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Verfahren und Vorrichtung zum vollständig keimfreien Füllen und Verschliessen von Flaschen und ähnlichen Gefässen.
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mittel sowie das austreibende Mittel die Flaschen im Gleichstrom mit deren Bewegung oder im Gegen- strom durchfliessen.
Wird dabei als Sterilisationsmittel schwefelige Säure od. dgl. verwendet, so kann dieser entweder zur besseren Wirkung noch feuchte Luft zugesetzt werden oder aber, und das erscheint einfacher, es wird die schwefelige Säure unmittelbar durch Wasser hindurchgeleitet. Dabei reissen die schwefeligen
Säuredämpfe Wasserteilchen mit bzw. nehmen Wasserdampf auf und bringen so die zur Sterilisierung nötige Feuchtigkeit mit in das zu behandelnde Gefäss.
In der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 ein vollständiges Reinigung-, Sterilisier-, Füll-und Verschlussaggregat mit automatischer Beschickung von der Reinigungsmaschine und mit rundlaufendem
Sterilisator, und Fig. 2 zeigt ein gleiches Aggregat mit halbautomatischer Reinigungsmaschine und langlaufendem Sterilisator. In den Fig. 3-7 ist eine besondere Vorrichtung zum Sterilisieren der
Gefässe bzw. Flaschen dargestellt, u. zw. ist Fig. 3 ein Schnitt durch die gesamte Vorrichtung, Fig. 4 in grösserem Massstabe ein Schnitt durch das Einlassventil bzw. durch den Einlassstutzen in Füllstellung.
Fig. 5 zeigt die Verbindung der einzelnen Einlassventile bei einer abgeänderten Ausführungsform, und Fig. 6 veranschaulicht einen Schnitt durch den zugehörigen Verteiler der Vorrichtung. Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zur Anfeuchtung der als Sterilisationsmittel zu benutzende schwefelige Säure mit Wasser.
Die Reinigungsmaschine 1 in Fig. 1 gibt die Flaschen automatisch auf das Transportband 2.
Von diesem gelangen die gereinigten Flaschen zuerst auf den Sterilisator 3, der gegebenenfalls das Sterilisationsmittel wieder steril entfernt. Doch kann die Entfernung des Sterilisationsmittels auch auf den sterilarbeitenden Füller oder auf dem Wege zwischen beiden erfolgen. Dann gehen die Flaschen über das Transportband 2 zum sterilen Füller 4, hierauf wieder auf das Transportband 2, dann zur sterilen Versehlussmaschine 5 und dann wieder auf das Transportband 2.
Das Transportband 2 kann ungeschützt sein, aber auch ganz oder an nur wichtigen Stellen gegen Einfallen von Keimen geschützt sein ; so z. B. durch Abdecken oder durch Beblasen mit sterilem Gas oder Luft.
Die Reinigungsmaschine, auch wenn ihr eine Sterilisierstation angebaut würde, braucht zur Ausübung des Verfahrens nicht automatisch auf das Transportband zu arbeiten. Es genügt auch, wie in Fig. 2 gezeigt, wenn das Aufstellen auf den Transporteur 2 von Hand geschieht. In Fig. 2 ist der Sterilisator als langlaufende Maschine 6 dargestellt und gibt dort die Flaschen direkt auf die sterile Füllmaschine 4. In diesem Fall ist der Sterilisator selbst der die Flaschen zur Füllstation bringende Transporteur. In dieser Art könnte auch die Füllmaschine direkt auf die Verschlussmaschine arbeiten.
Es würde für das Arbeitsverfahren auch genügen, wenn die Flaschen ohne Vorsehaltung eines Transporteurs auf den Sterilisator gesetzt werden, dann automatisch das Aggregat, Sterilisator, Füller, Verschlussmaschine durchlaufen, dann von letzterer direkt abgenommen werden.
Um das Verfahren aber auch für solche Verschlüsse, die maschinell nicht verschlossen werden können, z. B. Bügelversehlüsse, auszudehnen, ist dann die Einbeziehung der Verschlussmaschine in das Aggregat nicht nötig.
Die besondere Ausführungsform des Sterilisators nach den Fig. 3 und 4 besitzt einen feststehenden Fuss 7, auf welchem der drehbare Tisch 8 gelagert ist, an dem die in bekannter Weise durch Pressluft betätigten Hubzylinder 9 für die die Flaschen 10 tragenden Teller 11 sitzen. Der Tisch 8 trägt eine Säule 12, an der oben eine Platte 1.'3 sich befindet, die die einzelnen Einlassstutzen 14 trägt. In der Mitte der Säule 12 ist ein Rohr 16 feststehend angeordnet, um das herum eine doppelte Stopfbüchse 16 liegt, die durch das Rohr 17 mit dem Ringkanal17'und dieser mit den einzelnen Hubzylindern 9 in Verbindung steht. Durch das Rohr 18 wird dem Innern des Rohres 15 die Pressluft zugeführt.
Jeder Einlassstutzen 14 besitzt ein Ventil 19, das sich auf die Dichtungsfläche 20 aufsetzt. An diesem Ventil ist das in die Flasche 10 tauchende Blasrohr 21 befestigt, welches mit der Hülse 22 fest verbunden ist und durch den Zentriertrichter 23 für die Flasche hindurchgeht. Die Hülse 22 kann auch mit dem Ventil 19 zu einem Stück vereinigt sein und ist das Blasrohr dann erst in der Hülse 22 eingesetzt. Die Hülse 22 trägt oben eine Dichtungsfläche 24 und der Zentriertriehter eine Dichtung- fläche 25. Die Hülse 22 ist über ein Rückschlagskugelventil 26 mit dem Rohr 27 verbunden, das zu dem Verteiler 28 führt.
Das Rohr 27 ist federnd nachgiebig, so dass die Hülse 22 sich unter dem Druck des Zentrierungstrichters 23 um ein Stück nach oben bewegen kann, wobei sich ihre Dichtungsfläche 24 gegen den Sitz 29 des Einlassstutzens 14 legt. Dadurch wird eine Abdichtung zwischen 14 und 22 und gleichzeitig bei 25 auch eine Abdichtung gegen den Zentriertrichter 23 erzielt, so dass das durch das Rohr 30 in den Einlassstutzen 14 eindringende Gas bei angehobenem Ventil 19 durch die seitliehe Öffnung 31 des Blasrohres 21 in dieses eintreten muss, ohne dass es nach aussen entweichen kann. Diese Anordnung ist für jeden der Einlassstutzen 14 vorgesehen.
Die von den Hülsen 22 kommenden Rohre 27 führen zu der Kammer 32 des Verteilers 28, die durch ein Rohr. 3. 3 mit der freien Luft, gegebenenfalls über ein Filter in Verbindung steht.
Die von dem Einlassstutzen 14 kommenden Rohre 30 sind an dem drehbaren Kopf 34 des Verteiler befestigt, in welchem feststehend der Kegel 35 sich befindet, der drei Bohrungen hat. Durch die
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eine Bohrung geht das schon erwähnte Rohr 3. 3 ; durch die andere Bohrung ist ein Rohr. 36 geführt, durch das das Sterilisationsmittel der Vorrichtung zugeführt wird. Durch die dritte Bohrung geht das Rohr 37, durch das das zum Ausspülen des Sterilisationsmittels aus den Flaschen dienende Gas, also z. B. keimfreie Luft, eingeführt wird. Die Öffnungen der Rohre 30 in dem drehbaren Kopf 34 des Verteilers 28 laufen bei der Drehung des Kopfes in den entsprechenden Stellungen über Aussparungen 38 und 39 des feststehenden Kegels 35, die ihrerseits mit den Rohren. 36 und 37 in Verbindung stehen (Fig. 6).
Dadurch wird aufeinanderfolgend erst das Sterilisationsmittel und dann das zum Ausspülen dienende Gas (sterile Luft) in die Rohre 30 geleitet. Es kann aber auch die Zufuhr des Sterilisationsmittels in der Art erfolgen, dass man es kurz in die Flasche einbläst und darauf ohne weitere oder mit geringerer Zufuhr in der Flasche belässt, ehe das Spülmittel das Sterilisationsmittel wieder austreibt.
Der drehbare Teil des Verteilers 28 ist gegen den feststehenden Teil 3J durch die Stopfbüchse 40 abgedichtet, wobei noch eine Ringkammer 41 an dem Kegel 35 angebracht ist, die durch die Bohrung 42 mit dem ins Freie führenden Rohr. 33 in Verbindung steht. Dadurch wird verhindert, dass Sterili-
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und das Rohr 33 ins Freie geführt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende.
Der Tisch 8 und mit ihm die Säule 12 und die daran befestigten Verteilungsstutzen 14 laufen im Kreise herum. Die zu sterilisierenden Flaschen werden in bekannter Weise auf die Teller 11 der Hubkolben gesetzt und dann durch diese Hubkolben an geeigneter Stelle angehoben, wobei das Blasrohr 21 in die betreffende Flasche eintaucht. Der Zentrierungstrichter 23 brachte die Flasche zuvor in die richtige Lage und dichtet sie nach oben ab. Gleichzeitig werden durch das Anpressen der Flaschen gegen den Zentrierungstriehter das Blasrohr 21 gehoben, wobei sich die Dichtung 2. 5 des Trichters 23 gegen den unteren Teil der Hülse 22 legt und diese wieder mit ihrer Dichtungsfläche 24 gegen den Sitz 29 des Verteilungsstutzens 14. Ausserdem wird das Ventil 19 von seinem Sitz 20 unter Spannung einer darüberliegenden Feder abgehoben.
Inzwischen ist das Rohr. 30 des betreffenden Einlassstutzens an die Nut 38 des Kegels. 3. 5 gekommen, so dass nunmehr durch das Rohr 36 das Sterilisationsmittel in das Rohr 30 und damit in den Einlassstutzen 14 eintritt. Da das Ventil 19 geöffnet ist, so tritt das Gas durch die Bohrung 31 in das Blasrohr 21 und damit in die Flasche 10. Es durchfliesst die Flasche und kann aus dieser wieder austreten durch den ringförmigen Raum 43 hindurch, der zwischen der Bohrung des Zentriertrichters 23 und dem Blasrohr 21 gelassen ist. Das Sterilisationsgas tritt dann in die Hülse 22 und öffnet das Rückschlagventil 26, so dass es über das Rohr 27 in die Kammer 32 des Verteilers 28 und von da aus durch das Rohr',) ins Freie gelangen kann.
Inzwischen hat bei der Weiterbewegung des ganzen Tisches das betreffende Rohr 30 die Nut 38 des Kegels 35 verlassen, und es bleibt solange abgeschlossen, bis es vor die Nut 39 des Verteilerkegel 3. 5 kommt (Fig. 6), welche Nut mit dem Rohr 37 verbunden ist. Durch das Rohr 37 tritt nunmehr das Ausspülgas, also etwa keimfrei gemachte Luft, in das Rohr 30 und damit auf demselben Wege in das Blasrohr 21, wodurch diese Luft das Sterilisationsmittel aus der Flasche 10 herausspült, das dann über das Rückschlagventil 26 und das Rohr 27 sowie die Kammer 32 und das Rohr 33 nach aussen entweicht.
Die Entfernung zwischen der Nute 38 und der Nute : J9 ist so bemessen, dass das Sterilisationmittel eine bestimmte Zeitlang in der Flasche verbleibt und damit alle in ihr enthaltenen Keime abtötet.
Derselbe Vorgang wiederholt sich für jede einzelne Flasche. Die Flaschen verlassen dann vollkommen sterilisiert und auch von dem Sterilisationsmittel ganz oder auch nur zum Teil befreit die Vorrichtung und können unmittelbar an die Füll-und Verschlussvorrichtung abgegeben werden, die auch gegebenenfalls mit der Vorrichtung durch irgendeine Fördereinrichtung verbunden sein kann. Auch könnten anschliessend in der Sterilisiervorrichtung die Füllorgane eingebaut sein, so dass das Füllen der Flaschen mit Flüssigkeit in der gleichen Vorrichtung erfolgt.
Sobald die Flaschen nach Senken der Teller 11 aus der Maschine herausgenommen werden,
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Feder, so dass nunmehr kein Gas nach aussen entweichen kann, falls der Einlaufstutzen bei fehlender Flasche den abermaligen Rundlauf ausführt.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist im wesentlichen dieselbe Anordnung getroffen, nur tritt hiebei das aus einer Flasche austretende Sterilisationsgas nicht gleich ins Freie, sondern in die folgende oder vorhergehende Flasche, bevor es zum Ausgang gelangt, so dass dasselbe Gas nacheinander die einzelnen Flaschen durchströmt. Um dies zu erreichen, ist jede Hülse 22 über das Rückschlagkugelventil 26 durch ein federndes Rohr 44 mit dem Eintrittsstutzen 14 für die nächste Flasche verbunden. Das Ventil 19 jedes Stutzens ist ausserdem als Doppelventil ausgeführt, so dass es oben noch einmal die Öffnung des sich daransehliessenden Rohres 45 abschliessen kann.
Das Rohr 45 führt zu dem nächsten Rohr 30 und dient als Überbrückungsleitung für den Fall, dass auf einem der Teller eine Flasche nicht steht und dementsprechend das Ventil 19 an seinem unteren Sitz abschliesst.
Das Rohr 33 (Fig. 3) ist für diese Ausführung nicht mehr nötig und fehlt. In Fig. 5 fehlt in der Stellung 11 die Flasche, und dementsprechend befindet sich der Zentrierungstrichter 23 ganz unten am Blasrohr 21.
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Das Sterilisationsgas tritt also aus der Nut 38 des Kegels 35 (Fig. 6) durch das Rohr 30 in den Einlassstutzen 14 für die erste Flasche (Stellung 1) und, da das Ventil 19 unten geöffnet ist, so tritt das Gas in die Flasche und darauf durch die Hülse 22 über das Kugelventil 26 durch das Rohr 44 in den nächsten Einlassstutzen 14 (Stellung 11). Da hier die Flasche fehlt, so ist das Ventil 19 dieses Stutzens unten geschlossen, aber oben gibt es die Öffnung des Überbrückungsrohres 45 frei, so dass das Gas jetzt unmittelbar durch dieses Rohr in das Rohr 30 des dritten Einlassstutzens 14 (Stellung 111) strömen kann und dann so weiter durch jede Flasche hindurch zur folgenden.
Bei dieser Ausführungsform sind auf dem feststehenden Kegel 35 des Verteilers 28 noch zwei weitere Nuten 46 und 47 vorgesehen (Fig. 6), die die betreffenden Rohre 30 mit der Kammer ? und damit über das Rohr 33 mit der freien Luft in Verbindung setzen. Das Gas strömt also durch die Flaschen der Stellungen 1 und 1I1 hindurch und gelangt dann durch das zugehörige Rohr 30 und die Nut 46 über das Rohr 33 ins Freie.
Bei der nächsten Stellung IV steht das Rohr 30 mit der Nut 39 in Verbindung, so dass durch das Rohr 30 nunmehr die Spülluft durch die Flasche hindurchtritt, die dann bei 47 wieder in die Kammer 32 und von da über 33 ins Freie tritt. Die Entfernung der Nuten. ?, 46, 39 und 47 wird entsprechend gewählt, um die Einwirkungsdauer des Sterilisationsmittels und auch die Ausspüldauer, je nach den gewünschten Verhältnissen, kürzer oder länger bemessen zu können.
In dem dargestellten Beispiel fliesst das Sterilisationsmittel und das austreibende Mittel in derselben Richtung durch die Flaschen, wie die Bewegungsrichtung der Flaschen in der Vorrichtung ist. Beide oder eines der Mittel können aber auch im Gegenstrom zu dieser Bewegungsrichtung durch die Flaschen geführt werden.
Dem Sterilisationsmittel kann unter Umständen auch behufs Erhöhung seiner Wirkung Luft, insbesondere feuchte Luft, beigemischt werden.
An Stelle der schieberartig wirkenden Öffnungen an dem Verteiler 28 können auch Membranventile an dieser Stelle eingebaut werden. Ebenso kann das Verfahren auch durchgeführt werden mit einer Vorrichtung, bei der sich die Flaschen nicht im Kreise, sondern gradlinig oder sonstwie bewegen.
Das Verfahren kann nicht nur für Flaschen, sondern für jede Art von Gefässen Verwendung finden. Es ist nicht auf gasförmige Sterilisationsmittel beschränkt.
In der Fig. 7 ist eine Vorrichtung dargestellt, die dazu dient, das Sterilisationsmittel mit Wasser oder einer andern die Sterilisation begünstigenden Flüssigkeit anzufeuchten.
Der mit zwei Deckeln 48 versehene Behälter 49 ist als Glaszylinder ausgeführt. Er wird zur Hälfte mit Wasser bzw. mit H2SOa gefüllt. Durch das Rohr 50, das bis fast auf den Boden des Behälters reicht, wird das S02-Gas eingeleitet. Es fliesst durch das Wasser hindurch, sammelt sich in dem oberen Teil des Behälters an und fliesst durch das Rohr 51 aus dem Behälter heraus in die zu sterilisierenden Gefässe. Bei dem Durchfliessen durch das Wasser hat es so viel Feuchtigkeit aufgenommen, dass die Wirkung der Sterilisation dadurch wesentlich verbessert wird.
Anstatt den Behälter ganz aus Glas zu machen, kann er natürlich auch nur teilweise aus durchsichtigem Stoff hergestellt sein bzw. mit einem entsprechenden Fenster oder einer besonderen Anzeigevorrichtung für den Wasserstand versehen sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum vollständig keimfreien Füllen und Verschliessen von Flaschen und ähnlichen Gefässen unter Verwendung sterilarbeitender Füll- und Verschliessmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flaschen von der Reinigungsmaschine den Füll- und Verschliessmuschinen automatisch mit der Mündung nach oben zugeführt werden und auf dem Wege von der Reinigungsmaschine zur Füllmaschine eine Sterilisierzone durchlaufen, in welcher die Flaschen mit gasförmigem oder verflüssigtem Schwefeldioxyd oder Ozon oder ozonisierter Luft oder einem ähnlichen gasförmigen Sterilisiermittel vollständig keimfrei gemacht werden, worauf das Sterilisiermittel aus den Flaschen vor ihrer Füllung ausgeblasen wird,
wobei auch die Sterilisierzone die Endstation der Reinigungsmaschine oder die erste Behandlungsstation der Füllmaschine sein kann.