WO2017114640A1 - Vorrichtung und verfahren zum sterilisieren bei der abfüllung vorzugsweise flüssiger lebensmittel in packungbehälter - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum sterilisieren bei der abfüllung vorzugsweise flüssiger lebensmittel in packungbehälter Download PDF

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WO2017114640A1
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WO
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zone
hood
sterile
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air guide
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PCT/EP2016/079772
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Rudolf FLÖRKE
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Sig Technology Ag
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Publication date
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/24—Cleaning of, or removing dust from, containers, wrappers, or packaging ; Preventing of fouling

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for sterilizing in the filling preferably liquid food in packing containers with a
  • Preheating zone a sterilization zone, a drying zone, a filling zone and a closure zone, which form a sterile room and are arranged immediately adjacent to each other and are closed at the top by a hood which receives the necessary supply elements and lines.
  • the actual sterilization takes place according to known methods in which the surfaces to be sterilized of the still open packages, preferably cardboard / plastic composite packages, a predetermined period of time must come into contact with a disinfectant, which then, ie before the actual filling process, again from the
  • Packages are transported from the preheating zone into the downstream sterilization zone, where the wetting with the disinfecting agent, preferably H2O2, takes place.
  • the liquid H2O2 is atomised by means of hot compressed air or superheated steam to a H202 aerosol, so that no larger and heavier droplets themselves can precipitate on the packaging surface, which could not be easily removed during the subsequent rinsing process.
  • drying zone so-called drying zone.
  • the packs are included in this zone
  • This object is achieved in that under the hood substantially horizontally extending and a plurality of openings having air guide elements are provided and that this is supplied from above through the hood sterile air, so that below the air guide evenly downwardly running laminar flow [" In this way, it is ensured that dust or germs, which could reach the interior of the device via the transport chains, have no opportunity there to rise up against the laminar flow, thus remaining or becoming at the bottom of the device from there further down out of the device transported.
  • the air guiding elements are arranged at least in the region of the drying zone, filling zone and sealing zone.
  • the air guide elements can be designed differently in zones.
  • an adaptation to the already predetermined size of the respective zone can take place on the one hand, and on the other hand, however, a concrete orientation of the laminar flow can also be effected as a function of the zone and the lines located therein.
  • a further embodiment of the invention are at the zone boundaries from the hood down to the respective air guide vertically
  • partition walls which isolate the individual zones in the upper region of the sterile room from each other and thus exclude a horizontal exchange of air, whereby the formation of a uniform downward laminar flow is further improved. In this way, a sterile air chamber can be formed for each individual zone.
  • each pre-distributor element spanning the entire width of the device is arranged in each sterile air chamber, to which the sterile air is supplied via supply tubes extending vertically through the hood.
  • each pre-distributor element at least at its horizontal bottom having a plurality of openings to pass the supplied air down into the respective sterile air chamber.
  • the pre-distributor element can for example consist of a U-shaped metal sheet.
  • a non-apertured structure acting as a baffle zone such as a baffle plate, is provided.
  • a baffle zone ensures that the sterile air supplied to the pre-distribution chamber with a slight overpressure initially spreads horizontally within the pre-distributor and then uniformly over the entire width of the
  • Air guide elements and / or the pre-distributor elements on and / or output side are chamfered to minimize turbulence in the sterile air when passing through these openings or to avoid as completely as possible. According to another teaching of the invention, all openings in the
  • Air guide elements and / or pre-distributor elements are designed as perforated plates. However, it is also possible to use honeycomb sheets or the like.
  • the air-guiding elements or pre-distributor elements are preferably made of stainless steel.
  • Pre-distribution elements are designed as grid structures or the like.
  • the air guide elements and / or pre-distributor elements are releasably secured by means of brackets or clips on the hood.
  • the air guide elements and / or pre-distributor elements can be provided with eyelets or hooks, which correspond with the retaining clips or clips.
  • the invention further relates to a method for sterilizing the filling of preferably liquid foods in packing containers, comprising the following steps:
  • Preheating zone a sterilization zone, a drying zone, a filling zone and a closure zone, which form a sterile space and are arranged immediately adjacent to each other and are closed at the top by a hood, the necessary supply elements and
  • the object underlying the invention is achieved in that the at least one formed from a moldable blank or packing jacket open-top packing is transported discontinuously or continuously through the preheating zone, the sterilization zone, the drying zone, the filling zone and the Verschbiszone and thereby is continuously applied with a uniform downward laminar flow of sterile air.
  • an apparatus according to any one of claims 1 to 18 is provided for the method in step a).
  • the laminar sterile air flow at least in sections an overpressure of 0.12 bar to 0.55 bar, preferably from 0.18 bar to 0.32 bar, on.
  • the above-mentioned overpressure is measured within the sterile chamber, for example with the aid of a Prandtl's pitot tube.
  • the at least one packing has a transport speed of 0.8 m / s to 3.0 m / s, preferably 1.2 m / s to 1.8 m / s the zones is transported.
  • FIG. 1 shows a hood of a device according to the invention in side view
  • FIG. 4B shows the article from FIG. 4A in perspective view
  • FIG. 1 is a hood 1 of the device according to the invention for sterilization in the filling preferably liquid food in packing container in Side view shown.
  • the individual zones to be filled of packages P to be filled namely preheating zone A, sterilizing zone B, drying zone C, filling zone D and closing zone E are shown.
  • the sterile space formed by individual zones A, B, C, D, E is from a
  • the sterile room is delimited by the hood 1, of which only a peripheral frame 2 and a cover 3 can be seen. As already known from the generic state of the art, all supply elements are contained within the hood 1.
  • the 'sterile room' is not structurally limited downwards, its lower one
  • the sterile air nozzles 4 are supplied with sterile air via hoses (not shown).
  • the supply elements comprise - in Fig. 1 from left to right - a manifold 5 for hot sterile air, a H202 distributor 6, a sterile air distributor 7, two
  • Filling 8 with arranged below filling nozzles 9 and a
  • Preheat ports 13 are in communication with respective preheat nozzles 14 through which the open top packs P are purged with hot air or superheated steam to heat them to reliably prevent condensation of sterilant liquid inside the pack P.
  • H202 distributors 6 are each arranged with H202 aerosol distributors 15, from which H202 aerosol nozzles 16 pass through the hood 1 into the interior of the sterile room, as shown in FIG.
  • the H 2 O 2 aerosol nozzles 16 reach down to just above the packs P.
  • the H 2 O 2 aerosol nozzles 16 terminate in a tunnel plate 17 to prevent unnecessary spreading of the H 2 O 2 aerosol nozzles 16
  • a plurality of air guide elements for producing a downwardly oriented laminar sterile air flow are now arranged below the hood 1.
  • a first air guide 18, which has an L-shaped cross-section and together with the bottom of the hood 1 a sterile chamber 19 is formed.
  • the sterile chamber 19 is separated to the right by a partition wall 21 of the subsequent filling zone D.
  • the filling zone D is also equipped with an air guiding element 22, which forms a sterile chamber 23 together with the dividing wall 21 and the underside of the hood 1. In it is in the top right in cross section
  • Pre-distribution element 24 to recognize, which will be described in more detail.
  • the sterile chamber 23 is bounded by the partition 25.
  • the closure zone E also has an air guide element 26 and a pre-distributor element 27.
  • the exact arrangement and function of the air guide elements 18, 22, 26 and pre-distributor elements 20, 24, 27 will be described below with reference to the other figures.
  • Fig. 2 shows first a vertical section through the device according to the invention along the line III-III in the preheating A in the transport direction of the packages P.
  • hood according to the invention of the in Figs. 1 and 2 only the outer frame 2 was visible, down through a
  • Sterilluftstutzen 4 can be seen (in a sectional view) the already mentioned sterile air distributor 5, from which a plurality of supply lines go out to lead the hot sterile air to the consumers.
  • the section in Fig. 3 passes exactly through the two provided on this side of the hood 1 ports 13, of which lead the three preheating 14 to immediately above the open-topped packs P to heat them with superheated steam or with hot air. 3 also shows three tunnel plates 17, which extend above the lines L4 to L6 shown in the region of the subsequent degermination zone D above the clear opening of the packs P in order to minimize unnecessary spreading of the H2O2 in the interior of the sterile room. Finally, one recognizes in Fig. 3 nor the vertically upwardly bent wall of the air guide 18, which represents the boundary to the drying zone C.
  • Fig. 4A shows a vertical section through the drying zone C along the line IV-IV in Fig. 1.
  • the horizontal floor can be seen.
  • This is with a variety of unspecified holes provided and preferably formed as a perforated plate, which represents the lower boundary of the sterile chamber 19.
  • the pre-distributor 20 can be seen, which is designed as a U-shaped profile sheet and is also provided with a plurality of rows of holes. In this, however, no holes are present immediately below the sterile air nozzle 4 to there, as already described, corresponding impact zones PZ
  • Air guide element 22 supplied sterile air fills the entire sterile chamber 23 and leads through the evenly-perforated bottom of the air guide 22 to form a "sterile air curtain" underneath, which is to prevent germs approaching from below the openings of the packs P or internals inside the sterile room
  • cover panels 28 extending in the transport direction of the packs P are visible, which are fastened with hooks 29 to the partition wall 25 extending vertically behind it.
  • sterile air nozzle 4 for the supply of sterile air, first in the pre-distributor 27 and from there - evened on the entire width of the device - in the arranged below the air guide element 26th Again, the air guide 26 ensures that the hot sterile air is evenly directed downwards and leads to a laminar flow.
  • the Closing devices themselves are not shown, you can see here already closed packages P '.
  • Fig. 7 finally shows that the parallel to the transport direction of the packs P extending walls of the device whose housing is shown here schematically as a rectangle 30, as, preferably transparent, discs 31 are formed and that in each disc 31 and / or on the housing 30 of the device, a circumferential groove 32 is present, which communicates with at least one pre-distributor 20 in connection. In this way, it is reliably achieved that no germs in any leaks between the housing 30 and disc 31 can penetrate through the pressure prevailing in the annular groove 32 overpressure.

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Abstract

Dargestellt und beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter mit einer Vorwärmzone (A), einer Entkeimungszone (B), einer Trocknungszone (C), einer Füllzone (D) und einer Verschließzone (E), die einen Sterilraum bilden und unmittelbar zueinander benachbart angeordnet sind und nach oben von einer Haube (1) verschlossen werden, die die notwendigen Versorgungselemente und -leitungen aufnimmt. Um ein Eindringen von Keimen in die die Behandlungszonen durchlaufenen oben offenen Packungen sowie in den von den Behandlungszonen gebildeten Sterilraum zuverlässig auszuschließen, ist vorgesehen, dass im Sterilraum unterhalb der Haube (1) im Wesentlichen horizontal verlaufende und eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende Luftleitelemente (18, 22, 26) vorgesehen sind und dass diesen von oben durch die Haube (1) Sterilluft zugeführt wird, so dass sich unterhalb der Luftleitelemente (18, 22, 26) eine gleichmäßig nach unten verlaufende laminare Strömung ausbildet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter mit einer
Vorwärmzone, einer Entkeimungszone, einer Trocknungszone, einer Füllzone und einer Verschließzone, die einen Sterilraum bilden und unmittelbar zueinander benachbart angeordnet sind und nach oben von einer Haube verschlossen werden, die die notwendigen Versorgungselemente und -leitungen aufnimmt. Bei der Abfüllung insbesondere flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter muss aus hygienischen und haltbarkeitstechnischen Gründen stets eine besondere
Aufmerksamkeit auf die Sterilisierung gerichtet werden. Die eigentliche Entkeimung erfolgt dabei nach bekannten Verfahren, bei denen die zu entkeimenden Flächen der noch offenen Packungen, bevorzugt Karton/Kunststoff- Verbundpackungen, einen vorbestimmten Zeitraum mit einem Entkeimungsmittel in Kontakt treten müssen, welches anschließend, also vor dem eigentlichen Füllvorgang, wieder von der
Packungsoberfläche entfernt werden muss (DE 30 36 972 C2).
Um diesen Entkeimungsvorgang möglichst wirtschaftlich zu gestalten, ist man dazu übergegangen, als Entkeimungsmittel H2O2, also Wasserstoffperoxid, zu verwenden. Eine optimale Wirkung wird dann erreicht, wenn die zu befüllenden Packungen in einer ersten Zone (Vorwärmzone) erhitzt werden, um die Sterilisierung möglichst schnell und effizient durchführen zu können. Die kontinuierlich fortbewegten
Packungen werden von der Vorwärmzone in die nachgeschaltete Entkeimungszone transportiert, wo die Benetzung mit dem Entkeimungsmittel, vorzugsweise H2O2, erfolgt. Das flüssige H2O2 wird dazu mittels heißer Druckluft oder Heißdampf zu einem H202-Aerosol zerstäubt, damit keine größeren und schwereren Tröpfchen sich auf der Packungsoberfläche niederschlagen können, welche beim anschließenden Spülvorgang nicht mehr ohne Weiteres entfernt werden könnten.
Es hat sich gezeigt, dass die kurzfristige Benetzung mit dem H202-Aerosol unter einer heißen Atmosphäre zur zuverlässigen Abtötung vorhandener Keime ausreicht. Durch die Vorwärmung der offenen Packungen wird eine Kondensation von Aerosol- Tröpfchen zuverlässig ausgeschlossen. Um nun das H202-Aerosol wieder aus den Packungen zu entfernen, durchlaufen die Packungen eine weitere Zone, die
sogenannte Trocknungszone. In dieser Zone werden die Packungen bei
Atmosphärendruck mit heißer Sterilluft durchspült. Anschließend erfolgt in einer Füllzone die eigentliche Befüllung der Packungen mit gleichfalls bekannten Mitteln. Abschließend werden die befüllten Packungen unmittelbar nach dem Füllvorgang in einer Verschließzone verschlossen. Da in allen zuvor genannten fünf Zonen sterile Bedingungen herrschen müssen, sind die einzelnen Zonen nach außen weitgehend abgeschottet, um die Packungen innerhalb einer keimtötenden Atmosphäre transportieren zu können. Obwohl sich der Einsatz von H2O2 zur Entkeimung bewährt hat, muss bei den eingesetzten
Füllmaschinen darauf geachtet werden, dass, einerseits aus wirtschaftlichen Gründen und andererseits aus gesundheitlichen Gründen (Wasserstoffperoxid ist ein starkes Oxydationsmittel) von der H202-Atmosphäre nichts in den Raum, in dem sich die Füllmaschine befindet, gelangt.
Da die einzelnen Zonen nach unten und insbesondere in Transportrichtung der Packungen stets nur unzureichend abgedichtet werden können, weil die oben offenen Packungen die Vorrichtung kontinuierlich mittels dieser aufnehmenden Zellenketten durch die Vorrichtung bewegt werden, ist ein schleusenartiges Verschließen von Zulauf und Auslauf nicht möglich. In der gattungsgemäßen Vorrichtung zum
Sterilisieren (EP 0 726 203 Bl) ist daher bereits vorgeschlagen worden, alle fünf genannten Zonen zu einem einzigen Sterilraum zusammenzulegen und diesen mit einem gemeinsamen abnehmbaren Deckel zu verschließen, welcher einen Hohlraum besitzt, in dem die Verteil- und Versorgungselemente untergebracht sind. Der grundlegenden Problematik der ständig endlos zugeführten zu befüllenden
Packungen unterliegt jedoch auch diese bekannte Vorrichtung. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und vorher näher beschriebene Vorrichtung zum Sterilisieren so auszugestalten und
weiterzubilden, dass ein Eindringen von Keimen in die die Behandlungszonen durchlaufenen offenen Packungen sowie in den von den Behandlungszonen gebildeten Sterilraum zuverlässig ausgeschlossen ist. Darüber hinaus ist ein konstruktiv einfacher Aufbau der Vorrichtung erwünscht, um auch den stets notwendigen Aufwand für die Reinigung und Wartung zu minimieren.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass unterhalb der Haube im Wesentlichen horizontal verlaufende und eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende Luftleitelemente vorgesehen sind und dass diesen von oben durch die Haube Sterilluft zugeführt wird, so dass sich unterhalb der Luftleitelemente eine gleichmäßig nach unten verlaufende laminare Strömung [„laminar flow") ausbildet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Staub oder Keime, welche über die Transportketten ins Innere der Vorrichtung gelangen könnten, dort keine Möglichkeit haben gegen die laminare Strömung aufzusteigen. Somit verbleiben sie im unteren Bereich der Vorrichtung bzw. werden sie von dort aus weiter nach unten aus der Vorrichtung heraus transportiert.
Nach einer bevorzugten Lehre der Erfindung sind die Luftleitelemente wenigstens im Bereich der Trocknungszone, Füllzone und Verschließzone angeordnet. Dabei können die Luftleitelemente zonenweise unterschiedlich ausgebildet sein. Hierbei kann einerseits eine Anpassung an die ohnehin vorbestimmte Größe der jeweiligen Zone erfolgen und andererseits aber auch eine konkrete Orientierung der laminaren Strömung in Abhängigkeit von der Zone und der darin befindlichen Leitungen erfolgen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind an den Zonenbegrenzungen sich von der Haube nach unten bis zum jeweiligen Luftleitelement vertikal
erstreckende Trennwände vorgesehen, welche die einzelnen Zonen im oberen Bereich des Sterilraums voneinander abschotten und damit einen horizontalen Austausch von Luft ausschließen, wodurch die Ausbildung einer gleichmäßig nach unten gerichteten laminaren Strömung weiter verbessert wird. Auf diese Weise kann für jede einzelne Zone eine Sterilluftkammer ausgebildet sein.
Versuche haben ergeben, dass es besonders zweckmäßig ist, wenn nach einer weiteren Lehre der Erfindung in jeder Sterilluftkammer wenigstens ein die gesamte Breite der Vorrichtung überspannendes Vorverteilerelement angeordnet ist, dem die Sterilluft über durch die Haube vertikal verlaufende Zuführrohre zugeführt wird. Dabei kann jedes Vorverteilerelement wenigstens an seinem horizontalen Boden eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, um die zugeführte Luft nach unten in die jeweilige Sterilluftkammer hindurchzulassen. Das Vorverteilerelement kann beispielsweise aus einem U-förmigen Blech bestehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in jedem Vorverteilerelement unterhalb der Zuführrohre eine als Prallzone wirkende nicht mit Öffnungen versehene Struktur, wie beispielsweise eine Prallplatte, vorgesehen ist. Eine solche Prallzone sorgt dafür, dass die der Vorverteilerkammer mit leichtem Überdruck zugeführte Sterilluft sich zunächst horizontal innerhalb des Vorverteilers ausbreitet und dann gleichmäßig über die gesamte Breite der
Vorrichtung an die Sterilluftkammer abgegeben wird.
Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Öffnungen in den
Luftleitelementen und/oder den Vorverteilerelementen ein- und/oder ausgangsseitig angefast sind, um Turbulenzen in der Sterilluft beim Durchtritt durch diese Öffnungen zu minimieren oder möglichst völlig zu vermeiden. Nach einer weiteren Lehre der Erfindung sind sämtliche Öffnungen in den
Luftleitelementen und/oder Vorverteilerelementen gleichmäßig verteilt angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung dieser Elemente. Es ist jedoch auch möglich, dass die Öffnungen in bestimmten Bereichen kleiner oder größer ausgeführt sind oder aber auch mehr oder weniger konzentriert angeordnet sein können, um den Geometrieverhältnissen in den einzelnen Zonen (durch Einbauten etc.) Rechnung tragen zu können.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Luftleitelemente und/oder Vorverteilerelemente als Lochbleche ausgeführt sind. Es ist jedoch auch möglich, Wabenbleche oder dergleichen zu verwenden. Bevorzugt bestehen die Luftleitelemente bzw. Vorverteilerelemente aus Edelstahl.
Alternativ ist es auch denkbar, dass die Luftleitelemente und/oder
Vorverteilerelemente als Gitterstrukturen oder dergleichen ausgebildet sind.
Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Luftleitelemente und/oder Vorverteilerelemente mittels Haltebügeln oder Spangen an der Haube lösbar befestigt sind. Dazu können die Luftleitelemente und/oder Vorverteilerelemente mit Ösen oder Haken versehen sein, welche mit den Haltebügeln oder Spangen korrespondieren. Durch entsprechende Anordnung der Halteelemente an den Luftleitelementen oder Vorverteilerelementen kann sichergestellt werden, dass diese nur in der richtigen Ausrichtung in der Vorrichtung befestigt werden können. Nach einer weiteren bevorzugten Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass die parallel zur Transportrichtung der Packungen verlaufenden Wandungen der
Vorrichtung als durchsichtige Scheiben ausgebildet sind und dass in jeder Scheibe und/oder am Gehäuse der Vorrichtung eine umlaufende Nut vorhanden ist, die mit wenigstens einem der Vorverteilerelemente in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die zwischen Haube und Vorverteilerelement entstehende Vorverteilerkammer, welche an beiden Stirnseiten offen ist, die weitere Aufgabe übernehmen, die umlaufende Ringnut mit unter leichtem Überdruck stehender Sterilluft zu versorgen. Auf diese Weise entsteht eine Barriere, die ein Eindringen keimbehafteter Luft ins Innere der Vorrichtung wirksam verhindert. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter, umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Sterilisieren bei der Abfüllung
vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter mit einer
Vorwärmzone, einer Entkeimungszone, einer Trocknungszone, einer Füllzone und einer Verschließzone, die einen Sterilraum bilden und unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und nach oben von einer Haube verschlossen werden, die die notwendigen Versorgungselemente und
-leitungen aufnimmt;
b) Bereitstellen von wenigstens einem zu einer Packung formbaren Zuschnitt oder Packungsmantel.
Für dieses Verfahren wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die wenigstens eine aus einem formbaren Zuschnitt oder Packungsmantel geformte oben offenen Packung diskontinuierlich oder kontinuierlich durch die Vorwärmzone, die Entkeimungszone, die Trocknungszone, die Füllzone und die Verschließzone transportiert wird und dabei kontinuierlich mit einer gleichmäßig nach unten verlaufenden laminaren Strömung aus Sterilluft beaufschlagt wird. Bevorzugt wird für das Verfahren in Schritt a) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung weist die laminare Sterilluft-Strömung wenigstens abschnittsweise einen Überdruck von 0,12 bar bis 0,55 bar, vorzugsweise von 0,18 bar bis 0,32 bar, auf. Der zuvor genannte Überdruck wird dabei innerhalb der Sterilkammer beispielsweise mit Hilfe eines Prandtl'sches Staurohrs gemessen. Schließlich ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vogesehen, dass die wenigstens eine Packung mit einer Transportgeschwindigkeit von 0,8 m/s bis 3,0 m/s, vorzugsweise mit 1,2 m/s bis 1,8 m/s, durch die Zonen transportiert wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Haube einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 2 die Haube aus Fig. 1, oben offen, in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 die Vorwärmzone der Vorrichtung im Vertikalschnitt entlang der Linie
III-III in Fig. 1,
Fig. 4A die Trocknungszone der Vorrichtung im Vertikalschnitt entlang der
Linie IV-IV in Fig. 1,
Fig. 4B den Gegenstand aus Fig. 4A in perspektivischer Darstellung,
Fig. 5 die Füllzone der Vorrichtung im Vertikal schnitt entlang der Linie V-V in
Fig. 1,
Fig. 6 die Verschließzone der Vorrichtung im Vertikalschnitt entlang der Linie
VI-VI in Fig. 1 und in schematischer Darstellung eine seitlich an der Vorrichtung
aufgesetzte Abdeckscheibe. In Fig. 1 ist eine Haube 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter in Seitenansicht dargestellt. Dort sind, nacheinander von links nach rechts, die einzelnen von zu befüllenden Packungen P durchlaufenen Zonen, nämlich Vorwärmzone A, Entkeimungszone B, Trocknungszone C, Füllzone D und Verschließzone E dargestellt. Der von einzelnen Zonen A, B, C, D, E gebildete Sterilraum wird von einem
umlaufenden, nicht dargestellten Gehäuse begrenzt. Nach oben wird der Sterilraum erfindungsgemäß durch die Haube 1 begrenzt, von der nur ein umlaufender Rahmen 2 und eine Abdeckung 3 erkennbar sind. Wie bereits aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannt, sind innerhalb der Haube 1 sämtliche Versorgungselemente enthalten. Der ,Sterilraum' ist nach unten nicht konstruktiv begrenzt, seine untere
Ausdehnung muss jedoch bis unterhalb der oben offenen Packungen P reichen und ist in Fig. 1 mit der strichpunktierten Linie SH angedeutet.
Erfindungsgemäß wird nun durch Sterilluftrohre, welche durch die Haube 1 hindurchreichen und von denen nur oben herausragende Sterilluftstutzen 4
erkennbar sind, Sterilluft dem Sterilraum unterhalb der Haube 1 zugeführt. Die Sterilluftstutzen 4 werden über [nicht dargestellte) Schläuche mit Sterilluft versorgt. Die Versorgungselemente umfassen - in Fig. 1 von links nach rechts - einen Verteiler 5 für heiße Sterilluft, einen H202-Verteiler 6, einen Sterilluftverteiler 7, zwei
Füllanschlüsse 8 mit darunter angeordneten Fülldüsen 9 und einen
Heißdampfverteiler 10.
Die vorgenannten Versorgungselemente sind in der perspektivischen Darstellung in Fig. 2, in der die Haube 1 oben offen dargestellt ist, deutlich besser erkennbar. Hier sind auch (nicht näher bezeichnete) Versorgungsleitungen zu erkennen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Sterilisieren von oben offenen Packungen P, welche der Vorrichtung entlang sechs parallelen Linien LI bis L6 durch eine
Außenwandung 11 mit im Ausführungsbeispiel sechs Einschnitten 12 zugeführt werden. Vorwärmanschlüsse 13 stehen in Verbindung mit entsprechenden Vorwärmdüsen 14, durch welche die oben offenen Packungen P mit Heißluft oder Heißdampf ausgespült werden, um diese zu erhitzen, damit ein Kondensieren von Sterilisierflüssigkeit im Inneren der Packung P zuverlässig ausgeschlossen wird.
Aus Fig. 2 lässt sich ferner entnehmen, dass unter den drei jeweils für zwei Linien LI, L2; L3, L4 und L5, L6 bestimmten H202-Verteilern 6 jeweils H202-Aerosol-Verteiler 15 angeordnet sind, von denen H202-Aerosol-Düsen 16 durch die Haube 1 in das Innere des Sterilraums führen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die H202-Aerosol-Düsen 16 reichen hinunter bis kurz oberhalb der Packungen P. Die H202-Aerosol-Düsen 16 enden in einem Tunnelblech 17, um die unnötige Ausbreitung des
Wasserstoffperoxids im Sterilraum zu minimieren.
Erfindungsgemäß sind nun unterhalb der Haube 1 mehrere Luftleitelemente zum Erzeugen einer nach unten gerichteten laminaren Sterilluftströmung angeordnet. In der Trocknungszone C erkennt man in Fig. 1 ein erstes Luftleitelement 18, das einen L-förmigen Querschnitt aufweist und gemeinsam mit der Unterseite der Haube 1 eine Sterilkammer 19 ausbildet. Im inneren der Sterilkammer 19 erkennt man links oben ein Vorverteilerelement 20, dessen Funktion weiter unten näher beschrieben wird. Die Sterilkammer 19 ist nach rechts durch eine Trennwand 21 von der nachfolgenden Füllzone D abgetrennt. Auch die Füllzone D ist mit einem Luftleitelement 22 ausgestattet, welches gemeinsam mit der Trennwand 21 und der Unterseite der Haube 1 eine Sterilkammer 23 bildet. Darin ist oben rechts in Querschnitt ein
Vorverteilerelement 24 zu erkennen, das auch noch näher beschrieben wird. Nach rechts ist die Sterilkammer 23 von der Trennwand 25 begrenzt.
Man erkennt in Fig. 1 ferner, dass auch die Verschließzone E über ein Luftleitelement 26 und ein Vorverteilerelement 27 verfügt. Die genaue Anordnung und Funktion der Luftleitelemente 18, 22, 26 und Vorverteilerelemente 20, 24, 27 wird nachfolgend anhand der weiteren Figuren beschreiben. In der perspektivischen Darstellung in Fig. 2 ist die sich unterhalb der Luftleitelemente 18, 22, 26 einstellende laminare Sterilluft-Strömung durch Pfeile angedeutet. Fig. 3 zeigt zunächst einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der Linie III- III in der Vorwärmzone A in Transportrichtung der Packungen P. Hier erkennt man zunächst, dass die erfindungsgemäße Haube, von der in den Fig. 1 und 2 nur der äußere Rahmen 2 zu erkennen war, nach unten durch ein
durchgehendes Blech abgeschlossen ist, welches im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Rahmen 2 ausgebildet ist.
Darauf aufliegend erkennt man eine Abdeckung 3, welche von außen zur Mitte der Vorrichtung hin aufsteigt. Vor dem (in dieser Zone noch nicht relevanten)
Sterilluftstutzen 4 erkennt man (in geschnittener Darstellung) den bereits erwähnten Sterilluftverteiler 5, von dem eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen ausgehen, um die heiße Sterilluft zu den Verbrauchern zu führen.
Der Schnitt in Fig. 3 verläuft genau durch die beiden auf dieser Seite der Haube 1 vorgesehenen Anschlüsse 13, von denen die drei Vorwärmdüsen 14 bis unmittelbar über die oben offenen Packungen P führen, um diese mit Heißdampf oder mit heißer Luft zu erwärmen. In Fig. 3 erkennt man ferner drei Tunnelbleche 17, welche über den gezeigten Linien L4 bis L6 im Bereich der nachfolgenden Entkeimungszone D oberhalb der lichten Öffnung der Packungen P verlaufen, um ein unnötiges Ausbreiten des H2O2 im Inneren des Sterilraums zu minimieren. Schließlich erkennt man in Fig. 3 noch die vertikal nach oben abgekantete Wandung des Luftleitelements 18, die die Grenze zur Trocknungszone C darstellt.
Fig. 4A zeigt einen Vertikalschnitt durch die Trocknungszone C entlang der Linie IV-IV in Fig. 1. Hier erkennt man zunächst die beiden Heißluftverteiler 7, von denen drei Heißluftdüsen 7' nach unten bis über den Mündungsbereich der offenen Packungen P geführt sind. Vom Luftleitelement 18 ist hier der waagerecht verlaufende Boden zu erkennen. Dieser ist mit einer Vielzahl von nicht näher bezeichneten Löchern versehen und bevorzugt als Lochblech ausgebildet, das die untere Begrenzung der Sterilkammer 19 darstellt. Im oberen Bereich der Sterilkammer 19 ist unterhalb der Haube 1 das Vorverteilerelement 20 zu erkennen, welches als U-förmiges Profilblech ausgeführt ist und gleichfalls mit einer Vielzahl von Lochreihen versehen ist. Bei diesem sind jedoch unmittelbar unterhalb den Sterilluftstutzen 4 keine Löcher vorhanden, um dort, wie bereits beschrieben, entsprechende Prallzonen PZ
auszubilden. Schließlich erkennt man noch die die Sterilkammer 19 nach hinten abschließende Trennwand 21, welche die Grenze zur sich anschließenden Füllzone D darstellt. Die Anordnung der vorgenannten Konstruktionselemente lässt sich in der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 4B noch deutlicher erkennen. Dies gilt insbesondere für das Luftleitelement 18 und das Vorverteilerelement 20.
Fig. 5 zeigt nun einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1 im Bereich der Füllzone D. Hier sind die Packungen P bereits gefüllt. Die von oben über die Sterilluftstutzen 4 zunächst über das Vorverteilelement 24 mit entsprechender Prallzone PZ dem
Luftleitelement 22 zugeführte Sterilluft füllt die gesamte Sterilkammer 23 aus und führt durch den gleichmäßig gelochten Boden des Luftleitelements 22 zu einem sich darunter bildenden„Sterilluftvorhang", der verhindern soll, dass Keime sich von unten den Öffnungen der Packungen P oder Einbauten im Inneren des Sterilraums nähern können. Um auch die Füllzone D weitestgehend nach unten abzuschließen, erkennt man sich in Transportrichtung der Packungen P erstreckende Abdeckbleche 28, welche mit Haken 29 an der sich dahinter vertikal erstreckenden Trennwand 25 befestigt sind. Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in Fig. 1, also im Bereich der Verschließzone E. Auch in diesem Bereich sorgen Sterilluftstutzen 4 für das Zuführen von Sterilluft, zunächst in das Vorverteilerelement 27 und von dort - auf die gesamte Breite der Vorrichtung vergleichmäßigt - in das darunter angeordnete Luftleitelement 26. Auch hier sorgt das Luftleitelement 26 dafür, dass die heiße Sterilluft gleichmäßig nach unten gerichtet wird und zu einer laminaren Strömung führt. Die Verschließeinrichtungen selbst sind nicht gezeigt, man erkennt hier bereits verschlossene Packungen P'.
Aus Fig. 7 geht schließlich hervor, dass die parallel zur Transportrichtung der Packungen P verlaufenden Wandungen der Vorrichtung, deren Gehäuse hier schematisch nur als Rechteck 30 dargestellt ist, als, bevorzugt durchsichtigen, Scheiben 31 ausgebildet sind und dass in jeder Scheibe 31 und/oder am Gehäuse 30 der Vorrichtung eine umlaufende Nut 32 vorhanden ist, die mit wenigstens einem Vorverteilerelement 20 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird zuverlässig erreicht, dass durch den in der Ringnut 32 herrschenden Überdruck keine Keime in etwaige Undichtigkeiten zwischen Gehäuse 30 und Scheibe 31 eindringen können.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger
Lebensmittel in Packungsbehälter mit einer Vorwärmzone (A), einer
Entkeimungszone (B), einer Trocknungszone (C), einer Füllzone (D) und einer Verschließzone (E), die einen Sterilraum bilden und unmittelbar zueinander benachbart angeordnet sind und nach oben von einer Haube (1) verschlossen werden, die die notwendigen Versorgungselemente und -leitungen aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass
im Sterilraum unterhalb der Haube (1) im Wesentlichen horizontal verlaufende und eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende Luftleitelemente (18, 22, 26) vorgesehen sind und dass diesen von oben durch die Haube (1) Sterilluft zugeführt wird, so dass sich unterhalb der Luftleitelemente (18, 22, 26) eine gleichmäßig nach unten verlaufende laminare Strömung ausbildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente (18, 22, 26) wenigstens im Bereich der Trocknungszone (C), Füllzone (D) und Verschließzone (E) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente (18, 22, 26) zonenweise unterschiedlich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den Zonenbegrenzungen (B/C, C/D, D/E) sich vertikal von der Haube (1) nach unten erstreckende Trennwände (21, 25) vorgesehen sind. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
für jede Zone (C, D, E) eine Sterilkammer (19, 23, 26) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
in jeder Sterilkammer (19, 23, 26) wenigstens ein die gesamte Breite der
Vorrichtung überspannendes Vorverteilerelement (20, 24, 27) angeordnet ist, in welches die Sterilluft über durch die Haube (1) vertikal verlaufende Zuführrohre zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Vorverteilerelement (20, 24, 27) wenigstens an seinem horizontalen Boden eine Vielzahl von Öffnungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in jedem Vorverteilerelement (20, 24, 27) unmittelbar unterhalb der Zuführrohre eine als Prallzone (PZ) wirkende, nicht mit Öffnungen versehene, Struktur vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnungen ein- und/oder ausgangsseitig angefast sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnungen gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnungen in bestimmten Bereichen kleiner oder größer ausgeführt sind bzw. mehr oder weniger konzentriert angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente (18, 22, 26) und/oder Vorverteilerelemente (20, 24, 27) als Lochbleche ausgeführt sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente und/oder Vorverteilerelemente als Wabenbleche ausgeführt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente (18, 22, 26) und/oder Vorverteilerelemente (20, 24, 27) aus Edelstahl bestehen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente und/oder Vorverteilerelemente als Gitterstrukturen ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente (18, 22, 26) und/oder Vorverteilerelemente (20, 24, 27) mittels Haltebügeln an der Haube (1) lösbar befestigt sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftleitelemente [18, 22, 26) und/oder Vorverteilerelemente (20, 24, 27) mittels Spangen an der Haube lösbar befestigt sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die parallel zur Transportrichtung der Packungen (P) verlaufenden Wandungen der Vorrichtung als Scheiben (31) ausgebildet sind und dass in jeder Scheibe (31) und/oder am Gehäuse (30) der Vorrichtung eine umlaufende Nut (32) vorhanden ist, die mit wenigstens einem Vorverteilerelement (20) in Verbindung steht.
19. Verfahren zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger
Lebensmittel in Packungsbehälter umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Sterilisieren bei der Abfüllung
vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter mit einer Vorwärmzone (A), einer Entkeimungszone (B), einer Trocknungszone (C), einer Füllzone (D) und einer Verschließzone (E), die einen Sterilraum bilden und unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und nach oben von einer Haube (1) verschlossen werden, die die notwendigen Versorgungselemente und -leitungen aufnimmt;
b) Bereitstellen von wenigstens einem zu einer Packung formbaren Zuschnitt oder Packungsmantel;
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine aus einem formbaren Zuschnitt oder Packungsmantel geformte oben offenen Packung (P) diskontinuierlich oder kontinuierlich durch die Vorwärmzone (A), die Entkeimungszone (B), die Trocknungszone (C), die Füllzone (D) und die Verschließzone (E) transportiert wird und dabei
kontinuierlich mit einer gleichmäßig nach unten verlaufenden laminaren
Strömung aus Sterilluft beaufschlagt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt a) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 bereitgestellt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
die laminare Strömung wenigstens abschnittsweise einen Überdruck von 0,12 bar bis 0,55 bar, vorzugsweise von 0,18 bar bis 0,32 bar, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Packung (P) mit einer Transportgeschwindigkeit von 0,8 m/s bis 3,0 m/s, vorzugsweise mit 1,2 m/s bis 1,8 m/s, durch die Zonen (A, B, C, D, E) transportiert wird.
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