NO813307L - Fremgangsmaate til avkiming av forpakningsmateriale ved hjelp av damp - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til avkiming av forpakningsmateriale, særlig av emner tilformede beholdere for flytende, surt innhold, eksempelvis frukt-

saft, ved hjelp av het damp.

Ved pakking av nærings- og nytelsesmidler, eksempelvis melk, fruktsafter osv., stilles det store krav til kimfriheten for de forpakningsmaterialflater som får berør-ing med innholdet. Å tilfredsstille disse krav byr på vanske-ligheter fordi man ved automatisk fylling bare har meget korte tidsrom i størrelsesordenen noen få sekunder til rådighet for avkimingen. Selv om det lenge har vært kjent at man kan benytte het damp for sterilisering, har det vært en oppfatning i forpakningsindustrien for nærings- og nytelsesmidler at en dampsterilisering bare er mulig ved anvendelse av temperaturer i området fra ca. 125-150°C, noe som betyr at steriliseringen må foretas under et øket trykk, i størrelses-ordenen 2,4-5 bar. Dette øker i betraktelig grad den innsats som må til for å oppnå en sterilisering, fordi stériliserings-innretningen, hvorigjennom forpakningsmaterialet føres, må avtettes mot omgivelsene og dimensjoneres for det økede trykk. Dessuten utsettes forpakningsmaterialet for uønskede påkjen-ninger som følge av de anvendte høye temperaturer.

Istedenfor ren dampsterilisering har man derfor forsøkt andre løsninger som i hovedsaken går ut på anvendelse av kolde eller varme vanndige løsninger av kjemiske bakteri-sider eller kombinerte metoder hvor det benyttes het damp med noe lavere trykk og kjemikalier. På grunn av de strenge offentlige krav som foreligger må man særlig ha oppmerksom-heten rettet på at forpakningsmaterialet må være helt fritt for baterisid-rester før innholdet fylles i pakningen, noe som ikke er helt uproblematisk særlig ved avkiming av beholdere med vinkler og hjørner.

Det foreligger derfor et behov for en fremgangsmåte for avkiming av forpakningsmateriale, hvilken fremgangsmåte kan gjennomføres med relativt beskjedent maskinelt utstyr og uten bruk av kjemiske midler.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte til avkiming med het damp, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at det anvendes- forpakningsmateriale med et overflate-kimtall på mindre enn ca. 1 kim pr. kvadrat-désimeter og at dette forpakningsmateriale behandles med damp ved atmosfæretrykk.

I motsetning til den innenfor næringsmiddel-for-pakningsteknikken herskende oppfatning, at damp i et åpent system, det vil si ved normaltrykk og særlig under tilstede-værelse av luft, ikke egner seg for avkiming og overhodet ikke kan anvendes innenfor rammen av de korte tidsperioder som står til rådighet ved automatisk fylling, har det vist seg at man med het damp ved normalt trykk kan oppnå en tilfredsstillende aseptisk fylling av pasteuriserte, fremfor alt sure paknings-innhold, dersom man anvender et forpakningsmateriale med et overflate-kimtall på mindre enn 1 kim pr. kvadratdesimeter. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen griper man således ikke problemet an utelukkende ifra avkimingsmiddelsiden, men trekker også inn bruk av et bestemt forpakningsmateriale.

Som forpakningsmateriale kommer spesielt av kunst-stoffolie bestående eller med kunststoff ved ekstrudering på begge sider belagt og på ruller oppviklet fibermateriale, eksempelvis papp, i betraktning. Slikt forpakningsmateriale blir som følge av fremstillingen fra til og begynne med flytende kunststoff underkastet en varmebehandling hvor det under tørr varme foreligger en temperatur på 200-300°C. På denne måten får man i utgangspunktet et kimfattig materiale, som under bearbeidelsen til rullevare eller til materialemner riktignok ikke forblir helt sterilt, men som ved en omhyggelig arbeidsmåte vil få et overflate-kimtall med gjennomsnitts-verdier på mindre enn 1 kim pr. kvadratdesimeter. Som følge

av den nevnte termiske behandling under fremstillingen av materialet blir særlig gjær og mugg og andre levende kimer drept fullstendig, slik at de gjenblivende kimer i hovedsaken består av sporedannere. Overflate-kimtallet med hensyn på

gjær og mugg vil derfor ligge betydelig lavere enn totalkim-tallet. Det vil være mindre enn 0,1 kim pr. kvadratdesimeter.

Ved det foretrukket anvendte, på begge sider med kunststoff ved ekstrudering belagte pappmateriale, skjer beleggingen direkte fra ekstruderen ved en temperatur mellom 250 og 320°C, slik at pappflaten dekkes til på begge sider på en praktisk talt kimfri måte. I den videre prosess bearbeides materialet med høy løpehastighet og i hovedsaken hel-automatisk, fra rull til rull eller fra rull til emne, slik at materialet bare utsettes for romluften en kort tid og den manuelle bearbeidelse begrenses til et minimum. Det ferdige emne legges i en transporteske og den tette innpakking gjør muligheten for en infeksjon av den senere beholderinnerside minimal. På denne måten lykkes det å levere kimfattig forpakningsmateriale til fylleinnretningen, det vil si forpakningsmateriale med et gjennomsnittlig overflate-kimtall på mindre enn 1 kim pr. kvadratdesimeter, og som således kan anvendes innenfor rammen av den nye framgangsmåte. De enkeltvis fore-kommende kimer, som man kan finne på den senere beholderinnerside, stammer i hovedsaken fra den tørre romluften i bearbeid-elsesrommene og står i hovedsaken av sporedannere. Hyppig-heten til gjær og mugg og andre for sure beholderinnhold kritiske kimarter er meget liten og ligger som nevnt under 0,1 kim pr. kvadratdesimeter.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg reali-sere ved at i form av en fortløpende bane foreliggende forpakningsmateriale påvirkes av strømmende damp. Materialbanen kommer fra rull og blir kontinuerlig eller intermitterende behandlet med mettet damp og deretter under unngåelse av fremmed infeksjon behandlet med het luft for tørking, i den grad dette er nødvendig. Eventuelt kan man treffe tiltak for å beskytte kanten av materialbanen mot innvirkningen til fuktig varme. Deretter blir materialbanen, fremdeles under hensyntagen til sterk kimfrihet bearbeidet på kjent måte for tilforming av emner eller pakninger, og ført til fylleinnretningen .

Ved avkimingen av allerede tilformede pakninger skjer behandlingen med het damp på den måten av man lar dampen strømme inn i de åpne beholdere i en eller flere stasjoner i fylleinnretningen. Dampens strømningshastighet skal herved være så stor at luften mest mulig fullstendig drives ut av beholderen. Herved skal det som følge av dampkondensering på beholderens innerflater dannes en mest mulig lukket og tynn vannhud med en temperatur på 90-100°C. Større dråper eller kondensatsamlinger på beholderbunnen skal unngås. Dette kan oppnås ved avstemming av dampmengde og dampstrøm-mingshastighet etter pakningens eller beholderens form og veggtemperatur.

Dampens innvirkningstid ligger - bestemt av fylle-innretningens takttid - i størrelsesordenen fra tre til ti sekunder. Det kan være hensiktsmessig å varme opp beholderens innerflate eksempelvis ved hjelp av hetluft til temperaturer over 6 0°C, før dampen strømmer inn, for derved å begunstige dannelsen av den tynne kondensathud. Videre kan det være hensiktsmessig å tørke det indre av beholderen med hetluft etter dampbehandlingen. s

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen egner seg fremfor alt for sure beholderinnhold, hvis ph-verdi ligger under 4 og som er pasteurisert før fyllingen. Den for pasteur-iseringen anvendte oppvarmingstemperatur- og tid retter seg etter hva slags fyllingsinnhold det dreier seg om. Som eksemp-ler på serlig godt egnede innhold skal her nevnes eplesaft, appelsinsaft, tomatsaft og andre fruktsafter, henholdsvis fruktsaft-drikker. Også surmelksprodukter, så som yoghurt, kefir eller hytteost, kan fylles på tilfredsstillende holdbar måte med den nye fremgangsmåte.

Den vesentlige fordel ved den nye fremgangsmåte ligger i at det ikke er nødvendig med noen tiltak for fjerning av bakterisid-rester fra beholderne før fyllingen, og at man til tross for dette ikke trenger trykkfaste og :mot omgivelsene ved hjelp av krevende tiltak avtettede steriliserings-rom.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvis-ning til tegningen, som rent skjematisk viser avkimings- og fylleområdet i en fyllemaskin hvor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utnyttes.

Langs en transportstrekning 1 blir beholdere 2 transportert gjennom et aseptikkammer 3 ved hjelp av eksempelvis en cellekjede. I aseptikkammeret 3 holdes det på kjent måte en steril atmosfære ved gjennomføring av en laminær kimfri luftstrøm. Ved hjelp av en skillevegg 4 som har en åpning som slipper igjennom beholderen 2, er det avdelt et rom 5 som likeledes holdes sterilt og hvori fyllingen av innholdet og lukkingen av beholderene skjer.

Beholderne 2 består av papp av blekede cellulose-■ fibre, som er belagt på begge sider med polyetylen ved ekstrudering. På den senere innside av det til å begynne med i bane-form forhåndenværende materiale føres det i tillegg mellom et første polyetylensjikt og et ytterligere ytre polyetylensjikt inn en aluminiumfolie slik at man altså får et baneformet forpakningsmateriale med følgende oppbygging: polyetylensjikt/ papp/polyetylensjikt/aluminiumfolie/polyetylensjikt.

Da polyetylenen oppvarmes i ekstruderingsinnret-ningen til en temperatur mellom 250 og 320°C før ekstruder-ingen,vil popyetylenet praktisk talt være kimfri idet den går ut av ekstruderingsdysen og vil således dekke til pappflaten på begge sider på en så godt som kimfri måte. Det baneformede materiale bearbeides så til emner, og som nevnt foran vil man til slutt ha et overflate-kimtall som er mindre enn 1 kim pr. kvadratdesimeter.

Emnene brettes og sømmes i fyllemaskinen. Med regelmessig rengjøring og desinfisering sørges det for at maskindelene (opptaksdor, brettefingre o.l.), som kommer i berøring med den senere beholderinnerside, ikke kan infisere disse forpakningsmaterialflater.

I en forvarmestasjon I blir de på denne, måte frem-stilte beholdere 2 påvirket av innblåst hetluft med en temperatur på 100-200°C, slik at den innvendige beholderflate oppvarmes til 60-80°C. Etter inngangen i aseptikkammeret 3 kommer beholderne til en avkimingsstasjon II som innbefatter fem taktstasjoner. I avkimingsstasjonen II blir det i beholderne i fem på-hverandre-følgende taktperioder på hver gang 1-2 sekunder blåst inn så store mengder mettet damp at for- holdet dampvolum-beholdervolum pr. stasjon utgjør minst 10-1. Som følge av forvarmingen i forvarmestasjonen I

vil det under de angitte betingelser danne seg en tynn vannhud på innerveggen i beholderen II, hvilken vannhud bevirker en tilfredsstillende avkiming av den valgte forpakningsmateriale. I en hetluftstasjon III som innbefatter to taktstasjoner, blir det i det indre av beholderne II blåst inn hetluft med en temperatur på ca. 150-200°C, slik at innerveggene i beholderne tørkes og det bare blir igjen en liten kondensatrest på,beholderbunnen. En slik kondensatrest kan man tillate, fordi det dreier seg om rent kimfritt vann.

I en fyllestasjon IV skjer så fyllingen av innholdet. I en derpå følgende forseglingsstasjon V blir beholderne II lukket oventil ved hjelp av varmeforseglings-bakker eller ultralydforsegling.

Overskytende damp fra avkimingsstasjon II trekkes ut fra aseptikkammeret III*. Den varmemengde som be-finner seg i denne damp kan utnyttes andre steder, eksempelvis kan den gå i varmeveksling med den luft som anvendes i forvarmestasjonen I.

Gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er foran beskrevet i forbindelse med et pappmateriale som er belagt medpolyetylen på begge sider ved hjelp av ekstrudering. Fremgangsmåtens anvendelse er natur-ligvis ikke begrenset til dette. Kimfattige henholdsvis kimfrie materialer får man også ved en belegging med kunst-stoffdispersjoner, eksempelvis med PVDC. Ved tørking av slike kunststoff-dispérsjonsjikt, fremfor alt når dispersjon-en er surt innstilt, oppnår man lignende lave overflate-kimtall som ved ekstruderingsbeleggingen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til avkiming av forpakningsmateriale, særlig av emner tilformede beholdere for flytende, sure fylleinnhold, eksempelvis fruktsaft, ved hjelp av hetdamp, karakterisert ved at det anvendes forpakningsmateriale med et overflate-kimtall på mindre enn ca.

1 kim pr.kvadratdesimeter, hvilket forpakningsmateriale behandles med damp ved atmosfæretrykk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som forpakningsmateriale anvendes et med kunststoff ved ekstrudering på begge sider belagt og på ruller viklet fibermateriale, eksempelvis papp.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de flater av forpakningsmaterialet som skal avkimes, eksempelvis en eller begge flater på en fortløpende materialbane for fremstilling av pakninger, eller innerflåtene i beholdere, påvirkes med strømmende damp.

4. Fremgangsmåte ifølge et av. kravene 1-3, karakterisert ved at de forpakningsmaterialflater som skal avkimes fortrinnsvis varmes opp til 60°C eller mer.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at etter dampbehandlingen tørkes de avkimede forpakningsmaterialflater ved kimfri hetluft.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 3-5, karakterisert ved at den ved avkimingen av beholderne i det indre av disse innblåste dampmengde utgjør omtrent ti ganger beholdervolumet.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 og 3, til 6, karakterisert ved at det som forpakningsmateriale anvendes et med en kunststoffdispersjon på begge sider belagt og på ruller viklet fibermateriale. S a m in e n d r a g Avkiming av forpakningsmateriale, særlig av emner tilformede beholdere for flytende, surt innhold, eksempelvis fruktsaft, skjer ved hjelp av het damp, idet det som forpakningsmateriale anvendes materiale med et overflate-kimtall på mindre enh ca. 1 kim/dm 2, hvilket materiale behandles med damp ved atmosfæretrykk.