Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter
Diese Erfindung betrifft eine Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter. Bekannte Anlagen dieser Art weisen den Nachteil auf, dass die Keimfreimachung der Behälter in einer gesonderten Vorrichtung stattfindet. Diese Vorrichtung vergrössert den Raum- und Investitionsbedarf, zumal sie gewöhnlich zusätzliche Mittel für ihre Steuerung und Überwachung benötigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Keimfreimachung oft den langsamsten Verfahrensschritt darstellt, der die Verpackungsleistung der gesamten Anlage begrenzt.
Schliesslich ist als grosser Nachteil zu werten, dass bei der Überführung der Behälter von der Vorrichtung zur Keimfreimachung bis zur Verschliessvorrichtung aufwendige Vorsichtsmassnahmen getroffen werden müssen, damit die keimfreien Behälter auf diesem Wege nicht wieder verschmutzt werden.
Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, eine Anlage mit geringem Raumbedarf und hoher Verpackungsleistung zu schaffen, die sich auf einfache Weise herstellen und steuern lässt und bei der die Gefahr der Nachverschmutzung auf ein Mindestmass verringert ist.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erzielt, dass ein Durchlauftunnel mit einer Bodenplatte vorhanden ist, auf der mindestens ein endloses Förderorgan gleitend geführt ist, dass am Förderorgan eine Vielzahl von Tragteilen einzeln oder gruppenweise zur Aufnahme von je einem Behälter in Füllstellung angeordnet ist, wobei in Längsrichtung aufeinanderfolgende Tragteile bzw.
Tragteilgruppen einen gleichgrossen Abstand voneinander aufweisen, dass im Innern des Durchlauftunnels ortsfest im selben Abstand voneinander oder einem ganzzahligen Vielfachen davon je Förderorgan mindestens eine Sprühvorrichtung zum Einsprühen eines Mittels zum Keimfreimachen in die Behälter, mindestens eine Spülvorrichtung zum Spülen des Behälterinnern mittels eines Spülmittels, mindestens eine Füllvorrichtung zum Abfüllen des Füllguts in die Behälter und mindestens eine Verschliessvorrichtung für die Behälter in Förderrichtung aneinandergereiht sind, wobei der Durchlauftunnel mit keimfreier Luft durchspült wird, um die Behälter während aller Behandlungen im Durchlauftunnel keimfrei zu halten.
Das Förderorgan ist vorzugsweise kettenartig ausgeführt, wobei jedes Kettenglied eine dem Gruppenabstand entspre chende Einbaulänge hat und eine Gruppe Tragteile trägt.
Vorzugsweise ist ferner eine Vorrichtung vorgesehen, um den
Durchlauftunnel in Gegenrichtung zur Förderrichtung mit keimfreier Luft zu durchspülen.
Im folgenden wird als Beispiel eine Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:
Fig. 1 ausschnittweise eine Anlage zum keimfreien Verpakken eines Füllguts in Behälter in Seitenansicht, wobei die dem Betrachter zugekehrten Seitenwände der Anlage fortgelassen worden sind, um Einblick in den inneren Aufbau zu gewähren,
Fig. 2 eine Vorderansicht derselben Anlage,
Fig. 3 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine Sprühdüse mit Halterung,
Fig. 4 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine Ausblasdüse ohne Halterung,
Fig. 5 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine zweite Ausblasdüse ohne Halterung, und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die zweite Ausblasdüse der Fig. 5.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter hat ein langgestrecktes, rechteckiges Gestell 1, auf dessen Oberseite eine gleichbreite Tischplatte 2 befestigt ist. Diese ist etwas kürzer als das Gestell 1, so dass dessen beide Endabschnitte unbedeckt sind.
Auf dem Gestell 1 ist ferner in seiner Längsrichtung ein langgestreckter Durchlauftunnel 3 befestigt. Dieser hat den Querschnitt eines rechtwinkligen, auf dem Kopfe stehenden U und weist dieselbe Breite wie die Tischplatte 2 auf, ist aber etwas kürzer als diese. Der Hauptabschnitt der Tischplatte 2 dient dem Durchlauftunnel 3 als Bodenplatte.
In Innern des Gestells 1 ist der Hauptteil eines langgestreckten, schrittweise arbeitenden Horizontal-Kettenförderers angeordnet. Dieser weist zwei endlose, parallel zueinander und im Abstand nebeneinander verlaufende, kettenartige Förderorgane 5 auf, die von einem Paar Antriebsräder 6 und einem Paar Leiträder 7 geführt werden. Beide Förderorgane 5 sind mechanisch miteinander gekoppelt; da die Antriebsräder 6 unverdrehbar auf einer waagrechten Antriebswelle 9 befestigt sind. Diese ist mittels eines Schrittschaltwerks 11 von einem Elektromotor 12 schrittweise antreibbar. Die Förderrichtung ist in Fig. 1 durch gekrümmte Pfeile angedeutet. Jedes Förderorgan 5 ist aus einer Vielzahl von Kettengliedern 14 der Einbaulänge A zusammengesetzt, wobei jedes Kettenglied 14 des einen Förderorgans 5 mit einem Kettenglied 14 des anderen Förderorgans 5 fluchtet.
Wegen der Gleichbeschaffenheit und mechanischen Kopplung beider Förderorgane 5 beschränkt sich die folgende Beschreibung auf das in Fig. 1 vordere Förderorgan 5. Die Ausführungen gelten aber sinngemäss auch für das in Fig. 1 nicht sichtbare, hintere Förderorgan 5. Auf der Aussenseite jedes Kettenglieds 14 sind in Förderrichtung gleichabständig drei oben offene rohrförmige Tragteile 15 in senkrechter Stellung befestigt. Die Innenbohrung jedes Tragteils 15 dient zur Aufnahme eines Behälters 16 in Füllstellung und weist zu diesem Zwecke einen etwas grösseren Durchmesser auf als letzterer.
Für die gleitende Führung und zur Sicherung gegen seitliche Verschiebung des oberen waagrechten Trums des Förderorgans 5 sind auf der Oberseite der Deckplatte 2 zwei Kunststoffschienen 17 mit L-Profil befestigt. Diese sind parallel zueinander und zur Förderrichtung auf beiden Seiten jedes Trums so angeordnet, dass sie die unteren L-Schenkel einander zukehren, wobei der Abstand zwischen den oberen L Schenkeln etwas grösser ist als die Breite des Trums.
Der ortsfeste Durchlauftunnel 3 weist abnehmbare Seitenwände, eine Vielzahl von Tragsäulen sowie eine obere waagrechte Deckplatte 18 auf, die als Montageplatte ausgebildet ist Seine beiden Öffnungen sind durch nicht dargestellte, lose herabhängende Vorhänge abgeschirmt. An der Montageplatte sind im Gruppenabstand A gleichgrosse Gruppen von verschiedenartigen Vorrichtungen befestigt, die verschiedene Funktionen ausüben. Jede Gruppe stellt eine ortsfeste Behandlungsstation für die jeweils darunter befindliche, von einer Gruppe Tragteile 15 getragene Gruppe Behälter 16 dar.
Bei der folgenden Beschreibung wird der in Fig. 1 dargestellte Ruhezustand des Förderorgans 5 zugrunde gelegt.
Über dem in Förderrichtung hinteren, in Fig. 1 linken Endabschnitt der Deckplatte 18 ist ortsfest eine Gruppe von drei an sich bekannten Ladevorrichtungen 19 angebracht, die die Ladestation I bildet und jeweils eine darunter befindliche Gruppe Tragteile 15 mit drei Behältern 16 lädt.
Die Gruppe Ladevorrichtungen 19 wird mittels eines zugeordneten hydraulischen Kraftzylinders 19 betätigt, der in senkrechter Stellung auf der Oberseite der Deckplatte 18 befestigt ist.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 ist im Abstand A von den erwähnten Ladevorrichtungen 19 eine Gruppe von drei Nachdrückvorrichtungen 20 zum Nachdrücken einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Nachdrückstation II und wird mittels eines zugeordneten hydraulischen Kraftzylinders 20a betätigt, der in senkrechter Stellung auf der Oberseite der Deckplatte 18 befestigt ist. Jede Nachdrückvorrichtung 20 weist im Innerr des Durchlauftunnels 3 einen Stempel 21 auf, der aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über einem zugeladenen Behälter 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist, um die Füllstellung dieses Behälters auf diese Weise zu korrigieren.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 ist im Abstand A von den erwähnten Nachdrückvorrichtungen 20 eine Gruppe von drei Sprühvorrichtungen 23 zum Aussprühen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Sprühstation II und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 23a betätigt. Jede Sprühvorrichtung 23 weist im Innern des Durchlauftunnels eine rohrförmige Sprühdüse 24 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist.
Die in Fig. 3 dargestellte Sprühdüse 24 weist an ihrem unteren Ende ein aus Sintermaterial bestehendes poröses Mundstück 25 auf, das beim Durchpressen eines Mediums einen grossen, mit der Sprühdüse 24 nahezu gleichachsigen Sprühkegel liefert. Das obere Ende jeder Sprühdüse 24 wird im unteren der beiden miteinander fluchtenden Anschlusstutzen eines T-Stücks 26 gehalten, dessen dritter Anschlusstutzen 27 seitlich absteht und mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung von Wasserstoffperoxyd-Aerosol verbunden ist.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten Sprühvorrichtungen 23 eine Gruppe von drei ersten Ausblasvorrichtungen 28 zum Spülen einer Gruppe Behälter 16 mit Heissluft oder Dampf ortsfest angebracht. Diese bildet die Spülstation IV und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 28a betätigt. Jede erste Ausblasvorrichtung 28 weist im Innern des Durchlauftunnels 3 eine rohrförmige erste Ausblasdüse 29 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist.
Im Querschnitt ist die erste Ausblasdüse 29 in Fig. 4 dargestellt. Ihre Halterung entspricht der in Fig. 3 dargestellten Halterung der Sprühdüse 24. Der dritte, seitlich abstehende Anschlusstutzen des T-Stückes ist aber hierbei mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung von Heissluft oder Wasserdampf verbunden.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten ersten Ausblasdüsen 28 eine Gruppe von drei zweiten Ausblasvorrichtungen 30 zum Nachspülen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Nachspülstation V und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 30a betätigt. Jede zweite Ausblasvorrichtung 30 weist im Innern des Durchlauftunnels 3 eine rohrförmige zweite Ausblasdüse 31 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist. Die in Fig. 5 und 6 dargestellte zweite Ausblasdüse 31 weist an ihrem unteren Ende eine axiale Ausblasöffnung 32 mit stark verringertem Querschnitt auf.
Am Umfang des unteren Endes befinden sich aber noch zwölf voneinander und von der Düsenachse gleichabständige Ausblasöffnungen 33, die denen eines Ringbrenners ähneln, aber alle unter demselben Winkel nach oben auswärts geneigt sind. Auf diese Weise wird nur ein feiner Sprühstrahl in Achsrichtung ausgesandt; alle zwölf Ausblasöffnungen 33 erzeugen daneben einen hohlen, nach oben geöffneten Sprühkegel, dessen Spitze dicht am unteren Ende der zweiten Ausblasdüse 31 liegt. Die Halterung der zweiten Ausblasdüse 31 entspricht der in Fig. 3 dargestellten Halterung der Sprühdüse 24. Der dritte, seitlich abstehende Anschlusstutzen des T-Stücks ist aber hierbei mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung überhitzten Wasserdampfs verbunden.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten zweiten Ausblasvorrichtungen 30 eine Gruppe von drei an sich bekannten Füllvorrichtungen 35 zum Abfüllen des Füllguts in eine Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Füllstation VI und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 35a betätigt. Jede Füllvorrichtung 35 weist im Innern des Durchlauftunnels eine rohrförmige Fülldüse 36 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senk recht verschiebbar ist. Das obere Ende der Fülldüse 36 steht mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für das Füllgut in Verbindung.
An dem in Förderrichtung vorderen Endabschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten Füllvorrichtungen 35 eine Gruppe von drei an sich bekannten Verschliessvorrichtungen 38 zum Verschliessen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Verschliesstation VII. Jede Verschliessvorrichtung 33 ist mittels nicht dargestellter Betätigungsmittel so betätigbar, dass sie einen darunter befindlichen, gefüllten Behälter 16 verschliesst.
Am in Strömungsrichtung vorderen, in Fig. 1 rechten Ende des Durchlauftunnels 3 ist seitlich der Auslasschacht 40 eines Windkanals angeschlossen, der mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung keimfreier Luft verbunden ist. Die Strömungsrichtung ist durch drei gerade Pfeile gekennzeichnet; sie ist der Förderrichtung entgegengesetzt gerichtet.
Ausserhalb des Durchlauftunnels ist im Abstand 2A von den erwähnten Verschliessvorrichtungen 38 eine Gruppe von drei an sich bekannten Beschneidvorrichtungen 42 zum Beschneiden einer Gruppe von Behältern 16 ortsfest angebracht, die die Beschneidstation VIII bildet. Jede Beschneidvorrichtung 42 ist mittels nicht dargestellter Betätigungsmittel so betätigbar, dass sie den beim Verschliessen entstandenen Grat eines darunter befindlichen Behälters 16 entfernt.
An dem in Förderrichtung vorderen Ende des Gestells 1 ist in einem grösseren Abstand als A eine Gruppe von drei an sich bekannten Ausziehvorrichtungen 44 zum Prüfen und Entladen einer Gruppe beschnittener Behälter 16 aus ihrer Gruppe Tragteile 15 angebracht. Diese Gruppe bildet die Ausziehstation IX, der weitere an sich bekannte Vorrichtungen zur Bearbeitung und Beförderung der entladenen Behälter 16 nachgeschaltet werden.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Die beschriebene Anlage weist neun verschiedene Stationen I-IX auf, von denen sich die Stationen I-VII im Abstand A voneinander im Innern des Durchlauftunnels 3 befinden, während die Stationen VIII und IX in Förderrichtung vor dem Durchlauftunnel 3 liegen. Der obere waagrechte Trum des Förderorgans 5 sei mit Ausnahme des in Förderrichtung hintersten Kettenglieds (in Fig. 1 am weitesten links) voll mit Behältern 16 beladen. Länge und Hub der Düsen 24, 29, 31, 36 seien so eingestellt, dass ihre unteren Enden in Ruhestellung die Förderung nicht behindern und sich in Arbeitsstellung in vorgewähltem Abstand oberhalb des Bodens des Behälterinnern befinden.
In der in Fig. 1 dargestellten Ruhepause des Förderorgans 5 führen alle in den acht Stationen I-VIII befindlichen Vorrichtungen einen Arbeitstakt aus. Dabei werden gleichzeitig - in der Ladestation I die dort befindliche Gruppe leerer Tragteile 15 mittels der dort befindlichen Gruppe Ladevorrichtungen 19 mit einer Gruppe Behälter 16 geladen, - in der Nachdrückstation II die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Nachdrückvorrichtungen 20 in die korrekte Füllstellung nachgedrückt, - in der Sprühstation III die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Sprühvorrichtungen 23 mit Wasserstoffperoxyd-Aerosol ausgesprüht, - in der Spülstation IV die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe der ersten Ausblasvorrichtungen 28 mit Wasserdampf gespült, - in der Nachspülstation V die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe der zweiten
Ausblasvorrichtungen 30 mit Heissluft oder überhitztem Wasserdampf nachgespült, - in der Füllstation VI die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Füllvorrichtungen 36 mit Füllgut gefüllt, - in der Verschliesstation VII die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Verschliessvorrichtungen 38 verschlossen, - in der Beschneidstation VIII die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Beschneidvorrichtungen 42 von dem beim Verschliessen entstandenen Grat befreit, und - in der Ausziehstation IX die dort befindliche Gruppe Tragteile 15 mittels der Gruppe Ausziehvorrichtungen 44 geprüft und entladen.
Wegen der Gleichbeschaffenheit und der mechanischen Kopplung beider Förderorgane 5 laufen sämtliche Vorgänge in der hinteren, in Fig. 2 linken Tunnelhälfte, gleichzeitig und in der gleichen Weise ab wie in der vorderen, in Fig. 2 rechten Tunnelhälfte. Das ist auch bei den folgenden Ausführungen zu beachten.
Nach Beendigung der genannten Tätigkeiten kehren sämtliche Vorrichtungen in ihre Ruhestellung zurück und sind dann sofort bereit, nach einem Förderschritt den Arbeitstakt zu wiederholen.
Nach Betätigung des Schrittschaltwerks 11 bewegt der Elektromotor 12 das Förderorgan 5 um einen Förderschritt in Förderrichtung, das darauf wieder in Ruhestellung verharrt.
Ein Förderschritt entspricht räumlich der Einbaulänge A eines Kettengliedes 14 und somit auch dem Abstand A zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stationen I-VII. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Förderschritte entspricht dem Arbeitstakt.
Durch den erwähnten Förderschritt gelangen alle Gruppen Behälter 16, die sich vorher in den Stationen I-VI befanden, in die nächste Station. In die Station I rückt ein Kettenglied 14 mit einer Gruppe leerer Tragteile 15 nach. Der doppelt so grosse Abstand zwischen den Stationen VII und VIII hat zur Folge, dass jede Gruppe von Behältern 16 nach dem Verlassen von Station VII erst einen Ruhetakt einlegt; sie gelangt erst beim darauffolgenden Förderschritt in die Station VIII.
Da die Förderschritte mit vorgewähltem zeitlichen Abstand endlos aufeinanderfolgen, wird eine Gruppe Behälter 16 in neun Arbeitstakten nacheinander geladen, nachgedrückt, ausgesprüht, gespült, nachgespült, gefüllt, verschlossen und beschnitten und als Gruppe fertiger Packungen zu einem späteren Zeitpunkt geprüft und entladen. Die Verpackungsleistung der beschriebenen Maschine je Stunde ist rechnerisch gleich dem Produkt aus der Anzahl Förderorgane 5, der Anzahlt Tragteile 15 je Kettenglied 14 und der Anzahl Arbeitstakte je Stunde. Wenn letztere beispielsweise 1000 beträgt, ergibt sich bei der beschriebenen Ausführungsform eine Verpackungsleistung von 2 X 3 X 1000 = 6000/h.
Die Vorteile der beschriebenen Anlage bestehen in ihrem geringen Raumbedarf sowie im geringen Zeitbedarf, der für das keimfreie Verpacken eines Füllguts in gleichartige Behälter erforderlich ist.
Der Durchlauftunnel 3 wird mit keimfreier Luft durchspült, um die Behälter 16 während aller im Durchlauftunnel stattfindenden Behandlungen keimfrei zu halten. Auf diese Weise werden insbesondere Nachverschmutzungen auf dem Wege zwischen Sprühstation und Verschliesstation verhindert.
Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Zuverlässigkeit, mit der sich die Keimfreiheit bei der beschriebenen Anlage aufrechterhalten lässt. Die Form des Durchlauftunnels erlaubt eine gute Abdichtung der Seitenwände mit einfachen Mitteln, wodurch auch der Nutzeffekt der den Tunnel im Gegenstrom durchströmenden kreimfreien Luft erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beiden Förderorgane von den Seiten der Anlage aus leicht zugänglich sind.
Die Betätigung der Düsen 24, 29, 31, 36 sowie der Ladevorrichtungen 19 durch leicht zu steuernde, hydraulische Kraftzylinder erlaubt eine einfache Synchronisierung und Einstellung der Arbeitstakte. Da die Kraftzylinder in senkrechter Stellung ausserhalb des Tunnels angebracht sind, sind sie leicht kontrollierbar, verstellbar und auswechselbar. Ein und derselbe Kraftzylinder-Typ kann für mehrere Vorrichtungen eingesetzt werden, wodurch sich der Aufwand bei der Herstellung und Überholung der Anlage sowie bei der Lagerhaltung der Ersatzteile beträchtlich verringert.
Die Ausblasvorrichtungen dienen dazu, um das Mittel zum Keimfreimachen aus dem Behälterinnern rückstandsfrei zu entfernen.
Das zum Aussprühen der Behälter 16 benutzte Wasserstoffperoxyd-Aerosol hat den Vorteil, dass sich sein Überschuss auf einfache Weise entfernen lässt und dass es keine nichtflüchtigen Rückstände hinterlässt, die das Füllgut ungünstig beeinflussen könnten. Es ist ausserdem sehr billig und übt auf die in der Anlage verwendeten Werkstoffe keine Korrosionswirkung aus. Es können aber selbstverständlich auch andere Mittel zum Keimfreimachen der Behälter 16 benutzt werden.
Um die Einwirkungsdauer des Mittels zum Keimfreimachen zu vergrössern ohne gleichzeitig den Arbeitstakt zu verlängern und ohne damit die Verpackungsleistung zu verringern, können mehrere Sprühstationen hintereinandergeschaltet werden.
Für denselben Zweck können jeder Sprühstation selbstverständlich auch eine oder mehrere Leerstationen nachgeschaltet werden.
System for sterile packaging of a product in containers
This invention relates to a system for the aseptic packaging of filling goods in containers. Known systems of this type have the disadvantage that the sterilization of the containers takes place in a separate device. This device increases the space and investment requirements, especially since it usually requires additional means for its control and monitoring. Another disadvantage is that the sterilization is often the slowest process step, which limits the packaging performance of the entire system.
Finally, a major disadvantage is that when transferring the containers from the device for disinfecting germs to the closing device, expensive precautionary measures have to be taken so that the germ-free containers are not contaminated again in this way.
The invention is based on the aim of creating a system with little space requirement and high packaging capacity, which can be manufactured and controlled in a simple manner and in which the risk of subsequent contamination is reduced to a minimum.
According to the invention, this is achieved in that there is a pass-through tunnel with a base plate on which at least one endless conveyor element is slidably guided, that a plurality of support parts are arranged on the conveyor element individually or in groups for receiving one container each in the filling position, with successive ones in the longitudinal direction Support parts or
Support part groups have an equally large distance from one another that in the interior of the pass-through tunnel at the same distance from one another or an integral multiple thereof per conveyor element at least one spray device for spraying a means for clearing germs into the container, at least one rinsing device for rinsing the inside of the container using a detergent, at least one Filling device for filling the contents into the container and at least one closing device for the containers are lined up in the conveying direction, the tunnel being flushed with sterile air in order to keep the container sterile during all treatments in the tunnel.
The conveying element is preferably designed like a chain, each chain link having an installation length corresponding to the group spacing and carrying a group of supporting parts.
Preferably, a device is also provided to the
To flush the tunnel in the opposite direction to the conveying direction with sterile air.
In the following an embodiment of the
Subject of the invention tert erläu using the drawings. Show it:
1 shows a detail of a system for aseptic packaging of a filling material in containers in a side view, the side walls of the system facing the viewer having been omitted in order to provide insight into the internal structure,
Fig. 2 is a front view of the same system,
3 shows, on a larger scale, partially cut open a spray nozzle with holder,
4 shows a blow-out nozzle without a holder, partially cut open on a larger scale,
FIG. 5 shows, on a larger scale, partially cut open a second exhaust nozzle without a holder, and FIG
FIG. 6 shows a plan view of the second blow-out nozzle from FIG. 5.
The system shown in FIGS. 1 and 2 for sterile packaging of a product in a container has an elongated, rectangular frame 1, on the top of which a table top 2 of the same width is attached. This is slightly shorter than the frame 1, so that its two end sections are uncovered.
On the frame 1, an elongated tunnel 3 is also attached in its longitudinal direction. This has the cross section of a right-angled U standing on its head and has the same width as the table top 2, but is slightly shorter than this. The main section of the table top 2 serves as the base plate for the tunnel 3.
In the interior of the frame 1, the main part of an elongated, stepwise working horizontal chain conveyor is arranged. This has two endless chain-like conveyor elements 5 running parallel to one another and at a distance from one another, which are guided by a pair of drive wheels 6 and a pair of guide wheels 7. Both conveyor elements 5 are mechanically coupled to one another; since the drive wheels 6 are fixed on a horizontal drive shaft 9 so that they cannot rotate. This can be driven step by step by an electric motor 12 by means of a stepping mechanism 11. The conveying direction is indicated in Fig. 1 by curved arrows. Each conveyor element 5 is composed of a multiplicity of chain links 14 of installation length A, each chain link 14 of one conveyor element 5 being aligned with a chain link 14 of the other conveyor element 5.
Because of the identical nature and mechanical coupling of the two conveying elements 5, the following description is limited to the front conveying element 5 in FIG. 1. The explanations also apply mutatis mutandis to the rear conveying element 5, not visible in FIG. 1. On the outside of each chain link 14 are Equally spaced in the conveying direction three tubular support members 15 open at the top are attached in a vertical position. The inner bore of each support part 15 serves to receive a container 16 in the filling position and for this purpose has a slightly larger diameter than the latter.
For the sliding guidance and for securing against lateral displacement of the upper horizontal run of the conveyor element 5, two plastic rails 17 with an L-profile are attached to the top of the cover plate 2. These are arranged parallel to one another and to the conveying direction on both sides of each run in such a way that the lower L-legs face one another, the distance between the upper L-legs being slightly greater than the width of the run.
The stationary tunnel 3 has removable side walls, a large number of support columns and an upper horizontal cover plate 18, which is designed as a mounting plate. Its two openings are shielded by loosely hanging curtains, not shown. Groups of different types of devices of the same size, which perform different functions, are attached to the mounting plate at group spacing A. Each group represents a stationary treatment station for the group of containers 16 located underneath and carried by a group of support parts 15.
In the following description, the idle state of the conveyor element 5 shown in FIG. 1 is used as a basis.
A group of three loading devices 19, known per se, is fixedly mounted above the rear end section of the cover plate 18 in the conveying direction and on the left in FIG. 1, which forms the loading station I and each loads a group of support parts 15 with three containers 16 located below.
The group of loading devices 19 is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 19 which is fastened in a vertical position on the upper side of the cover plate 18.
A group of three pressing devices 20 for pressing a group of containers 16 is fixedly attached to the section of the cover plate 18 following in the conveying direction at a distance A from the loading devices 19 mentioned. This forms the pressing station II and is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 20a which is fastened in a vertical position on the upper side of the cover plate 18. Each pressing device 20 has in the interior of the tunnel 3 a punch 21 which can be moved vertically from a high rest position to a working position located close above a loaded container 16 in order to correct the filling position of this container in this way.
A group of three spraying devices 23 for spraying out a group of containers 16 is fixedly attached to the section of the cover plate 18 following in the conveying direction at a distance A from the aforementioned pressing devices 20. This forms the spray station II and is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 23a fastened on the cover plate 18. Each spray device 23 has a tubular spray nozzle 24 in the interior of the tunnel, which is vertically displaceable from an elevated rest position into a working position located just above the bottom of the interior of a container.
The spray nozzle 24 shown in FIG. 3 has at its lower end a porous mouthpiece 25 made of sintered material which, when a medium is pressed through, delivers a large spray cone which is almost coaxial with the spray nozzle 24. The upper end of each spray nozzle 24 is held in the lower of the two aligned connection pieces of a T-piece 26, the third connection piece 27 of which protrudes laterally and is connected to a device (not shown) for generating hydrogen peroxide aerosol.
A group of three first blow-out devices 28 for flushing a group of containers 16 with hot air or steam is fixedly attached to the section of the cover plate 18 of the continuous tunnel 3 following in the conveying direction at a distance A from the spray devices 23 mentioned. This forms the rinsing station IV and is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 28a fastened on the cover plate 18. Each first blow-out device 28 has in the interior of the tunnel 3 a tubular first blow-out nozzle 29, which is vertically displaceable from an elevated rest position into a working position located just above the bottom of the interior of a container 16.
The first blow-out nozzle 29 is shown in cross section in FIG. Its holder corresponds to the holder of the spray nozzle 24 shown in FIG. 3. The third, laterally protruding connection piece of the T-piece is, however, connected to a device, not shown, for generating hot air or steam.
On the section of the cover plate 18 of the continuous tunnel 3 following in the conveying direction, a group of three second blow-out devices 30 for rinsing a group of containers 16 is fixedly attached at a distance A from the aforementioned first blow-out nozzles 28. This forms the rinsing station V and is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 30a fastened on the cover plate 18. Each second blow-out device 30 has a tubular second blow-out nozzle 31 inside the tunnel 3, which is vertically displaceable from a high rest position into a working position located just above the bottom of the interior of a container 16. The second exhaust nozzle 31 shown in FIGS. 5 and 6 has at its lower end an axial exhaust opening 32 with a greatly reduced cross section.
On the circumference of the lower end, however, there are still twelve exhaust openings 33 which are equidistant from one another and from the nozzle axis and which are similar to those of a ring burner, but are all inclined upwards outwards at the same angle. In this way, only a fine spray jet is sent out in the axial direction; all twelve blow-out openings 33 also produce a hollow, upwardly open spray cone, the tip of which lies close to the lower end of the second blow-out nozzle 31. The holder of the second exhaust nozzle 31 corresponds to the holder of the spray nozzle 24 shown in FIG. 3. The third, laterally protruding connection piece of the T-piece is, however, connected to a device (not shown) for generating superheated steam.
On the section of the cover plate 18 of the continuous tunnel 3 following in the conveying direction, a group of three known filling devices 35 for filling the contents into a group of containers 16 is fixedly attached at a distance A from the mentioned second blow-out devices 30. This forms the filling station VI and is actuated by means of an associated hydraulic power cylinder 35a fastened on the cover plate 18. Each filling device 35 has a tubular filling nozzle 36 in the interior of the tunnel, which is vertically displaceable from a high rest position into a working position located above the bottom of the interior of a container 16. The upper end of the filling nozzle 36 is connected to a storage container (not shown) for the filling material.
A group of three known closing devices 38 for closing a group of containers 16 is fixedly attached to the front end section in the conveying direction of the cover plate 18 of the continuous tunnel 3 at a distance A from the mentioned filling devices 35. This forms the closing station VII. Each closing device 33 can be actuated by means of actuating means (not shown) in such a way that it closes a filled container 16 located below it.
At the front end of the tunnel 3 in the direction of flow and on the right in FIG. 1, the outlet duct 40 of a wind tunnel is connected laterally, which is connected to a device (not shown) for generating sterile air. The direction of flow is indicated by three straight arrows; it is directed opposite to the conveying direction.
Outside the tunnel, a group of three trimming devices 42 known per se for trimming a group of containers 16, which forms the trimming station VIII, is fixedly attached at a distance 2A from the aforementioned closing devices 38. Each trimming device 42 can be actuated by means of actuating means (not shown) in such a way that it removes the burr of a container 16 located underneath it that was created during the closure.
At the front end of the frame 1 in the conveying direction, a group of three known pull-out devices 44 for checking and unloading a group of trimmed containers 16 from their group of support parts 15 is attached at a distance greater than A. This group forms the pull-out station IX, which is followed by further known devices for processing and transporting the unloaded containers 16.
The mode of action is as follows:
The system described has nine different stations I-IX, of which the stations I-VII are located at a distance A from one another inside the tunnel 3, while the stations VIII and IX lie in front of the tunnel 3 in the conveying direction. The upper horizontal run of the conveyor element 5 is fully loaded with containers 16 with the exception of the chain link furthest behind in the conveying direction (furthest to the left in FIG. 1). The length and stroke of the nozzles 24, 29, 31, 36 are set so that their lower ends do not hinder the conveyance in the rest position and are in the working position at a preselected distance above the bottom of the container interior.
In the rest pause of the conveyor element 5 shown in FIG. 1, all devices located in the eight stations I-VIII carry out a work cycle. At the same time - in the loading station I the group of empty support parts 15 located there are loaded with a group of containers 16 by means of the group of loading devices 19 located there, - in the pressing station II the group of containers 16 located there are pressed into the correct filling position using the group of pressing devices 20 - In the spray station III the group of containers 16 located there is sprayed with hydrogen peroxide aerosol by means of the group of spray devices 23, - in the rinsing station IV the group of containers 16 located there is rinsed with steam by means of the group of first blow-out devices 28, - in the rinsing station V the group of containers 16 located there by means of the group of the second
Blow-out devices 30 rinsed with hot air or superheated steam, - in the filling station VI the group of containers 16 located there is filled with filling material by means of the group of filling devices 36, - in the closing station VII the group of containers 16 located there is closed by means of the group of closing devices 38, - in the Trimming station VIII freed the group of containers 16 located there by means of the group of trimming devices 42 from the burr created during sealing, and - in the extraction station IX, the group of supporting parts 15 located there checked and unloaded by means of the group of extraction devices 44.
Because of the identical nature and the mechanical coupling of the two conveying elements 5, all processes in the rear, left-hand tunnel half in FIG. 2, take place simultaneously and in the same way as in the front, right-hand tunnel half in FIG. 2. This must also be taken into account in the following explanations.
After completion of the activities mentioned, all devices return to their rest position and are then immediately ready to repeat the work cycle after a conveying step.
After actuation of the stepping mechanism 11, the electric motor 12 moves the conveying element 5 by one conveying step in the conveying direction, which then remains in the rest position again.
A conveying step corresponds spatially to the installation length A of a chain link 14 and thus also to the distance A between two successive stations I-VII. The chronological order of the funding steps corresponds to the work cycle.
As a result of the aforementioned conveying step, all groups of containers 16 that were previously in stations I-VI get into the next station. A chain link 14 with a group of empty support parts 15 moves up into station I. The twice as large distance between stations VII and VIII has the consequence that each group of containers 16 only inserts a rest cycle after leaving station VII; it only reaches station VIII in the following conveying step.
Since the conveying steps follow one another endlessly with a preselected time interval, a group of containers 16 is successively loaded, pressed, sprayed, rinsed, rinsed, filled, closed and trimmed in nine work cycles and checked and unloaded as a group of finished packs at a later point in time. The packaging performance of the described machine per hour is mathematically equal to the product of the number of conveyor elements 5, the number of supporting parts 15 per chain link 14 and the number of work cycles per hour. If the latter is, for example, 1000, the result in the embodiment described is a packaging output of 2 X 3 X 1000 = 6000 / h.
The advantages of the system described are its small footprint and the small amount of time required for the sterile packaging of a product in similar containers.
The tunnel 3 is flushed through with sterile air in order to keep the container 16 sterile during all treatments taking place in the tunnel. In this way, in particular, subsequent contamination on the way between the spraying station and the sealing station is prevented.
Another advantage is the high level of reliability with which the sterility of the system described can be maintained. The shape of the tunnel allows a good sealing of the side walls with simple means, whereby the efficiency of the anti-creep air flowing through the tunnel in countercurrent is increased.
Another advantage is that the two conveying elements are easily accessible from the sides of the system.
The actuation of the nozzles 24, 29, 31, 36 and the loading devices 19 by easily controllable hydraulic power cylinders allows easy synchronization and adjustment of the work cycles. Since the power cylinders are mounted in a vertical position outside the tunnel, they are easy to control, adjust and replace. One and the same type of power cylinder can be used for several devices, which considerably reduces the effort involved in the manufacture and overhaul of the system and in the storage of spare parts.
The blow-out devices are used to remove the germ-free agent from the interior of the container without leaving any residue.
The hydrogen peroxide aerosol used for spraying out the container 16 has the advantage that its excess can be removed in a simple manner and that it does not leave any non-volatile residues behind which could adversely affect the contents. It is also very cheap and does not have any corrosive effect on the materials used in the system. However, other means of sterilizing the container 16 can of course also be used.
In order to increase the duration of action of the germ-free agent without lengthening the work cycle at the same time and without reducing the packaging performance, several spraying stations can be connected in series.
For the same purpose, each spray station can of course also be followed by one or more empty stations.