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Dokumentenidentifikation DE68904239T2 06.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0342485
Titel Verfahren zum Sterilisieren von Schichtmaterial für Verpackungszwecke.
Anmelder Toppan Printing Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Shimamura, Etsuo, Sashima-gun Ibaraki-ken, JP;
Kawamura, Yuji, Tokyo, JP;
Yuzawa, Atsushi, Kasukabe-shi Saitama-ken, JP;
Ito, Sukenori, Fuchu-shi Tokyo, JP;
Adachi, Takuya, Koshigaya-shi Saitama-ken, JP;
Takada, Masaaki, Kitakatsushika-gun Saitama-ken, JP
Vertreter Tiedtke, H., Dipl.-Ing.; Bühling, G., Dipl.-Chem.; Kinne, R., Dipl.-Ing.; Pellmann, H., Dipl.-Ing.; Grams, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Aktenzeichen 68904239
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 09.05.1989
EP-Aktenzeichen 891083347
EP-Offenlegungsdatum 23.11.1989
EP date of grant 07.01.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.05.1993
IPC-Hauptklasse B65B 55/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sterilisieren von Schichtmaterial für Verpackungszwecke zum Ausbilden eines Verpackungsbehälters, der eine Flüssigkeit aufnimmt wie Saft oder Milch, welche darin für eine lange Zeitperiode aufbewahrt wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Sterilisieren eines Verpackungsmaterials, das durch Formen eines langgestreckten hohlen Verpackungsmaterials, das eine Papierschicht enthält, in eine Hülse einer bestimmten Länge erhalten wird.

Es gibt zwei herkömmliche Verfahren zum Sterilisieren von Behältern.

Entsprechend dem ersten herkömmlichen Verfahren wird ein blattähnliches, endloses, geschichtetes Verpackungsmaterial, das eine Papierschicht enthält, mit Wasserstoffperoxid - Lösung (H&sub2;O&sub2;) sterilisiert, und die Wasserstoffperoxid - Lösung wird mit heißer Luft oder Ähnlichem getrocknet und entfernt. Das blattähnliche Verpackungsmaterial, das mit diesem Verfahren sterilisiert wurde, wird zu einem Rohr geformt, und ein Ende des Rohres wird dann dicht verschlossen. Eine bestimmte Flüssigkeit wird dann in das Rohr eingefüllt, und ein Abschnitt unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche wird dicht verschlossen ist. Das sich ergebende Verpackungsmaterial, das die Flüssigkeit darin enthält, wird an bestimmten Stellen durchgeschnitten, dabei erhält man einzelne Behälter, wobei jeder die Flüssigkeit enthält.

Entstprechend dem zweiten herkömmlichen Verfahren wird ein sterilisiertes, geschichtetes, endloses Verpackungsmaterial in Rohlinge geschnitten, wobei jeder eine bestimmte Länge hat. Es wird ein Behälter, der eine Öffnung und eine bestimmte Gestalt hat, aus jedem Rohling geformt. Eine Wasserstoffperoxidlösung wird in das Innere des Behälters gesprüht, um dessen innere Oberfläche zu sterilisieren. Der Behälter wird mit heißer Luft erhitzt und getrocknet, um die Wasserstoffperoxidlösung zu entfernen. Dann wird eine Flüssigkeit in den Behälter eingefüllt und der Behälter wird dicht verschlossen, wodurch ein Behälter, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, fertiggestellt wird.

Entsprechend dem ersten herkömmlichen Verfahren ist es leicht das Verpackungsmaterial zu sterilisieren. Außerdem werden Sterilisation, Trocknung, Füllen mit Flüssigkeit, Verschließen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche und das Durchschneiden durchgeführt, um die Flüssigkeit im Behälter dicht zu verschließen. Auch wenn ein Verpackungsmaterial ein Schichtmaterial ist, das eine Papierschicht enthält, ist die Flüssigkeit, die sich im Behälter befindet, nicht nachteilig von Schnittkanten und Papierstaub, der beim Schneiden entsteht, beeinflußt. Außerdem gibt es keinen oberen Leerraum für Luft, die innerhalb des Behälters verbleibt und sich im oberen Abschnitt des Behälters sammelt. Daher ist das erste herkömmliche Verfahren vorteilhaft bei langfristiger Konservierung. Ferner ist das erste herkömmliche Verfahren darin vorteilhaft, daß kein Wasserstoffperoxid in den gefalteten Abschnitten zurückbleibt, da das dicht verschlossene Verpackungsmaterial an bestimmten Stellen gefaltet ist, um einzelne Behälter auszubilden.

Die Gestalt der Verpackungsbehälter, die nach dem ersten herkömmlichen Verfahren hergestellt sind, ist auf eine quaderförmig Gestalt beschränkt, da die Flüssigkeit in das rohrähnliche Verpackungsmaterial eingefüllt wird und das Verpackungsmaterial dicht verschlossen und in eine bestimmte Gestalt geformt wird. Da die einzelnen Behälter erhalten werden, nachdem die Flüssigkeit in dem rohränlichen Behältermaterial dicht verschlossen wurde, muß das Verpackungsmaterial biegsam sein. Deshalb ist es schwierig den Verpackungsbehälter aus einem steifen Material auszubilden. Wenn aus diesem Grund eine große Menge Flüssigkeit in ein großes Verpackungsmaterial gefüllt wird, wird jeder einzelne Behälter durch das Gewicht der Flüssigkeit verformt. Deshalb eignet sich das erste herkömmliche Verfahren nicht zum Herstellen großer Behälter.

Da jeder einzelne Behälter dadurch ausgebildet wird, daß das Verpackungsmaterial unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit, die sich im Verpackungsmaterial befindet, dicht verschlossen wird, kann der obere Leerraum, der unvorteilhaft bei der Lebensmittelkonservierung ist, beseitigt werden. Doch es besteht die Befürchtung, daß enthaltene Flüssigkeit beim Zeitpunkt des Öffnens des Behälters ausläuft. Falls der Behälter für eine Flüssigkeit eingesetzt wird, die feste Bestandteile enthält wie Saft oder Suppe, können die festen Substanzen in den Verschlußabschnitten eingeschlossen werden und so ein unvollständiges Verschließen verursachen.

Entsprechend dem zweiten herkömmlichen Verfahren wird ein Behälter, der eine bestimmte Länge hat, sterilisiert und dann mit Flüssigkeit gefüllt. Auch wenn eine Flüssigkeit, die feste Substanzen enthält, darin abgefüllt wird, besteht keine Befürchtung, daß feste Substanzen in den Verschlußabschnitten eingeschlossen werden. Außerdem ist ein oberer Leerraum sichergestellt und die Flüssigkeit läuft nicht über, wenn der Behälter geöffnet wird.

Da jedoch entsprechend dem zweiten herkömmlichen Verfahren das verlängerte, endlose Verpackungsmaterial in Rohlinge, die eine bestimmte Länge haben, geschnitten wird, und ein Behälter aus jedem Rohling geformt wird, entsteht Papierstaub in den Rohlingen während des Schneidens des Verpackungsmaterials zu Rohlingen. Außerdem werden nicht sterilisierte Schnittkanten ausgebildet. Während des Formvorgangs eines leeren Behälters durch Falten des Verpackungsmaterials kann der Papierstaub an dem gefalteten Abschnitt eingeschlossen werden. Außerdem liegt an dem gefalteten Abschnitt die nichtsterilisierte Schnittkante zur Innenseite des Behälters frei. Aus diesem Grund ist es schwer, den Verpackungsbehälter in einem perfekten aseptischen Zustand zu erhalten. Der Verpackungsbehälter, der nach dem zweiten herkömmlichen Verfahren sterilisiert wurde, ist nicht zur Konservierung der Flüssigkeit für eine lange Zeitperiode geeignet.

In einem säulenförmigen Behälter, der aus einem rechtwinkligen Rohling geformt wurde und einen giebelförmigen oberen Abschnitt und einen flachen Bodenabschnitt hat, liegen die Schnittkanten nicht zur Innenseite des Behälters frei. Zu diesem Zweck wird eine Kante des Rohlings nach außen gebogen und der gefaltete Abschnitt wird auf der inneren Oberfläche der äußeren Kante dicht verschlossen. In diesem Behälter ist eine Stufe auf der inneren Oberfläche ausgebildet und die Wasserstoffperoxidlösung, die als Sterilisierungswirkstoff dient, tendiert dazu, auf dem Stufenabschnitt zu verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sterilisierungsverfahren für ein Verpackungsmaterial zu schaffen, welches so ausgebildet ist, daß Schichtmaterial für Verpackungszwecke, das eine Papierschicht enthält, in Rohlinge mit jeweils einer bestimmten Länge geschnitten wird, jeder Rohling gefaltet wird, um einen leeren Behälter auszubilden, eine Flüssigkeit in den leeren Behälter gefüllt wird, und der mit der Flüssigkeit gefüllte Behälter dicht verschlossen wird.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sterilisieren von hülsenähnlichem Verpackungsmaterial zu schaffen, bei dem keine Gefährdung durch zurückbleibenden Sterilisierungswirkstoff besteht.

Um die obigen Aufgaben der Erfindung zu lösen, umfaßt ein Verfahren zum Sterilisieren eines hülsenähnlichen Flüssigkeitsverpackungsrohling, der zwei offenen Enden hat und aus eine Papierschicht aufweisende Schichtmaterial hergestellt ist, die im unabhängigen Anspruch aufgeführten Schritte.

Erfindungsgemäß wird der Rohling in Sterilisierungswirkstoff getaucht und dann mit aseptischem Wasser gewaschen. Der gewaschene Rohling wird getrocknet, um das Wasser zu beseitigen.

Die Erfindung kann vollständiger verstanden werden durch die nachfolgende detailierte Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen:

Fig. 1 ist eine perspekivische Ansicht, die die gesamte Sterilisierungsvorrichtung zeigt, welche im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnug der Sterilisierungsvorrichtung aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 3A ist eine Frontansicht, die eine umlaufende Einheit zum Halten von Rohlingen zeigt;

Fig. 3B ist eine Seitenansicht der Einheit, die in Fig. 3A dargestellt ist;

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Teil der umlaufenden Einheit aus der in Fig. 1 dargestellten Sterilisierungsvorrichtung zeigt;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht, die einen Teilabschnitt aus Fig. 4 darstellt;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zusammenhang zwischen einer Waschstation und einer Sterilisierungswirkstoff - Enfernungsstation zeigt;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht , die einen fertigen Getränkebehälter darstellt, der mit der Sterilisierungsvorrichtung sterilisiert wurde;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen unteren Abschnitt des in Fig. 7 dargestellten Getränkebehälters, zeigt;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Abschnitt des in Fig. 7 dargestellten Getränkebehälters, zeigt

Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Sterilisierungsvorrichtung, die für die ununterbrochene Sterilisierung von Verpackungsmaterial geeignet ist; und

Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die eine Abwandlung einer Sterilisierungsvorrichtung zeigt, welche in Fig. 10 dargestellt ist.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Sterilisierungsvorrichtung, die bei einem Sterilisierungsverfahren entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet wird. Diese Sterilisierungsvorrichtung wird in aseptischen Verpackungsmaschinen zum Abpacken eines in Fig. 7 gezeigten Behälters 1 mit giebelförmigen Oberteil verwendet.

Eine Sterilisierungsvorrichtung 21 ist vollständug in einer aseptischen Kammer aufgenommen Hohle, säulenförmige Rohlinge 2 mit zwei offenen Enden werden von einer Zuführungsstation 22 ausgegeben, die in Fig. 1 auf der rechten Seite angeordnet ist. Jeder Rohling 2 wird in einer Sterilisierungsstation 23 sterilisiert, in einer Waschstation 24 gewaschen , und in einer Sterilisierungswirkstoff -Entfernungsstation 25 dem Entfernen des Sterilisierungswirkstoffs unterzogen, und in einer ersten und zweiten Heißluft - Trocknungsstation 26&sub1; und 26&sub2; getrocknet. Der getrocknete Rohling wird über eine Förderstation 27 zur nächsten Bearbeitung weitergeleitet.

In der Zuführungsstation 22 ist eine große Anzahl von Rohlingen flachgefaltet und auf einer geeigneten Unterlage gestapelt. Die flachen Rohlinge 2 werden aufeinanderfolgend von einer Saugnapfeinrichtung ( nicht dargestellt ) gegriffen und in einen hohlen säulenförmigen Rohling aufgefaltet. In Fig. 2 ist ein Pneumatikzylinder 28 zum Handhaben dieser Saugnäpfe dargestellt. Jeder hohle säulenförmige Rohling 2 wird der Sterilisierungsstation 23 durch eine seitlich angeordnete Zuführkette 29a zugeführt, welche seitliche Greifer aufweist,.

Die Sterilisierungsstation 23 enthält einen Sterilisierungsbehälter 30, der mit einer 35 Gew.-% Wasserstoffperoxidlösung gefüllt ist, die erhitzt z. B. auf ungefähr 80 ºC als Sterilisierungslösung dient, und eine endlos umlaufenden Einheit 31, die die Rohlinge 2 zirkulieren läßt, während sie in seitlicher Richtung gehalten werden.

Die umlaufende Einheit 31 ist bestens in den Fig. 3A, 3B, 4, und 5 dargestellt. Zum Beispiel ist eine Vielzahl von Gliederlaschen so verbunden, daß sie zwei parallele endlose Ketten bilden, und Haltebauteile 32 sind an der äußeren Lauffläche der Ketten an den Gliedern 31a angebracht. Die Bezugsnummern 51 bzw. 52 bezeichnen Ketten. Das Haltebauteil 32 umfasst vier Führungsschienen 33, von denen jede einen L-förmigen Abschnitt zum Führen der Ecken des Rohlings 2 hat, und ein Paar Träger 34 zur Befestigung der Führungsschienen 33. Löcher 34a und 34b,die in dem Paar Träger 34 ausgebildet sind, nehmen (nicht dargestellte) Haltestifte oder -Schrauben auf, um die Träger 34 an den Gliedern 31a der Ketten zu befestigen. Diese Löcher 34a und 34b sind ausgebildet um die Haltebauteile 32 zu veranlassen, die Rohlinge 2 mit einem Neigungswinkel von 2 bis 5º bezüglich der horizontalen Achse zu halten, wenn das Haltebauteil 32 an dem entsprechenden Befestigungsglied 31a befestigt ist. Die Führungsschienen 33 der Haltebauteile 32 sind auf dem rechten Einlaßabschnitt ausgestellt, wie in Fig. 4 dargestellt, so daß die seitlich angeordnete Zuführkette 29a die weiche Zuführung des Rohlings bewirkt.

Da die umlaufende Einheit 31 intermittierend von geeigneten Antriebskettenräder 36 gedreht wird, welche auf einer Antriebswelle 35 befestigt sind, die oberhalb des Sterilisierungstanks 30, in einer in Fig. 1 durch einen Pfeil gezeigten Richtung werden die Rohlinge 2 aufeinanderfolgend in die Sterilisierungslösung des Sterilisierungstanks 30 eingetaucht und aufeinanderfolgend daraus entnommen. Da jeder Rohling 2 zwei offene Enden hat und in die Sterilisierungslösung eingetaucht wird, während der Rohling 2 bezüglich der horizontalen Achse geneigt ist, kann die Sterilisierungslösung hervorragend die innere Oberfläche des Rolings 2 erreichen. Daher kann ungleichförmige Sterilisierung aufgrund Anhaften von Blasen oder Ähnlichem verhindert werden. Außerdem fließt die Sterilisierungslösung , wenn der Rohling 2 aus der Sterilisierungslösung entnommen wird, aus der Innenseite des Rohlings, und die im Rohling zurückbleibende Sterilisierungslösung kann verringert werden.

Die sterilisierten Rohlinge 2 werden durch die seitlichen Zuführketten 29b und 29c über die installierten Führungsschienen 33 der Waschstation 24 zugeführt.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist ein Waschbehälter 37, der eine Waschlösung enthält, in der Waschstation angebracht. Wenn die umlaufende Einheit 31, die bewirkt, daß ein Haltebauteil 32 jeden Rohling 2 in geneigter Haltung auf die gleiche Art wie in der Sterilisierungsstation 23 aufnimmt, intermittierend von der Antriebswelle 35 und den Antriebskettenräder 36 gedreht wird, werden die Rohlinge 2 aufeinanderfolgend in eine Waschlösung des Waschbehälter 37 eingetaucht und daraus entnommen. Die Sterilisierungslösung, die an der Oberfläche jeden Rohlings 2 anhaftet, vermischt sich mit der Waschlösung.

Aseptisches Wasser, welches mit einem aseptischen Filter gefiltert wurde, ist in einer bestimmten Menge im Waschbehälter 37 bevorratet. Dieses aseptische Wasser kann auf 60ºC bis 80ºC erhitzt sein, um die Sterilisierungslösung gründlich zu entfernen.

Die Rohlinge 2, von denen die Sterilisierungslösung in der Waschstation 24 abgewaschen wurde, werden über eine seitliche Zuführkette 29d der Sterilisierungswirkstoff - Entfernungsstation 25 zugeführt, während die umlaufende Einheit 31 angehalten bleibt. Die Höhe der Rohlinge 2 an der Einlaßposition der Waschstation 24 ist vorzugsweise gegenüber der Auslaßposition der Waschstation 24 geändert, damit das Mischen des Sterilisierungswirkstoffs in den nachfolgenden Stationen verhindert wird. Eine Düse für aseptisches Wasser kann so angeordnet werden,daß aseptisches Wasser über die seitliche Zuführkette 29d gesprüht wird, damit Sterilisierungslösung, die an der seitlichen Zuführkette 29d haftet, abgewaschen wird, wodurch das Einbringen von Sterilisierungslösung in die nachfolgenden Stationen minimiert wird.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, umfasst die Sterilisierungs - Entfernungsstation 25 im dargestellten Ausführungsbeispiel vier radiale Dorne 38 in gleichwinkligen Abständen. In diesem Fall sind die Rohlinge 2 auf den vier radialen Dornen 38 aufgezogen. Die Dorne 38 werden intermittierend, in Synchronisation mit der Wirkungsweise der umlaufenden Einheit 31 der Waschstation 24, entlang einer Ebene parallel zu einer tieferliegenden Bewegungsebene der umlaufenden Einheit 31 gedreht. An einer Halteposition ist der Dorn, welcher der Waschstation 24 am nächsten liegt, bezüglich der horizontalen Ebene nach unten geneigt. Der äußere Endabschnitt dieses Dornes 38 passt mit dem Auslaß der Waschstation 24 zusammen, wodurch das Aufziehen der Rohlinge 2 ermöglicht wird.

Wie in Figur 6 am besten dargestellt ist, hat der Dorn 38 ein rechtwinkliges äußeres Ende 39. Der Rohling 2, der vom äußeren Ende her aufgezogen ist, wird von umgebenden Führungsschienen 40 gehalten. Eine Düse 38a für aseptische Luft ist am Umfang des äußeren Endes 39 ständig geöffnet. Deshalb werden, wenn der durch einen Greifer 41 von der seitlichen Zuführkette 29d gegriffene Rohling 2, auf einem der Dorne 38 aufgezogen wird, die Tröpfchen der Sterilisierungslösung von der Innenseite der Rohlinge 2 mit aseptischer Luft aus der Luftdüse 38a weggeblasen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 1 dargestellt, sind Düseneinheiten 41, mit der gleichen Eigenschaft wie oben beschrieben, zwischen der Sterilisierungstation 23 und der Waschstation 24 und zwischen der Waschstation 24 und der Sterilisierungswirkstoff - Entfernungsstation 25 angeordnet, um die aseptische Luft über die äußere Oberfläche des Rohlings 2 zu blasen, damit die Sterilisierungslösung von der äußeren Oberfläche des Rohlings 2 entfernt wird.

Die Düseneinheit 41 umfasst eine C-förmige dreiseitige Düse 41a, deren eine Seite offen ist, um die Bewegung der seitlichen Zuführkette 29d nicht zu stören, und eine stabähnliche Einseitendüse 41b, die an der Stelle angebracht ist, die der offenen Seite der C-förmigen dreiseitigen Düse 41a entspricht, wie in Fig. 6 gezeigt. Diese Düsen 41a und 41b sind an bestimmten Stellen der Vorrichtung an Konsolen 42a bzw. 42b befestigt. Aseptische Luft strömt ständig über die offenen Konsolen 42a und 42b, zu den inneren Fläche der Düsen 42a und 42b, so daß die Sterilisierungslösung von der äußeren Oberfläche des Rohlings entfernt wird.

Die Sterilisierungslösung wird von der äußeren Oberfläche eines jeden Rohlings 2 durch die Einrichtung der Düseneinheit 41 und deren innere Oberfläche durch die Einrichtung der Sterilisierungswirkstoff -Entfernungsstation 25 entfernt. Die sich ergebenden Rohlinge 2 werden mit einer seitlichen Zuführkette 29e der ersten Heißluft - Trocknungsstation 26&sub1; zugeführt. In der Heißluft - Trocknungsstation 26&sub1; werden die Rohlinge 2 mit einer umlaufenden Einheit 31, die die gleiche Anordnung aufweist wie in der Sterilisierungsstation 23 und der Waschstation 24, in einem Heißluft - Trocknungsbehälter 43 zirkuliert. Heiße Luft, die über Luftversorgungsrohren zugeführt wird, wird mittels Heißluftdüsen 45, die entlang des Transportweges der umlaufenden Einheit 31 angeordnet sind, von einer Öffnung eines jeden Rohlings 2 zur anderen Öffnung geblasen, wodurch die Rohlinge 2 getrocknet werden. Ein Detektor 46 ist im Trocknungsbehälter 43 angeordnet, um den Betrag von Wasserstoffperoxid - Lösung zu ermitteln, die in der Luft des Behälters 43 enthalten ist. Ob die Sterilisierungslösung wirkungsvoll auf dem Weg bis zur Sterilisierungswirkstoff - Entfernungsstation 26 entfernt wurde, wird durch ein Detektorsignal vom Detektor 46 entschieden. Die umlaufende Einheit 31 kann innerhalb des Trocknungsbehälters 43 der ersten Heißluft-Trocknungsstation 26&sub1; so zirkulieren, daß die Rohlinge 2 horizontal gehalten werden.

Jeder Rohling 2, der in der Heißluft - Trocknungsstation 26&sub1; von einer seiner Öffnungen zu dessen anderen Öffnung mit heißer Luft durchblasen wurde, wird mittels einer seitlichen Zuführkette 29f einer zweiten Heißluft - Trocknungsstation 26&sub2; zugeführt. Die Rohlinge 2 werden mit der umlaufenden Einheit 31 auf die gleiche Weise wie in der ersten Heißluft - Trocknugsstation 26&sub1; bewegt. Heiße Luft wird von der anderen Öffnung zur einen Öffnung eines jeden Rohlings geblasen, so daß die Rohlinge 2 nocheinmal getrocknet werden.

Die getrockneten Rohlinge 2 werden nun von der Rohling Förderstation 27 über eine seitliche Zuführkette 25g der nächsten Station zugeführt.

Die umlaufenden Einheiten 31 in der Sterilisierungsstation 23, der Waschstation 24 und der Trocknungsstationen 26&sub1; und 26&sub2; werden intermittierend von einer Antriebswelle 35 angetrieben. Die Dorne 38 der Sterilisierungswirkstoff - Entfernungsstation 25 und die jeweiligen seitlichen Zuführketten werden in Synchronisation mit der Bewegung der Antriebswelle 35 angetrieben. Somit kann die Übergabe der Rohlinge 2 von einer Station zur anderen Station stoßfrei erfolgen.

Gemäß dem Sterilisierungsverfahren des obigen Ausführungsbeispiels werden die Rohlinge 2 vollständig in die H&sub2;O&sub2; Lösung getaucht und perfekt sterilisiert. Die Sterilisierungslösung wird abgewaschen, während die Rohlinge 2 im Waschbehälter 37 zirkulieren. Wenn die Rohlinge 2 auf den Dornen 38 in geneigter Stellung aufgezogen sind, wird die Sterilisierungslösung, die auf der inneren Oberfläche der Rohlinge zurückblieb, durch Luft weggetrieben, die aus der mit aseptischer Luft gespeisten Düse 38a strömt. Zur gleichen Zeit wird aseptische Luft auf die äußere Oberfläche eines jeden Rohlings 2 durch die Düseneinheit 41 geblasen, welche zwischen der Waschstation 24 und der Sterilisierungswirkstoff - Entfernungsstation 25 angeordnet ist. Deshalb kann die Sterilisierungslösung, die auf der inneren und äußeren Oberfläche der Rohlinge 2 anhaftet, durch das Verhalten der Luft und der Wirkung der Gravitations entfernt werden. Die Rohlinge 2 können auch im Sterilisierungsbehälter 30 geneigt werden, oder können mit heißem Wasser (Waschwasser) mit 60ºC bis 80ºC gewaschen werden, wodurch sich der Sterilisierungseffekt der Rohlinge 2 weiter erhöht. Da heiße Luft von der einen Öffnung zur anderen Öffnung eines jeden hohlen Rohlings 2, ausgestattet mit zwei offenen Enden, im ersten Heißluft -Trocknungsbehälter 43 der ersten Heißluft -Trocknungsstation 26&sub1; geblasen wird und dadurch getrocknet wird, und dann heiße Luft von der anderen Öffnung zur einen Öffnung eines jeden Rohlings 2 im zweiten Heißluft - Trocknungsbehälter 43 in der zweiten Heißluft - Trocknungsstation 26&sub2; geblasen wird, um nocheinmal zu trocknen, kann eine perfekte Trocknung mit heißer Luft erreicht werden. Die Rohlinge 2 können perfekt sterilisiert werden und der Sterilisierungswirkstoff kann vollständig von ihnen entfernt werden. Aus diesem Grund ist der sich ergebende Behälter ungefährlich, wenn Getränke in ihn abgefüllt werden.

Rohlingsproben, jeweils mit einer Größe von 70 x 70 x 300 mm wurden in 35 Gew.-% H&sub2;O&sub2; Lösung bei 80ºC für 10 Sekunden getaucht. Die sterilisierten Rohlingsproben wurden gewaschen, der Sterilisierungslösungsentfernung ausgesetzt und getrocknet (15 Sekunden) unter Bedingungen wie in Tabelle 1 dargestellt, und geprüft, ob die Konzentration des zurückbleibenden H&sub2;O&sub2; auf einen Sollwert unter 50 ppb reduziert wurde. Diese Ergebnisse werden in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1
Probe

Anmerkung:

I steht für die Temperatur des reinigenden Wassers;

II steht für die anfängliche H&sub2;O&sub2; Konzentration im Waschwasser;

III steht für den Luftdruck in den Dornen;

IV steht für die erste Trocknungstemperatur;

V steht für die zweite Trocknungstemperatur;

VI steht für die Anzahl der Proben mit einer verbleibenden H&sub2;O&sub2; Konzentration, die 50 ppb Übersteigt.

Die Anzahl jeder Probe ist 16.

Die Luftspülzeit in den Dornen ist 1.0 Sekunden.

*.....In der Spalte VI zeigt, daß Veränderungen hinsichtlich der detektierten verbleibenden Konzentration gefunden wurden.

Die sterilisierten Rohlinge werden in eine Falt-/ Füll-/Verschließ - Station gefördert, um das Formen, das Befüllen, und das Verschließen durchzuführen. Bei diesem Prozess wird der Bodenabschnitt eines jeden Rohlings flach gefaltet, ein Inhalt von der Oberseite des Rohlings eingefüllt, und der obere Abschnitt dicht verschlossen, wodurch ein Verpackungsbehälter erhalten wird.

Wenn erfindungsgemäß ein aseptischer Verpackungsbehälter so hergestellt wird, daß ein Schichtmaterial einschließlich einer Papierschicht in Rohlinge von je einer bestimmten Länge geschnitten wird, jeder Rohling einen Bodenabschnitt ausbildet, und Inhalte in die Rohlinge gefüllt werden, wird ein endloses Verpackungsmaterial aus Schichtmaterial einschließlich einer Papierschicht in hülsenähnliche Rohlinge mit einer bestimmten Länge geschnitten, und die Rohlinge werden in Wasserstoffperoxid eingetaucht. Daher kann Papierstaub entfernt werden, der während des Schneidens entstanden ist. Außerdem können die Endflächen jedes geschnittenen Rohlings und ein gefalteter Abschnitt auf dessen Innnenoberfläche perfekt sterilisiert werden.

Nach der Sterilisation wird komprimierte aseptische Luft zumindest über die innere Oberfläche eines jeden Rohlings geblasen, und daher kann die Sterilisierungslösung wirkungsvoll entfernt werden.

Weiterhin wird der Rohling in Sterilisierungslösung getaucht und sterilisiert, während der Rohling geneigt ist. Aseptische komprimierte Luft wird auf jeden Rohling geblasen, während er geneigt ist, wodurch die Sterilisierungslösung nach der Sterilisation wirkungsvoll entfernt wird.

Nachdem jeder Rohling in Sterilisierungslösung sterilisiert wurde, wird er in aseptisches Wasser mit einer Temperatur von vorzugsweise 60ºC oder mehr getaucht, um die Sterilisierungslösung abzuwaschen. Die Sterilisierungslösung, die dazu tendiert, an den gefalteten Abschnitten auf der inneren Oberfläche der Rohlinge zurückzubleiben, kann perfekt entfernt werden.

Rohlingsproben wurden in eine 35 Gew.-% Wasserstoffperoxidlösung, die eine Temperatur von 80ºC hat, für 10 Sekunden eingetaucht. Die sterilisierten Rohlingsproben wurden dann unter Bedingungen, wie in Tabelle 2 dargestellt, gewaschen und getrocknet. Ein Test der Waschwirkung wurde durch Verändern der anfänglichen Konzentration von Wasserstoffperoxid im Waschwasser durchgeführt. Die Temperatur des Waschwassers war 60ºC, und die anfängliche Wasserstoffperoxidkonzentration des Waschwassers wurden verändert auf 0%, 0,5%, 1%, und 2%. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2
Probe

Anmerkung:

IIa: steht für die H&sub2;O&sub2; Konzentration im Waschwasser;

III, IV, VI:steht für die gleichen Bedingungen wie in Tabelle 1.

Die Anzahl jeder Probe ist 16.

Auch wenn, wie aus den obige Ergebnissen ersichtlich ist, die anfängliche Wasserstoffperoxidkonzentration im Waschwasser nicht 0% beträgt, kann eine vorher beschriebene Waschwirkung bei einer Wasserstoffperoxidkonzentration von weniger als 1.0% erwartet werden.

Um die Wasserstoffperoxidkonzentration im Waschwasser auf weniger als 1% festzusetzen, ist vorzugsweise eine Einrichtung vorgesehen, die das Waschwasser im Waschbehälter rührt, während ultraviolette Strahlung auf das Waschwasser einwirkt, oder das Waschwasser wird zum Überlaufen aus dem Waschbehälter gebracht, während Waschwasser ständig aus einem Waschwasservorrat mit einer bestimmten Flußrate zugeführt wird.

Um ein Ansteigen der Wasserstoffperoxidkonzentration im Waschwasser zu reduzieren, wird vorzugsweise aseptische Pressluft auf jeden Rohling geblasen, um die Wasserstoffperoxidlösung von deren Oberfläche so viel wie möglich zu entfernen, bevor der Rohling der Waschstation zugeführt wird.

Es ist ebenso möglich Essigsäure und Peroxyessigsäure der Wasserstoffperoxidlösung beizumengen, welche als Sterilisierungslösung eingesetzt wird. Nachfolgend ist eine typische Zusammensetzung der Mischsterilisierungslösung dargestellt:

Komponente Inhalt (Gew.-%) Peroxyessigsäure Essigsäure Wasserstoffperoxid Ausgleichskomponente (Wasser)

Die Mischsterilisierungslösung wird mit Wasser verdünnt und in einer Konzentration von 0,1 bis 10,0 % bei 10 bis 90ºC eingesetzt.

Beispiel

Sterilisation wurde unter den Einsatz der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung durchgeführt. Bei diesem Experiment wurde die Sterilisation auf Kartonagen angewendet, deren beide Oberflächen mit Sporen des Bacillus subtilis var. golobigii [IFO 1372) beaufschlagt waren. In Tabelle A und B sind die Ergebnisse dargestellt:

Tabelle 3
Sterilisierungs Lösung Konzentration (%) Temperatur (ºC) Zahl Bakterien detektierter Kartons Peracetic acid + H&sub2;O&sub2; Anmerkung: Die Anzahl verwendeter der Kartonagen war für jeden Test 20.
Tabelle 4 (Ergebnis der Rückstandsanalyse)
Probe

Anmerkung:

I steht für Waschwassertemperatur (º C);

II steht für Peroxyessigsäure im Waschwasser;

III steht für H&sub2;O&sub2; Konzentration (%);

IV steht für Luftdruck im Dorn;

V steht für erste Trocknung (ºC);

VI steht für zweite Trocknung (ºC);

VII steht für Anzahl der Proben, bei denen der Peroxyessigsäure und der H&sub2;O&sub2; Rückstand 50 ppb Übersteigt

Luftstrahl...1,0 Sekunden

Anzahl der Proben n = 16

* ...Abweichung festgestellt

Eine Sterilisierungsvorrichtung, wie in Fig. 10 dargestellt wird nachfolgend beschrieben. Diese Sterilisierungsvorrichtung ist geeignet zum Sterilisieren von endlos, blattförmigen Verpackungsmaterial.

Wie in Fig. 10 dargestellt, wird ein Verpackungsmaterial 80, das der Sterilisierungsvorrichtung zugeführt wird, in eine Sterilisierungslösung 81 in einer Sterilisierungslösungskammer 62 zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial eingetaucht. Eine Sterilisierungszeit ist vorzugsweise eine hinreichende Sterilisierungszeit von z. B. ungefähr 10 Sekunden. Die Sterilisierungslösung wird von der Oberfläche des Verpackungsmaterials 80, welches die Sterilisierungslösung 81 durchlaufen hat, mittels einer Sterilisierungswirkstoff - Entfernungseinheit entfernt, die aus ersten Pressrollen 69 und aus Luftbürsten 70 besteht.

Die Sterilisierungslösung, welche auf ungefähr 70 bis 80ºC durch einen Erhitzer 66 in einem Sterilisierungslösungstank 61 erhitzt wurde, wird über eine Versorgungspumpe 67 in die Sterilisierungslösungkammer 62 gefördert. Eine Rückleitung ist in der Sterilisierungslösungskammer 62 an einer bestimmten Stelle über ein Filter 68 zum Entfernen von Unreinheiten geöffnet, um einen konstantes Sterilisierungslösungsniveau in der Sterilisierungskammer 62 aufrecht zu erhalten. Diese Rückleitung ist mit dem Sterilisierungslösungstank 61 verbunden. Deshalb wird die Sterilisierungslösung, welche auf einer fast konstanten Temperatur gehalten wird, in einer konstanten Menge in der Sterilisierungslösungskammer 62 aufbewahrt.

Die Sterilisierungslösung wird von dem Verpackungsmaterial 80, das die Sterilisierungslösung durchlaufen hat, von den ersten Pressrollen 69, welche in der Sterilisierungskammer über der Sterilisierungslösung 81 angebracht sind, und den ersten Luftbürsten 70 entfernt, die aseptische Luft auf die Oberfläche des Verpackungsmaterials blasen.

Das Verpackungsmaterial 80, das die Sterilisierungslösungskammer 62 durchlaufen hat, wird in eine Kammer 63 mit aseptischem Wasser gefördert.

Aseptisches Wasser 82 befindet sich in der Wasserkammer 63. Außerdem sind Sprühdüsen 105 für aseptisches Wasser im oberen Abschnitt des aseptischen Wassers innerhalb der Wasserkammer 63 angeordnet. Die Sprühdüsen 105 für aseptisches Wasser werden zur perfekten Entfernung der Sterilisierungslösung eingesetzt, die an dem Verpackungsmaterial anhaftet, da die Entfernung des Sterilisierungswirkstoffes durch die ersten Pressrollen 69 und die ersten Luftbürsten 70 unvollständig ist.

Das aseptische Wasser 82 wird in die Kammer 63 mit aseptischem Wasser von einem Tank 65 mit aseptischen Wasser mit einer Pumpe 64 gefördert. Ein weiterer Erhitzer 66 ist im aseptischen Wassertank 65 angeordnet. Aseptisches Wasser, das auf eine bestimmte Temperatur erhitzt ist, wird von einer Versorgungspumpe 74 gefördert. Um ein konstantes Wasserniveau in der Wasserkammer 63 zu gewährleisten, ist eine Rückflußleitung an einer bestimmten Stelle in der Wasserkammer 63 geöffnet. Die Rückflußleitung ist mit dem Wassertank 65 über ein Dreiwegeventil 77 verbunden. Deshalb bleibt das aseptische Wasser, welches eine fast konstante Temperatur hat, in einer bestimmten Menge in der Wasserkammer 63 erhalten. Eine Versorgungsleitung ist mit dem Wassertank 65 über einen Wasserregenerationsfilter 79 verbunden. Die Versorgung des Wassertanks 65 mit aseptischem Wasser wird über ein Regelvenil 78 geregelt.

Ein Paar Ultraviolettlampen 13 sind in der Wasserkammer 63 angeordnet, um die Sterilisierungslösung, die am Verpackungsmaterial 80 haftet, in der Wasserkammer 63 zu zersetzen. Die Sterilisierungslösung, die während des normalen Betriebs eingebracht wird, kann durch die Lampen 13 zersetzt werden.

Einheiten 75 und 76 zum Messen der Sterilisierungslösungskonzentration im aseptischen Wasser sind unterhalb des Wasserstandes in der Wasserkammer 63 angebracht. Wenn die Entfernung der Sterilisierungslösung von der Oberfläche des Verpackungsmaterials 80 nicht erfolgen kann, verursacht durch eine Störung der ersten Pressrollen 69 und/ oder der ersten Luftbürsten 70 oder durch irgendwelche andere Ursachen, und die Sterilisierungslösungskonzentration im aseptischen Wasser 82 unnormal hoch ansteigt, dann wird dieser Zustand von der Sterilisierungslösungskonzentrations - Messeinheit 75 und 76 gemessen. Ein unnormales Messergebnis wird einer Bedienungsperson signalisiert, und die Bedienungsperson betätigt das Dreiwegeventil 77, um Wasser auslaufen zu lassen. Deshalb kann der Umlauf von aseptischem Wasser, welches Sterilisierungslösung in einer Konzentration enthält, die ein erlaubtes Maß überschreitet, im Wassertank 65 verhindert werden. In diesem Fall wird aseptisches Wasser der dem ausgelaufenen aseptischen Wasser entsprechenden Menge, dem Wassertank 65 über das Regelventil 78 zugeführt.

Das Verpackungsmaterial 80, von welchem der Sterilisierungswirkstoff mit Waschwasser in der Waschkammer abgewaschen wurde, wird dem Waschwasser entnommen. Das aseptische Wasser, welches am Verpackungsmaterial haftet, wird von einer Entfernungseinheit für aseptisches Wasser entfernt, die aus zweiten Pressrollen 71 und zweiten Luftbürsten 72 besteht.

Das Verpackungsmaterial 80 wird dann einer Trocknungskammer 64 und dann einer weiteren Befüllungs-/ Formstation zugeführt.

In Fig. 11 ist eine Abwandlung der Sterilisierungsvorrichtung nach Fig. 10 dargestellt. Die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 10 bezeichnen die gleichen Teile, und eine detailierte Beschreibung derselben wird unterlassen.

Die Vorrichtung nach Fig. 11 ist gegenständlich die gleiche wie nach Fig. 10, mit der Ausnahme, daß Ultraschallstrahler - Einheiten 93 anstelle von ultravioletten Lampen in einer Kammer 63 mit aseptischem Wasser angeordnet sind. Die Ultraschallstrahler - Einheiten 93 können wirkungsvoll die Sterilisationslösung von dem Verpackungsmaterial entfernen.

Die vorligende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese begrenzt.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Sterilisieren hülsenähnlicher Flüssigkeitsverpackungs - Rohlinge (2), die zwei offene Enden haben und aus eine Papierschicht aufweisenden Schichtmaterial hergestellt sind, mit Schritten zum: Sterilisieren der Rohlinge (2) durch aufeinanderfolgendes Eintauchen der Rohlinge (2) in einen in einem Sterilisierungsbehälter (30) befindlichen Sterilisierungswirkstoff, während die Achse der Rohlinge (2) bezüglich der horizontalen Ebene geneigt ist;

Abwaschen des Sterilisierungswirkstoffs, welcher an den Rohlingen haftet, durch Eintauchen eines jeden Rohlings in eine Waschlösung; und

Entfernen der Waschlösung durch Blasen sterilisierter und komprimierter Luft auf die gewaschenen Rohlinge, wobei bei dem Schritt des Abwaschens ein Anteil von Sterilisierungswirkstoff in der Waschlösung auf weniger als 1,0 Gew.-% gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge (2) gegenüber der horizontalen Ebene geneigt sind, wenn die Rohlinge (2) in die Waschlösung getaucht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sterilisierungswirkstoff Wasserstoffperoxidlösung enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sterilisierungswirkstoff eine Mischung mit Wasserstoffperoxid und Essigsäure aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlösung auf einem Temperaturbereich von 60ºC bis 80ºC gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Verfahrensschritt des Entfernens des Sterilisierungswirkstoffes durch Blasen von aseptischer komprimierter Luft auf die Rohlinge (2) umfasst, bevor die Rohlinge (2) mit Waschlösung gewaschen werden.







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