is therefore intended that the rinsing a gassing lance is introduced into a preform. Such a gassing lance (gassing nose) is an at least partially rod-shaped device, by means of which a gas can be conducted to an outlet opening arranged at its distal end. From this outlet opening, the gas may be introduced into the interior of the preform into which the lance has been introduced and flow in the direction of the opening of the preform. In this case, particles or particulate impurities can be entrained with the gas stream and are thus removed from the preform. In a preferred embodiment it is provided that the device has a discharge device for gases, by means of which the particle-laden cooling gases emerging from the container can be withdrawn from the container. Such a take-off device makes it possible to control the gas flow in a targeted manner and, if necessary, to be able to vary it. Thus, by controlling the pressure differences between the gas outlet opening and the exhaust device, it is possible to vary between laminar and turbulent flow characteristics. A turbulent flow course can be particularly advantageous for detaching particles from the surface and converting them into the gas stream. On the other hand, a laminar gas stream may be advantageous in order to lead the particles already transferred into the gas stream out of the container.
Um das Strömungsverhalten des Gases insbesondere im Bereich der Gasaustrittsöffnung durch die Abzugsvorrichtung nicht negativ zu beeinflussen ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Abzugsvorrichtung nicht in direkter Nähe zu der Austrittsöffnung angeordnet ist, sondern vom distalen Ende der Sterilisationseinrichtung beabstandet, bevorzugt oberhalb des Elektronenaustrittsfensters, angeordnet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass das Kühlgas weitgehend unabhängig von der Absaugleistung aus der Austrittsöffnung austreten kann. Das Strömungsverhalten in diesem Bereich wird so weitgehend durch die Form der Austrittsöffnung und die Austrittsgeschwindigkeit bestimmt. In order not to negatively influence the flow behavior of the gas, in particular in the region of the gas outlet opening by the draw-off device, it is provided in a preferred embodiment that the draw-off device is not arranged in direct proximity to the outlet opening, but spaced from the distal end of the sterilization device, preferably above the electron exit window, is arranged. It can thereby be achieved that the cooling gas can escape from the outlet opening largely independently of the suction power. The flow behavior in this area is determined largely by the shape of the outlet opening and the exit velocity.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das ionisierte Kühlgas durch Form von Austritts- und/oder Abzugsvorrichtung und/oder Leiteinrichtungen und/oder durch Einstellung einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit so entlang eines gewünschten Abschnitts einer inneren Oberfläche der Behältniswandung leitbar ist, dass es elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Verunreinigungspartikeln und der inneren Oberfläche der Behältniswandung verringert, aufhebt und/oder verhindert. Wie bereits oben beschrieben kann so das Strömungsverhalten des Gases in bestimmten Abschnitten variiert oder eingestellt werden und so das Rinsen besonders effektiv sein. In a preferred embodiment, it is provided that the ionized cooling gas can be conducted through the form of outlet and / or extraction device and / or guide devices and / or by setting a desired flow velocity along a desired section of an inner surface of the container wall such that there are electrostatic interactions between Contaminant particles and the inner surface of Behältniswandung reduced, canceled and / or prevented. As already described above, the flow behavior of the gas can be varied or adjusted in certain sections and thus the rinsing can be particularly effective.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Drehen der Vorformlinge aufweist. Durch eine Rotation der Vorformlinge kann das Lösen von größeren partikulären Einheiten (Partikeln bzw. Partikelverbunden) bewirkt oder unterstützt werden. Die Rotation muss dabei nicht gleichförmig erfolgen, sondern kann eine abschnittsweise geänderte Rotationsgeschwindigkeit, Rotationsunterbrechungen und/oder Änderungen der Rotationsrichtung umfassen. In a further preferred embodiment it is provided that the device has a device for rotating the preforms. By rotating the preforms, the dissolution of larger particulate units (particles or particle composites) can be effected or supported. The rotation does not have to be uniform, but may include a sectionally changed rotational speed, rotation interruptions and / or changes in the direction of rotation.
Kleine geladene Partikel sind ohne ionisierte Luft in Abhängigkeit des Preformmaterials schwierig zu entfernen, da die resultierenden Haftkräfte größer sind als die zu erzeugende und anzusetzende Ablösekraft. Small charged particles are difficult to remove without ionized air depending on the preform material, since the resulting adhesive forces are greater than the release force to be generated and applied.
Bei dem zum Rinsen verwendeten Gas kann es sich um ionisierte Luft handeln. Durch die Abgabe von ionisierter Luft in das Innere der Vorformlinge ist es möglich, dass auch geladene Partikel mit dem Luftstrom entfernt werden können. Aufgrund der allgemeinen Verfügbarkeit bietet sich Luft als gasförmiges Medium an. Ionisierte Luft kann destabilisierend auf die zwischen den geladenen Partikeln und der Vorformlinginnenoberfläche wirkenden Kräfte wirken und so auch geladene Partikel vergleichsweise einfach und effektiv entfernen. The gas used for the rinsing may be ionised air. By delivering ionized air into the interior of the preforms, it is possible that even charged particles can be removed with the air flow. Due to the general availability, air is available as a gaseous medium. Ionized air can destabilize the forces acting between the charged particles and the preform inner surface and thus also remove charged particles comparatively easily and effectively.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das ionisierbare Kühlgas ein kohlenstoffhaltiges Gas. In a particularly preferred embodiment, the ionizable cooling gas is a carbon-containing gas.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass sie entlang eines Transportpfades der Behältnisse stromaufwärts bezüglich einer Umformungseinrichtung für die Behältnisse angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, bereits Vorformlinge mit deren im Vergleich zum daraus im Umformungsprozess gebildeten Behältnis deutlich geringeren inneren Oberfläche zu sterilisieren, und so Energie einzusparen. In a further preferred embodiment, the device is characterized in that it is arranged along a transport path of the containers upstream with respect to a forming device for the containers. This makes it possible to sterilize already preforms with their compared to the container formed therefrom in the forming process significantly lower inner surface, and so save energy.
Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen demnach um Vorformlinge, insbesondere um Vorformlinge für Flaschen oder andere Gebinde zur Aufnahme von flüssigen oder pastösen Medien, insbesondere aus der Lebensmittelindustrie. Accordingly, the containers are preferably preforms, in particular preforms for bottles or other containers for holding liquid or pasty media, in particular from the food industry.
Dementsprechend ist eine Anlage zum Behandeln von Behältnissen Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die eine wie oben beschriebene Vorrichtung aufweist. Bevorzugt ist die Vorrichtung auf einem bewegbaren Träger und insbesondere auf einem drehbaren Träger angeordnet, wobei dieser Träger bevorzugt auch als Transporteinrichtung zum Transportieren der zu sterilisierenden Behältnisse dient. Dabei können an dem Träger auch mehrere Halteeinrichtungen zum Halten der Behältnisse angeordnet sein, beispielsweise Greifelemente, welche die Behältnisse in einem Mündungsbereich greifen. Accordingly, an apparatus for treating containers is the subject of the present invention having a device as described above. Preferably, the device is arranged on a movable carrier and in particular on a rotatable carrier, wherein this carrier preferably also serves as a transport device for transporting the containers to be sterilized. It can on the carrier Also, a plurality of holding devices for holding the containers may be arranged, for example, gripping elements which grip the containers in a mouth region.
Bevorzugt ist an diesem Träger eine vorgegebene Anzahl von Sterilisationseinrichtungen angeordnet, wobei diese Anzahl bevorzugt zwischen 2 und 20, bevorzugt zwischen 2 und 10, bevorzugt zwischen 3 und 8 liegt. Preferably, a predetermined number of sterilization devices are arranged on this carrier, this number preferably being between 2 and 20, preferably between 2 and 10, preferably between 3 and 8.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Rinsen bzw. Spülen (und insbesondere zum Rinsen mittels eines Gases) von Behältnissen wobei mindestens zeitweise während einer mindestens abschnittsweisen Sterilisierung einer Behältnisinnenwandung mittels einer zumindest abschnittsweise stabförmigen Sterilisationseinrichtung, die eine Elektronenquelle umfasst und die ein Elektronenaustrittsfenster an einem vorgegebenen Bereich der Sterilisationseinrichtung und bevorzugt an einem distalen Ende aufweist, wobei zumindest der das Elektronenaustrittsfenster aufweisende Bereich der Sterilisationseinrichtung in ein zu sterilisierendes Behältnis eingeführt wird, um das Behältnis mittels austretender Elektronen zu sterilisieren, das Elektronenaustrittsfenster und/oder ein mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehender Anteil der Sterilisationseinrichtung mit einem Kühlgas beaufschlagt wird, das zumindest abschnittsweise mittels einer Gasleitung geführt wird, wobei das Gas - insb. stromabwärts der Kontaktfläche mit dem Elektronenaustrittsfenster und/oder dem mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehenden Anteil der Sterilisationseinrichtung - durch eine Gasaustrittsöffnung aus der Gasleitung derart austritt, dass das austretende Kühlgas mit aus dem Elektronenaustrittsfenster austretenden Elektronen beaufschlagt und dadurch ionisiert wird und wobei das ionisierte Kühlgas in das Innere des Behältnisses geführt wird um darin befindliche Verunreinigungen falls nötig von der Innenwandung zu lösen und mit dem Gasstrom aus dem Behältnis heraus zu führen. A further subject matter of the present invention is a method for rinsing or rinsing (and in particular for rinsing by means of a gas) containers at least temporarily during sterilization of a container inner wall by means of an at least partially rod-shaped sterilization device comprising an electron source and an electron exit window at a predetermined area of the sterilization device and preferably at a distal end, wherein at least the electron exit window having region of the sterilization device is introduced into a container to be sterilized to sterilize the container by means of leaking electrons, the electron exit window and / or with this in thermal Conductive connection existing portion of the sterilization device is acted upon with a cooling gas, the gefü at least partially by means of a gas line The gas, in particular downstream of the contact surface with the electron exit window and / or the part of the sterilization device in thermally conductive connection, emerges from the gas line through a gas outlet opening in such a way that the exiting cooling gas is exposed to electrons emerging from the electron exit window and is ionized thereby, and wherein the ionized refrigerant gas is led into the interior of the container to solve therein contained impurities if necessary from the inner wall and to lead with the gas flow from the container out.
Durch dieses Verfahren ist es möglich, Behältnisse und/oder Vorformlinge sehr energieeffizient zu sterilisieren, da partikuläre oder flüssige Verunreinigungen durch den Strom ionisierten Gases ausgetragen werden können und so die Elektronenstrahlung ungehindert auf die innere Oberfläche des Behältnisses treffen kann. By this method, it is possible to sterilize containers and / or preforms very energy efficient, since particulate or liquid contaminants can be discharged by the stream of ionized gas and thus can meet the electron beam unhindered on the inner surface of the container.
Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Variante des Verfahrens vorgesehen, dass die aus dem Behältnis austretenden, partikelbeladenen Kühlgase mittels einer Abzugseinrichtung zumindest zeitweise aus dem Behältnis abgezogen werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die partikelbeladenen Gase sich nicht unkontrolliert verteilen, sondern vorgegebenen Strömungspfaden folgen. Insbesondere an Engstellen zwischen dem im Behältnis befindlichen Elektronenaustrittsfenster bzw. dem stabförmigen Element (Elektronenstrahlfinger) an dessen distalem Ende das Elektronenaustrittsfenster angeordnet ist und der Behältnisöffnung durch die dieses in dessen Inneres eingeführt wurde, kann durch eine effektive Absaugung der Gase eine Ablagerung der partikulären Verunreinigungen verhindert werden. In addition, in a preferred variant of the method, it is provided that the particle-laden cooling gases emerging from the container are conveyed by means of a Discharge device are at least temporarily withdrawn from the container. This can be achieved that the particle-laden gases do not distribute uncontrollably, but follow predetermined flow paths. In particular, at bottlenecks between the electron emission window located in the container or the rod-shaped element (electron beam finger) at the distal end of the electron exit window is arranged and the container opening was introduced by this in the interior, can be prevented by effective extraction of the gases deposition of particulate impurities become.
Weiterhin ist es dadurch möglich, auch im Inneren des Behältnisses den Strömungsverlauf (evtl. in Kombination mit einer Veränderung der Einströmgeschwindigkeit) zu variieren und so Anteile mit laminarem und turbulentem Strömungsverlauf in Ihrer Ausdehnung zu verändern. Furthermore, it is thereby possible to vary the flow course (possibly in combination with a change in the inflow velocity) also inside the container and thus to change proportions with laminar and turbulent flow patterns in their extent.
Bevorzugt werden die Gase von einer vom distalen Ende der Sterilisationseinrichtung beabstandeten Abzugsvorrichtung abgezogen, die bevorzugt oberhalb des Elektronenaustrittsfensters, angeordnet ist. Daraus ergibt sich, dass der Elektronenstrahlfinger bevorzugt von oben in ein nach oben geöffnetes Behältnis eingeführt wird und das Elektronenaustrittsfenster nach unten gerichtet ist. Die Abzugsvorrichtung verbleibt bevorzugt außerhalb des Behältnisses um dadurch einen Gasstrom über die gesamte innere Oberfläche des Behältnisses zu ermöglichen. Weiter bevorzugt schließt sich die Absaugvorrichtung bündig und weiter bevorzugt gasdicht an die Öffnung des Behältnisses an. Preferably, the gases are withdrawn from a withdrawal device spaced apart from the distal end of the sterilization device, which is preferably arranged above the electron exit window. It follows that the electron beam finger is preferably introduced from above into an upwardly opened container and the electron exit window is directed downward. The extraction device preferably remains outside of the container to thereby allow a gas flow over the entire inner surface of the container. More preferably, the suction closes flush and more preferably gas-tight to the opening of the container.
Weiter bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Behältnisse entlang eines Transportpfades der Behältnisse nach dem Rinsen zu einer Umformungseinrichtung für die Behältnisse weiterbefördert werden. Wie bereits oben dargestellt, kann es vorteilhaft sein, Behältnisse (z.B. Vorformlinge) bereits vor deren Umformung zu den zum Befüllen vorgesehenen Behältnissen zu sterilisieren. Die im Vergleich zum umgeformten Behältnis deutlich reduzierte innere Oberfläche vereinfacht und verkürzt das Sterilisationsverfahren und reduziert auch den Energieaufwand. Further preferred is a method in which the containers are conveyed along a transport path of the containers after the rinsing to a forming device for the containers. As indicated above, it may be advantageous to sterilize containers (e.g., preforms) prior to forming them into containers for filling. The significantly reduced inner surface area compared to the molded container simplifies and shortens the sterilization process and also reduces energy consumption.
Weiterhin ist eine Verfahrensvariante bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das ionisierte Kühlgas durch Form von Austritts- und/oder Abzugsvorrichtung und/oder Leiteinrichtungen und/oder durch Einstellung einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit so entlang eines gewünschten Abschnitts einer inneren Oberfläche der Behältniswandung geleitet wird, dass es elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Verunreinigungspartikeln und der inneren Oberfläche der Behältniswandung verringert, aufhebt und/oder verhindert. Wie bereits oben dargestellt, ist es möglich, über das Strömungsverhalten des Gases in bestimmten Abschnitten die Aufnahme von Verunreinigungen besonders effizient zu gestalten. So eignen sich turbulente Strömungsverläufe insbesondere zum Lösen von Partikeln und/oder Flüssigkeiten von der Behältnisoberfläche, wohingegen laminare Strömungen für den Transport von bereits aufgenommenen Verunreinigungen vorteilhaft sind. Furthermore, a variant of the method is preferred, which is characterized in that the ionized cooling gas by the form of outlet and / or extraction device and / or guide devices and / or by setting a desired Flow rate is directed along a desired portion of an inner surface of the Behältniswandung that it reduces electrostatic interactions between contaminant particles and the inner surface of Behältniswandung, repeals and / or prevents. As already stated above, it is possible to make the recording of impurities particularly efficient via the flow behavior of the gas in certain sections. Thus, turbulent flow patterns are particularly suitable for dissolving particles and / or liquids from the container surface, whereas laminar flows are advantageous for the transport of impurities already taken up.
Um diese Vorteile entlang der gesamten inneren Behältnisoberfläche ausnutzen zu können, ist in einer weiteren bevorzugten Variante des Verfahrens vorgesehen, dass Strömungsverhalten des (ionisierten) Gases während des Rinsens mindestens einmal verändert wird. In order to exploit these advantages along the entire inner container surface, it is provided in a further preferred variant of the method that the flow behavior of the (ionized) gas is changed at least once during rinsing.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert. Further advantages, objects and characteristics of the present invention will be explained with reference to the following description of the appended drawings.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 : einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum Rinsen von Behältnissen mit einem in ein Behältnis eingeführten Elektronenstrahlfinger und 1 shows a schematic structure of a device for rinsing containers with an electron beam finger inserted into a container and FIG
Fig. 2: eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Rinsen von Behältnissen Fig. 2: a variety of devices for Rinsen of containers
die entlang einer Kreisbahn auf einem rotierbaren Träger  along a circular path on a rotatable carrier
angeordnet sind mit einem Einlauf- und einem Auslaufstern  are arranged with an inlet and an outlet star
zum Zu- und Abführen der Behältnisse.  for supplying and removing the containers.
Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung 1 zum Rinsen von Behältnissen 2 mit einem in ein Behältnis 2 eingeführten Elektronenstrahlfinger 3. Die Elektronenquelle 4 verbleibt auch bei in das Behältnis 2 eingeführtem Elektronenstrahlfinger 3 außerhalb des Behältnisses 2. Die beschleunigten Elektronen werden über ein geeignetes Fokussiersystem 5 (schematisch gezeigt) derart geführt, dass sie durch das Innere des Elektronenstrahlfingers beschleunigt werden und an dessem distalen Ende durch ein Elektronenaustrittsfenster 6 aus dem Elektronenstrahlfinger 3 heraus in das Behältnis 2 eintreten können. Bei dem Elektronenaustrittsfenster 6 kann es sich beispielsweise um eine Titanfolie, ein Quarzfenster oder ein anderes geeignetes Material handeln. 1 shows a schematic structure of a device 1 for rinsing containers 2 with an electron beam finger 3 introduced into a container 2. The electron source 4 also remains in the container 2 introduced electron beam finger 3 outside the container 2. The accelerated electrons are via a suitable focusing 5 (shown schematically) are guided so that they are accelerated by the interior of the electron beam finger and at its distal end through an electron exit window 6 from the electron beam finger 3 into the Container 2 can occur. The electron exit window 6 may be, for example, a titanium foil, a quartz window or another suitable material.
Auch wenn das Elektronenaustrittsfenster 6 für die beschleunigten Elektronen in hohem Maße transparent ist, erwärmt es sich durch die Interaktion mit den beschleunigten Elektronen dennoch stark. Dadurch kann es zu Beschädigungen oder längerfristig sogar zur Zerstörung des Elektronenaustrittsfensters 6 kommen. Um diesem vorzubeugen ist eine Kühlung des Elektronenaustrittsfensters 6 notwendig. Im gezeigten Beispiel ist eine seitliche Zuführung 7 für ein Kühlgas vorgesehen. Die Menge des pro Zeitintervall zugeführten Kühlgas kann mittels geeigneter Ventile 8 gesteuert werden. Das Gas wird im Inneren des Elektronenstrahlfingers 3 (z.B. mittels eines Zwischengehäuses oder mittels sich in einer Längsrichtung des Strahlfingers erstreckender Leitungen) bis zu dem Elektronenaustrittsfenster 6 geleitet, wo es mit diesem wechselwirken kann und thermische Energie von diesem aufnehmen und abführen kann. Im gezeigten Beispiel ist der Kanal für das Kühlgas im Elektronenstrahlfinger 3 nicht erkennbar, da er im Inneren der Seitenwandung 9 verläuft. Erst nach der Kühlung des Elektronenaustrittsfensters 6 tritt das Gas aus dem Elektronenstrahlfinger 3 aus und kann mit dem (im Inneren des Elektronenstrahlfingers 3 noch gegenüber dem Kühlgas abgeschirmten) Elektronenstrahl wechselwirken. Even though the electron exit window 6 is highly transparent to the accelerated electrons, it nevertheless strongly heats up due to the interaction with the accelerated electrons. This can lead to damage or even destruction of the electron exit window 6 in the longer term. To prevent this, a cooling of the electron exit window 6 is necessary. In the example shown, a lateral feed 7 is provided for a cooling gas. The amount of cooling gas supplied per time interval can be controlled by means of suitable valves 8. The gas is conducted inside the electron beam finger 3 (e.g., by means of an intermediate housing or by lines extending in a longitudinal direction of the beam finger) to the electron exit window 6 where it can interact with and absorb and dissipate thermal energy therefrom. In the example shown, the channel for the cooling gas in the electron beam finger 3 is not recognizable, since it runs in the interior of the side wall 9. Only after the cooling of the electron exit window 6 does the gas escape from the electron beam finger 3 and can interact with the electron beam (still shielded from the cooling gas inside the electron beam finger 3).
Nach Austritt aus dem Elektronenstrahlfinger 3 strömt das Gas wie durch die Pfeile P1 und P2 angedeutet in das Innere des Behältnisses 2 und kann dort auch (zumindest teilweise) mit beschleunigten Elektronen beaufschlagt werden. Dadurch erfolgt zumindest eine teilweise Ionisation des Gases. Das Gas (unabhängig davon ob ionisiert oder nicht) kann Partikel in dem Behältnisinneren aufwirbeln und abtransportieren. Der ionisierte Anteil des Gases kann in mindestens zweifacher Hinsicht die Reinigung des Behältnisses 2 positiv beeinflussen. Einerseits ist es durch die Ladungsträger (also ionisierte Gasmoleküle) möglich, dass aufgrund deren Ladung bindende elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Partikeln und der Behältnisinnenwandung geschwächt und/oder gelöst werden. Dadurch ist es wesentlich einfacher, diese Partikel in die Gasphase zu überführen und mit dem Gasstrom auszuführen. Andererseits können die ionisierten Gasmoleküle selbst einen sterilisierenden Effekt haben, der sich beispielsweise in den Bereichen positiv auswirken könnte, die nicht ausreichend von den beschleunigten Elektronen beaufschlagt werden können. Das Gas strömt entlang des Druckgradienten im Inneren des Behältnisses 2 bis zu dessen Öffnung 10 und tritt an dieser aus dem Behältnis 2 aus. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind oberhalb des Behältnisses 2 und im Bereich eines oberen Abschnitts des Elektronenstrahlfingers 3 Öffnungen 1 1 einer Absaugeinrichtung 12 vorgesehen, durch die das Gas abgeführt werden kann. Das daraus resultierende Strömungsverhalten ist symbolisch durch die Pfeile P3 und P4 angedeutet. Je nach Positionierung der Öffnungen 1 1 , der daran angelegten Druckdifferenz und deren Entfernung zur Behältnisöffnung 10 kann der Strömungsverlauf und die Strömungsgeschwindigkeit variiert werden. Dadurch kann auch Einfluss auf das Strömungsverhaalten des Gases im Inneren des Behältnisses 2 genommen werden und beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit im Behältnisinneren verändert werden und/oder zwischen laminarer und turbulenter Strömung in bestimmten Abschnitten des Behältnisses 2 gewechselt werden. Das austretende Gas wird durch die Absaugeinrichtung 12 (in diesem Fall seitlich) abgeführt. After emerging from the electron beam finger 3, the gas flows as indicated by the arrows P1 and P2 into the interior of the container 2 and can there (at least partially) with accelerated electrons are acted upon. This results in at least a partial ionization of the gas. The gas (whether ionized or not) can agitate and carry away particles inside the container. The ionized portion of the gas can positively affect the cleaning of the container 2 in at least two ways. On the one hand, it is possible for the charge carriers (ie ionized gas molecules) to weaken and / or release binding electrostatic interactions between particles and the inner wall of the container due to their charge. This makes it much easier to transfer these particles into the gas phase and carry out with the gas flow. On the other hand, the ionized gas molecules themselves can have a sterilizing effect, which could, for example, have a positive effect in the areas which can not be sufficiently exposed to the accelerated electrons. The gas flows along the pressure gradient in the interior of the container 2 to its opening 10 and exits at this from the container 2. As shown in Fig. 1, above the container 2 and in the region of an upper portion of the electron beam finger 3 openings 1 1 of a suction device 12 is provided, through which the gas can be removed. The resulting flow behavior is symbolically indicated by the arrows P3 and P4. Depending on the positioning of the openings 11, the pressure difference applied thereto and their distance from the container opening 10, the course of the flow and the flow rate can be varied. As a result, it is also possible to influence the flow behavior of the gas inside the container 2 and, for example, to change the flow rate in the container interior and / or to change it between laminar and turbulent flow in certain sections of the container 2. The escaping gas is discharged through the suction device 12 (in this case laterally).
Fig. 2 zeigt eine Vielzahl von Vorrichtungen 1 zum Rinsen von Behältnissen 2, die entlang einer Kreisbahn auf einem rotierbaren Träger 13 angeordnet sind. Weiterhin sind ein Einlauf- 14 und ein Auslaufstern 15 dargestellt, mittels derer Behältnisse 2 diesen Vorrichtungen 1 zum Rinsen zu- und abgeführt werden können. Wie durch die (transparent dargestellten) Wandungen 16 dargestellt ist, befindet sich der Transportpfad für die Behältnisse zumindest im Bereich der Zu- und Abführeinrichtungen 14, 15 sowie der Vorrichtungen 1 zum Rinsen im Inneren einer gegenüber der Umgebung abgeschirmten (sterilen) Atmosphäre. Damit begrenzen diese Wandungen bevorzugt einen Reinraum bzw. Sterilraum, der den Transportpfad der Behältnisse 2 während deren Sterilisierung umgibt. Dabei wäre es möglich, dass wenigstens zwei dieser Wandungen bezüglich einander beweglich sind und besonders bevorzugt zwischen diesen beiden relativ zueinander beweglichen Wandungen eine Dichtungseinrichtung, wie etwa ein sog. Wasserschloss angeordnet ist. 2 shows a multiplicity of devices 1 for the rinsing of containers 2, which are arranged along a circular path on a rotatable carrier 13. Furthermore, an inlet 14 and an outlet star 15 are shown, by means of which containers 2 these devices 1 can be added to the rinsing and discharged. As shown by the walls (shown in transparent) 16, the transport path for the containers is at least in the area of the supply and discharge devices 14, 15 and the devices 1 for rinsing inside a (sterile) atmosphere shielded from the environment. Thus, these walls preferably limit a clean room or sterile room, which surrounds the transport path of the containers 2 during their sterilization. In this case, it would be possible for at least two of these walls to be movable with respect to one another, and for a sealing device, such as a so-called water lock, to be particularly preferably arranged between these two relatively movable walls.
Die mittels der Zuführeinrichtung 14 zugeführten Behältnisse werden von den Vorrichtungen 1 zum Rinsen von Behältnissen 2 durch Greifelemente 17 aufgenommen. Im gezeigten Beispiel sind die Greifelemente 17 in Höhenrichtung beweglich ausgeführt. So ist die benötigte Relativbeweglichkeit zwischen Elektronenstrahlfinger 3 und Behältnis 2 gewährleistet, auch wenn der Elektronenstrahlfinger 3 nicht in vertikaler Richtung bewegt wird. Es wäre aber auch jede andere Ausführung möglich, bei der die zum Einführen des Elektronenstrahlfingers 3 in das Behältnisinnere nötige Relativbewegung gewährleistet werden kann. So ist es auch möglich, dass der Elektronenstrahlfinger 3 beweglich ausgeführt ist und in ein (in vertikaler Richtung nicht bewegtes) Behältnis 2 eingeführt wird. Ebenso ist auch eine Bewegung sowohl des Elektronenstrahlfingers 3 als auch des Behältnisses 2 möglich. The containers supplied by means of the feed device 14 are received by the devices 1 for the rinsing of containers 2 by gripper elements 17. In the example shown, the gripping elements 17 are designed to be movable in the vertical direction. Thus, the required relative mobility between electron beam finger 3 and container 2 is ensured, even if the electron beam finger 3 is not moved in the vertical direction. It would be possible, however, any other embodiment in which the introduction of the Electron beam finger 3 in the container interior necessary relative movement can be ensured. Thus, it is also possible that the electron beam finger 3 is designed to be movable and is introduced into a container 2 (not moved in the vertical direction). Likewise, a movement of both the electron beam finger 3 and the container 2 is possible.
Die im gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigte Variante ist meist leichter zu realisieren, da die vergleichsweise großen und schweren Elektronenquellen 4 nicht in vertikaler Richtung bewegt werden müssen. Dies vereinfacht auch die Zuführung des Kühlgases und der elektrischen Spannung, die zur Beschleunigung der Elektronen benötigt wird. The variant shown in the embodiment shown is usually easier to implement, since the comparatively large and heavy electron sources 4 need not be moved in the vertical direction. This also simplifies the supply of the cooling gas and the electrical voltage needed to accelerate the electrons.
Ein von einem Greifelement 17 aufgenommenes Behältnis 2 wird während eines Umlaufs der Vorrichtung 1 zum Rinsen von Behältnissen 2 auf dem Karussell 13 um eine zentrale Achse 18 von unten über einen Elektronenstrahlfinger 3 geschoben und so wie oben dargestellt mit ionisiertem Gas beaufschlagt um das Behältnis 2 zu rinsen. Ebenso erfolgt während dieses Umlaufs auch die Sterilisation des Behältnisinneren durch die Elektronenstrahlen. Ein zu rinsendes Behältnis (z.B. eine Preform bzw. ein Vorformling) wird demnach über den Elektronenstrahlfinger 3 rauf und runter gefahren um Partikel effizient auszutragen. Die vom Elektronenstrahlfinger 3 erzeugte Elektronenstrahlung ionisiert gleichzeitig die Luft und sterilisiert das Behältnis 2. A receptacle 2 accommodated by a gripping element 17 is pushed over a electron beam finger 3 from below during a rotation of the device 1 for the rinsing of containers 2 on the carousel 13 and is supplied with ionized gas as indicated above around the receptacle 2 rinsen. Likewise, during this cycle, the sterilization of the container inside by the electron beams. A container to be rinsed (e.g., a preform) is thus moved up and down over the electron beam finger 3 to efficiently discharge particles. The electron beam generated by the electron beam finger 3 simultaneously ionizes the air and sterilizes the container. 2
Nach diesem Kombinierten Rins- und Sterilisationsprozess werden die sterilisierten Behältnisse 2 an den Auslaufstern 15 übergeben und von diesem beispielsweise zu einer Vorrichtung zum Umformen der Behältnisse 2 abgeführt. After this combined rinsing and sterilization process, the sterilized containers 2 are transferred to the outlet star 15 and removed from it, for example, to a device for forming the containers 2.
Insgesamt wird daher vorgeschlagen, die insbesondere als Strahlfinger ausgeführten Ladungsträgeremitter sowohl zum Sterilisieren der Behältnisse als auch zum Ionisieren von Luft zu verwenden. Bei dem hier beschriebenen Sterilisationsvorgang der Behältnisse handelt es sich bevorzugt um eine Vorsterilisierung. Dies bedeutet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt noch eine weitere Sterilisierung vorgenommen wird. Insbesondere wird nach dem Umformen der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffflaschen noch eine weitere Sterilisation der Innenwandung der Behältnisse vorgenommen. Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Overall, it is therefore proposed to use the charge carrier emitter, which is designed in particular as a beam finger, both for sterilizing the containers and for ionizing air. The sterilization process of the containers described here is preferably a pre-sterilization. This means that a further sterilization is carried out in a further process step. In particular, a further sterilization of the inner wall of the containers is made after forming the plastic preforms to the plastic bottles. The Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are novel individually or in combination with respect to the prior art.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Vorrichtung zum Rinsen 1 device for rinsing
2 Behältnis  2 container
3 Elektronenstrahlfinger  3 electron beam fingers
4 Elektronenquelle  4 electron source
5 Fokusiereinrichtung  5 focusing device
6 Elektronenaustrittsfenster  6 electron exit window
7 Kühlgaszuführung  7 cooling gas supply
8 Ventil  8 valve
9 Seitenwandung  9 side wall
10 Behältnisöffnung  10 container opening
1 1 Absaugöffnung  1 1 suction opening
12 Absaugeinrichtung  12 suction device
13 rotierbarer Träger  13 rotatable carrier
14 Zuführeinrichtung, Einlaufstern  14 feeder, inlet star
15 Abführeinrichtung, Auslaufstern  15 discharge device, outlet star
16 Wandung, Sterilraum  16 wall, sterile room
17 Greifelement  17 gripping element
18 Achse  18 axis
P1 , P2 Pfeile  P1, P2 arrows
P3, P4 Pfeile  P3, P4 arrows

Claims

Vorrichtung und Verfahren zum Rinsen  Apparatus and method for rinsing
Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung (1 ) zum Rinsen von Behältnissen (2) mit einer Elektronenquelle (4), die ein Elektronenaustrittsfenster (6) an einem vorgegebenen Bereich und insbesondere einem distalen Ende einer zumindest abschnittsweise stabförmigen 1 . Device (1) for rinsing containers (2) with an electron source (4) having an electron exit window (6) at a predetermined area and in particular a distal end of an at least partially rod-shaped one
Sterilisationseinrichtung (3) aufweist, wobei zumindest der das  Sterilization device (3), wherein at least the
Elektronenaustrittsfenster (6) aufweisende Bereich der Sterilisationseinrichtung (3) in ein zu sterilisierendes Behältnis (2) einführbar ist, um das Behältnis (2) mittels austretender und mindestens auf Abschnitte einer Behältnisinnenwandung leitbarer Elektronen zu sterilisieren, wobei die Sterilisationseinrichtung (3) eine Gasleitung (7) aufweist, mittels der das Elektronenaustrittsfenster (6) und/oder ein mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehender Anteil der Sterilisationseinrichtung (3) mit einem Gas beaufschlagbar ist,  A region of the sterilization device (3) having an electron emission window (6) can be inserted into a container (2) to be sterilized by exiting electrons which can be discharged at least to sections of a container inner wall, wherein the sterilization device (3) comprises a gas line (3). 7) by means of which the electron emission window (6) and / or a portion of the sterilization device (3) existing in thermally conductive connection with the latter can be acted upon by a gas,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (7) eine Gasaustrittsöffnung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das austretende Gas mit aus dem  characterized in that the gas line (7) has a gas outlet opening which is formed such that the escaping gas with out of the
Elektronenaustrittsfenster (6) austretenden Elektronen beaufschlagbar und dadurch ionisierbar ist, wobei das ionisierte Gas in das Innere des Behältnisses (2) führbar ist um darin befindliche Verunreinigungen falls nötig von der Innenwandung zu lösen und mit dem Gasstrom aus dem Behältnis (2) heraus zu führen.  Electron exit window (6) can be acted upon emerging electrons and thereby ionizable, wherein the ionized gas into the interior of the container (2) is feasible to dissolve the impurities contained therein if necessary from the inner wall and with the gas flow out of the container (2) out ,
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) weiterhin eine Abzugsvorrichtung (12) für Gase aufweist, mittels der die aus dem Behältnis (2) austretenden, partikelbeladenen Gase aus dem Behältnis (2) abziehbar sind. 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the device (1) further comprises a trigger device (12) for gases, by means of which from the container (2) exiting, particle-laden gases from the container (2) are removable ,
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. Device (1) according to claim 2, characterized in that the
Abzugsvorrichtung (12) vom distalen Ende der Sterilisationseinrichtung (3) beabstandet, bevorzugt oberhalb des Elektronenaustrittsfensters (6), angeordnet ist. Discharge device (12) from the distal end of the sterilization device (3) spaced, preferably above the electron exit window (6) is arranged.
Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) Einrichtungen zum Drehen der Behältnisse (2) aufweist. in that the device (1) has means for rotating the containers (2).
Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das ionisierte Kühlgas durch Form von Austritts- und/oder Abzugsvorrichtung (12) und/oder Leiteinrichtungen und/oder durch Einstellung einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit so entlang eines gewünschten Abschnitts einer inneren Oberfläche der Behältniswandung leitbar ist, dass es elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Verunreinigungspartikeln und der inneren Oberfläche der Behältniswandung verringert, aufhebt und/oder verhindert. in that the ionized cooling gas can be conducted through the form of exit and / or withdrawal device (12) and / or guide devices and / or by setting a desired flow velocity along a desired section of an inner surface of the container wall such that there are electrostatic interactions between contaminant particles and reduces, eliminates and / or prevents the inner surface of Behältniswandung.
Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das ionisierbare Kühlgas ein kohlenstoffhaltiges Gas ist. characterized in that the ionisable cooling gas is a carbon-containing gas.
Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) entlang eines Transportpfades der Behältnisse (2) stromaufwärts bezüglich einer Umformungseinrichtung für die Behältnisse (2) angeordnet ist. characterized in that the device (1) along a transport path of the containers (2) upstream of a forming device for the containers (2) is arranged.
Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that
das Gas ein Kühlgas und insbesondere Kühlluft ist. the gas is a cooling gas and in particular cooling air.
Anlage zum Behandeln von Behältnissen (2), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist sowie bevorzugt eine Umformungseinrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen, wobei diese Umformungseinrichtung in einer Plant for treating containers (2), characterized in that it comprises a device (1) according to one of the preceding claims and preferably a forming device for forming plastic preforms to plastic containers, said forming device in a
Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge stromabwärts bezüglich der Transport direction of the plastic preforms downstream with respect to
Vorrichtung (1 ) angeordnet ist. Device (1) is arranged.
10. Verfahren zum Rinsen von Behältnissen (2) wobei mindestens zeitweise während einer mindestens abschnittsweisen Sterilisierung einer Behältnisinnenwandung mittels einer zumindest abschnittsweise stabförmigen Sterilisationseinrichtung (3), die eine Elektronenquelle (4) umfasst und die ein Elektronenaustrittsfenster (6) an einem distalen Ende aufweist, wobei zumindest das das Elektronenaustrittsfenster (6) aufweisende distale Ende der Sterilisationseinrichtung (3) in ein zu 10. A method for rinsing containers (2) wherein at least temporarily during an at least partial sterilization of a container inner wall by means of an at least partially rod-shaped sterilization device (3), which comprises an electron source (4) and which has an electron exit window (6) at a distal end, wherein at least the electron exit window (6) having the distal end of the sterilization device (3) in a
sterilisierendes Behältnis (2) eingeführt wird, um das Behältnis (2) mittels  sterilizing container (2) is introduced to the container (2) by means of
austretender Elektronen zu sterilisieren, wobei das Elektronenaustrittsfenster (6) und/oder ein mit diesem in thermisch leitfähiger Verbindung bestehender Anteil der Sterilisationseinrichtung (3) mit einem Gas beaufschlagt wird, das zumindest abschnittsweise mittels einer Gasleitung (7) geführt wird,  to sterilize exiting electrons, wherein the electron exit window (6) and / or a part of the sterilization device (3) existing in this thermally conductive connection is subjected to a gas which is guided at least in sections by means of a gas line (7),
dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch eine Gasaustrittsöffnung aus der Gasleitung (7) derart austritt, dass das austretende Gas mit aus dem  characterized in that the gas exits through a gas outlet opening from the gas line (7) such that the escaping gas with out of the
Elektronenaustrittsfenster (6) austretenden Elektronen beaufschlagt und dadurch ionisiert wird und wobei das ionisierte Gas in das Innere des Behältnisses (2) geführt wird um darin befindliche Verunreinigungen falls nötig von der Innenwandung zu lösen und mit dem Gasstrom aus dem Behältnis (2) heraus zu führen.  Electron egress window (6) is exposed to exiting electrons and is thereby ionized and wherein the ionized gas in the interior of the container (2) is guided to solve it located impurities if necessary from the inner wall and with the gas flow from the container (2) out ,
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Behältnis (2) austretenden, partikelbeladenen Kühlgase mittels einer Abzugseinrichtung (12) zumindest zeitweise aus dem Behältnis (2) abgezogen werden. 1 1. A method according to claim 10, characterized in that the from the container (2) exiting, particle-laden cooling gases are withdrawn by means of a trigger device (12) at least temporarily out of the container (2).
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gase von einer vom distalen Ende der Sterilisationseinrichtung beabstandeten Abzugsvorrichtung (12) abgezogen werden, die bevorzugt oberhalb des Elektronenaustrittsfensters (6), angeordnet ist. 12. The method according to claim 1 1, characterized in that the gases are withdrawn from a distance from the distal end of the sterilization device withdrawal device (12), which is preferably above the electron exit window (6), is arranged.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse (2) nach dem Rinsen entlang eines Transportpfades der Behältnisse (2) zu einer Umformungseinrichtung für die Behältnisse (2) weiterbefördert werden. 13. The method according to any one of claims 10-12, characterized in that the containers (2) after the Rinsen along a transport path of the containers (2) to a forming device for the containers (2) to be forwarded.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ionisierte Kühlgas durch Form von Austritts- und/oder Abzugsvorrichtung (12) und/oder Leiteinrichtungen und/oder durch Einstellung einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit so entlang eines gewünschten Abschnitts einer inneren Oberfläche der Behältniswandung geleitet wird, dass es elektrostatische 14. The method according to any one of claims 10-13, characterized in that the ionized cooling gas by the form of exit and / or withdrawal device (12) and / or guide devices and / or by setting a desired Flow rate is thus conducted along a desired portion of an inner surface of the container wall, that it is electrostatic
Wechselwirkungen zwischen Verunreinigungspartikeln und der inneren Oberfläche der Behältniswandung verringert, aufhebt und/oder verhindert. Reduces, eliminates and / or prevents interactions between contaminant particles and the inner surface of the container wall.
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