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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Vorrichtung zum Sterilisieren ist bereits aus der
DE 42 18 941 C2 der Anmelderin bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung werden die einzelnen Verpackungsbehälter von einer Übergabeeinrichtung aus einem Stapelmagazin abgezogen und in Aufnahmen einer als endlose Förderkette ausgebildeten ersten Fördereinrichtung übergeben. Die erste Fördereinrichtung ist innerhalb eines sterilen Bereichs einer Verpackungsanlage angeordnet und dient dazu, die Verpackungsbehälter, die nachfolgend mit einem Füllgut, wie z. B. Joghurt, befüllt werden, in den Bereich der Vorrichtung und aus dieser heraus zu fördern. Hierzu sind an einem inneren Bereich der ersten Fördereinrichtung Sterilisierdüsen der Vorrichtung angeordnet, die z. B. dampfförmiges Sterilisiermittel in die Verpackungsbehälter einleiten. Anschließend werden die Verpackungsbehälter noch innerhalb des Bereichs der Transporteinrichtung getrocknet und mittels einer weiteren Übergabeeinrichtung in Aufnahmen einer zweiten Fördereinrichtung übergeben, die die sterilisierten Verpackungsbehälter einer Füll- und Verschließeinrichtung zuführt. Die bekannte Vorrichtung zum Sterilisieren ist durch die große Anzahl von Sterilisierdüsen, deren Bewegung mit der Bewegung der Verpackungsbehälter in der ersten Fördereinrichtung abgestimmt werden muss, relativ aufwändig aufgebaut.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass ein vereinfachter Aufbau der Vorrichtung erzielt wird. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch die Verwendung eines flüssigen Sterilisiermittels die Möglichkeit zu schaffen, die Verpackungsbehälter als Ganzes in das Sterilisiermittel einzutauchen, sodass diese von innen und von außen gleichzeitig sterilisiert werden können. Dadurch wird zum einen ein hoher Sterilisierungsgrad der Verpackungsbehälter erzielt und zum anderen lässt sich der vorrichtungstechnische Aufwand der Vorrichtung insofern verringern, als keine Sterilisierdüsen oder ähnliches wie beim Stand der Technik benötigt werden. Stattdessen genügt ein einfacher, wannenförmiger Behälter, in dem das flüssige Sterilisiermittel angeordnet ist, in den die Verpackungsbehälter mitsamt dem die Verpackungsbehälter haltenden Bereich der Fördereinrichtung eintauchen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Als besonders wichtig hat es sich herausgestellt, den Eintauchvorgang der Verpackungsbehälter in das flüssige Sterilisiermittel derart zu gestalten, dass sich beim Eintauchen keine Lufteinschlüsse bzw. Luftblasen in den Verpackungsbehältern bilden, an deren Ort kein Sterilisiermittel gelangt. Daher wird in einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Längsachse der Verpackungsbehälter in einem Eintauchbereich in das Sterilisiermittel gegen die Horizontale geneigt angeordnet ist, derart, dass das bodenseitige Ende der Verpackungsbehälter zuerst in das Sterilisiermittel eintaucht.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn der Winkel der Längsachse zur Horizontalen zwischen 10° und 80° beträgt. Dieser Winkel ist insbesondere abhängig von der Becherform sowie ggf. von dem Bechervolumen und ist je nach vorgesehenem Verpackungsbehälter festzulegen bzw. anzupassen.
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Um eine konstruktiv möglichst einfache Trennung des sterilen Bereichs von dem unsterilen Bereich ausbilden zu können, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass eine Trennwand zur Trennung des unsterilen Bereichs von dem sterilen Bereich der Vorrichtung vorgesehen ist, dass die Trennwand mit einem Ende in das Sterilisiermittel eintaucht und, dass der Sterilisiermittelbehälter mit jeweils einem Teilbereich in dem unsterilen und dem sterilen Bereich der Vorrichtung angeordnet ist. Somit dient der Sterilisiermittelbehälter quasi als Schleuse zwischen dem sterilen und unsterilen Bereich, wobei durch die Ausbildung des Sterilisiermittels als flüssiges Sterilisiermittel der Zutritt von unsteriler Umgebungsluft in den sterilen Bereich auf einfache Art und Weise verhindert wird.
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Um die sterilisierten Verpackungsbehälter anschließend befüllen und verschließen zu können, ist es erforderlich, den Innenraum der Verpackungsbehälter von dem Sterilisiermittel zu befreien. In einer besonders einfachen und wirkungsvollen Ausgestaltung der Erfindung ist es hierzu vorgesehen, dass die Verpackungsbehälter nach dem Austritt aus dem Sterilisiermittel zumindest auf einer Teilstrecke des Förderwegs mit der Öffnung der Verpackungsbehälter nach oben derart gefördert werden, dass das Sterilisiermittel aus der Öffnung des Verpackungsbehälter ausläuft. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der allergrößte Anteil des Sterilisiermittels durch einfaches Auslaufen aus dem Verpackungsbehälter entfernt wird.
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Darüber hinaus kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass sich an den Sterilisiermittelbehälter auf dem Förderweg der Verpackungsbehälter eine Trockenstrecke anschließt, in der eine Trocknungseinrichtung für die Verpackungsbehälter angeordnet ist. Eine derartige Trocknungseinrichtung kann beispielsweise in einem Heizstrahler oder in der Verwendung von Heißluft bestehen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Fördereinrichtung, bei der diese eine relativ hohe Leistung aufweist sowie zuverlässig arbeitet, besteht darin, wenn die Fördereinrichtung als endlose Fördereinrichtung, insbesondere als Förderkette, ausgebildet ist, und wenn die Förderkette Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Verpackungsbehälters aufweist.
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Dabei ist es insbesondere vorgesehen, zur Minimierung der Kontaktflächen zwischen der Fördereinrichtung und dem Verpackungsbehälter die Aufnahme in der Fördereinrichtung derart auszugestalten, dass die Aufnahme den Verpackungsbehälter im Bereich seiner Becheröffnung umfasst.
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Ein besonders hoher Sterilisiergrad bzw. eine vollständige Sterilisierung der Verpackungsbehälter lässt sich dabei erzielen, wenn Mittel zum zeitweisen Freisetzen der Verpackungsbehälter im Sterilisiermittel von den Abschnitten der Aufnahmen vorgesehen sind, in denen die Verpackungsbehältern in den Aufnahmen gehalten sind. Somit lassen sich auch die Kontaktbereiche zwischen den Aufnahmen und den Verpackungsbehältern durch das Sterilisiermittel reinigen bzw. sterilisieren.
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Um weiterhin den Zutritt von unsteriler Luft in den sterilen Bereich im Bereich der Fördereinrichtung zu vermeiden, in der diese durch die Trennwand hindurchtritt, ist es darüber hinaus in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Trennwand wenigstens eine Öffnung zum Durchführen der Fördereinrichtung außerhalb des Sterilisiermittelbehälters aufweist und, dass zumindest der Bereich der wenigstens einen Öffnung zum unsterilen Bereich hin abgedichtet ist, insbesondere durch eine einen Überdruck erzeugende pneumatische Einrichtung. Eine derartige pneumatische Einrichtung kann beispielsweise in einer Einrichtung bestehen, die einen sogenannten „Laminar-Flow” erzeugt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigt in der einzigen Figur einen vereinfacht dargestellten Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern.
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In der einzigen Figur ist eine Vorrichtung 10 zum Sterilisieren von becherförmigen Verpackungsbehältern 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 ist hierbei insbesondere Bestandteil einer in der Figur im Einzelnen nicht dargestellten größeren Verpackungsanlage, welche zum Füllen der Verpackungsbehälter 1 insbesondere mit einem pastösen Füllgut, z. B. Joghurt oder ähnlichem, sowie zum Verschließen der Verpackungsbehälter nach deren Befüllen, z. B. mit einem Deckel, dient.
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Ergänzend wird erwähnt, dass, falls im Rahmen der Beschreibung oder den Ansprüchen von „Sterilisieren” oder „Sterilisiermittel” gesprochen wird diese Begriffsbezeichnung nicht einschränkend zu bewerten sind. Vielmehr kann anstelle einer Sterilisierung bzw. eines Sterilisiermittels beispielhaft ebenso eine Reinigung bzw. ein Reinigungsmittel, eine Entkeimung bzw. ein Entkeimmittel gemeint sein bzw. eingesetzt werden. Die Vorrichtung 10 ist in jedem Fall auch zur Verarbeitung von anderen flüssigen Medien als von „Sterilisiermittel” geeignet. „Sterilisierung” im Rahmen der Erfindung bedeutet jede Behandlung mit einem Medium, die dazu geeignet ist, Verunreinigungen oder bsw. Keime von den Verpackungsbehältern 1 zu entfernen.
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Bei den Verpackungsbehältern 1 handelt es sich insbesondere um aus Kunststoff bestehende Verpackungsbehälter 1, welche zuvor auf einer ebenfalls nicht dargestellten Fertigungsanlage, z. B. einer Thermoformanlage, hergestellt und anschließend vereinzelt wurden. Die Verpackungsbehälter 1 werden im Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 in Form von ineinander gestapelten Verpackungsbehältern 1 zugeführt, welche in einem schachtförmigen Vorratsmagazin 11 gespeichert sind. Die Verpackungsbehälter 1 werden beispielhaft mittels einer im Detail nicht näher dargestellten ersten Übergabeeinrichtung 12 einzeln aus dem Vorratsmagazin 11 entnommen und der Vorrichtung 10 zugeführt. Hierzu weist die erste Übergabeeinrichtung 12 z. B. einen beweg- bzw. schwenkbaren Saugfinger 13 auf, der jeweils den untersten Verpackungsbehälter 1 aus dem Vorratsmagazin 11 abzieht und an eine Fördereinrichtung 15 der Vorrichtung 10 übergibt.
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Die Fördereinrichtung 15 weist im Ausführungsbeispiel eine endlos ausgebildete Förderkette 16 auf, die um mehrere, nicht dargestellte Umlenkräder geführt ist, wovon wenigstens ein Umlenkrad mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Antriebs insbesondere kontinuierlich angetrieben ist. Die Förderkette 16 weist insbesondere in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Aufnahmen 17 auf, deren Größe bzw. Durchmesser der Größe bzw. dem Durchmesser der Verpackungsbehälter 1 derart angepasst sind, dass die Verpackungsbehälter 1 im Bereich ihrer Becheröffnungen 2 klemmend in der jeweiligen Aufnahme 17 gehalten sind, wobei der Becherrand 3 des Verpackungsbehälters 1 auf der Aufnahme 17 aufliegt.
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Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle einer klemmenden Aufnahme der Verpackungsbehälter 1 in den Aufnahmen 17 es auch im Rahmen der Erfindung liegt, eine nicht klemmende Aufnahme der Verpackungsbehälter 1 in den Aufnahmen 17 vorzusehen, wobei die Sicherung der Verpackungsbehälter 1 dann beispielsweise über Niederhalter oder sonstige Halteelemente erfolgen kann.
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Die Fördereinrichtung 15 wirkt mit einem Sterilisiermittelbehälter 20 zusammen. Der insbesondere wannenförmig ausgebildete Sterilisiermittelbehälter 20 dient der Aufnahme bzw. der Speicherung eines flüssigen Sterilisiermittels 5, z. B. von Wasserstoffperoxid oder einem sonstigen, zur Reinigung bzw. zur Sterilisation der Verpackungsbehälter 1 geeigneten Sterilisiermittel 5. Das Sterilisiermittel 5 ragt hierbei in dem Sterilisiermittelbehälter 20 bis zu einem Füllpegel 21. Vorteilhafterweise wird der Füllpegel 21 mittels einer nicht dargestellten Kontrolleinrichtung überwacht, sodass beim Unterschreiten eines bestimmten Füllpegels 21 Sterilisiermittel 5 nachgefüllt wird.
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Die Anordnung der Förderkette 16 bzw. der Umlenkräder ist derart, dass die Förderkette 16 mitsamt den darin befindlichen Verpackungsbehältern 1 auf einem Teilbereich 22 der Förderstrecke in das Sterilisiermittel 5 des Sterilisiermittelbehälters 20 eintaucht. Dieses Eintauchen der Verpackungsbehälter 1 in das Sterilisiermittel 5 findet in einem Eintauchbereich 23 statt. Hierbei ist die Anordnung der Verpackungsbehälter 1 in den Aufnahmen 17 der Förderkette 16 derart, dass die Längsachse 6 der Verpackungsbehälter 1 im Eintauchbereich 23 gegen die Horizontale (Füllpegel 21) einen Winkel α zwischen 10° und 80° aufweist. Wesentlich hierbei ist, dass dabei der Boden 4 des Verpackungsbehälters 1 zuerst in das Sterilisiermittel 5 eintaucht. Dies hat zur Folge, dass beim Eintauchen des Verpackungsbehälters 1 im Innenraum 7 des Verpackungsbehälters 1 befindliche Luft vollständig aus dem Innenraum 7 entweichen kann, sodass sich keine Luftblasen im Innenraum 7 bilden, wenn der Verpackungsbehälter 1 unterhalb des Füllpegels 21 im Sterilisiermittel 5 gefördert werden. Dadurch wird eine vollständige Reinigung bzw. Sterilisation der Verpackungsbehälter 1 bewirkt.
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Die Vorrichtung 10 weist zwei Bereiche 25, 26 auf. Hierbei ist der eine Bereich 25 als unsteriler Bereich 25 ausgebildet, d. h., dass in dem unsterilen Bereich 25 infolge der Umgebungsluft Keime oder ähnliches vorhanden sein können. Demgegenüber ist der sterile Bereich 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang von Keimen oder ähnlichem verhindert wird.
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Die Verpackungsbehälter 1 werden von dem Bereich der Übernahme aus dem Vorratsmagazin 11 in die Fördereinrichtung 15 bis in den Eintauchbereich 23 unter unsterilen Bedingungen gehandhabt, während ab dem Eintauchen der Verpackungsbehälter 1 in das Sterilisiermittel 5 diese während ihrer weiteren Behandlung zumindest weitestgehend unter sterilen Bedingungen gehandhabt werden. Wesentlich ist, dass der Sterilisiermittelbehälter 20 sowohl Bestandteil des unsterilen Bereichs 25 als auch Bestandteil des sterilen Bereichs 26 ist. Die Trennung des Sterilisiermittelbehälters 20 zwischen dem unsterilen Bereich 25 und dem sterilen Bereich 26 erfolgt mittels einer Trennwand 30, die insbesondere Bestandteil eines nicht näher dargestellten, geschlossenen Gehäuses der Vorrichtung 10 oder der Verpackungsanlage ist. Wichtig hierbei ist, dass die Trennwand 30 mit ihrem dem Sterilisiermittelbehälter 20 zugewandten unteren Ende 31 bis unterhalb des Füllpegels 21 ragt, sodass keine Umgebungsluft über das untere Ende 31 in den sterilen Bereich 26 der Vorrichtung 10 gelangen kann. Ferner weist die Trennwand 30 in einem oberen Bereich wenigstens eine Durchgangsöffnung 32 auf, durch die die Förderkette 16 geführt ist.
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Um zu vermeiden, dass unsterile Umgebungsluft über die wenigstens eine Durchgangsöffnung 32 in den sterilen Bereich 26 der Vorrichtung 10 gelangt, ist oberhalb der wenigstens einen Durchgangsöffnung 32 eine pneumatische Einrichtung 33 angeordnet, die eine von oben nach unten gerichteten, insbesondere laminar ausgebildeten Luftströmungsvorhang 34 erzeugt, wobei durch die pneumatische Einrichtung 33 gleichzeitig in dem sterilen Bereich 26 gegenüber dem unsterilen Bereich 25 ein Überdruck erzeugt wird, der den Eintritt von Umgebungsluft über die Durchgangsöffnung 32 in den sterilen Bereich 26 der Vorrichtung 10 verhindert.
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Innerhalb des Sterilisiermittelbehälters 20 sind optional unterhalb des Füllpegels 21 noch eine obere Führungsschiene 35 und eine untere Führungsschiene 36 in Wirkverbindung mit den Verpackungsbehältern 1 angeordnet. Hierbei bewirkt die obere Führungsschiene 35 durch Anlagekontakt mit dem Boden 4 der Verpackungsbehälter 1, dass die Verpackungsbehälter 1 ein Stück weit aus ihrer jeweiligen Aufnahme 17 herausgehoben werden, sodass auch die zuvor in Kontakt mit der Aufnahme 17 befindlichen Abschnitte des Verpackungsbehälters 1 in Kontakt mit dem Sterilisiermittel 5 gelangen. Mittels der unteren Führungsschiene 36 wird auf dem weiteren Förderweg der Verpackungsbehälter 1 wieder vollständig in die Aufnahme 17 eingeschoben bzw. eingedrückt.
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Nach dem Austauchen der Verpackungsbehälter 1 aus dem Sterilisiermittel 5 muss das Sterilisiermittel 5 vor der Weiterbehandlung, d. h. vor dem Füllen und Verschließen der Verpackungsbehälter 1, aus dem Innenraum 7 der Verpackungsbehälter 1 entfernt werden. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Anordnung der Förderkette 16 derart ist, dass beim Austauchen der Verpackungsbehälter 1 aus dem Sterilisiermittel 5 diese mit ihrer Becheröffnung 2 nach unten ragend aus dem Sterilisiermittel 5 austauchen. Dadurch läuft das Sterilisiermittel 5 aus dem Innenraum 7 der Verpackungsbehälter 1 aus und gelangt dabei insbesondere wieder unmittelbar in den Sterilisiermittelbehälter 20.
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Auf dem weiteren Förderweg der Verpackungsbehälter 1 ist zusätzlich eine Trocknungseinrichtung 38 vorgesehen, die vorteilhafterweise sowohl die Außenflächen als auch den Innenraum 7 der Verpackungsbehälter 1 trocknet bzw. vom Sterilisiermittel 5 befreit. Hierbei kann die Trocknungseinrichtung 38 z. B. aus dem Stand der Technik bekannte Heizstrahler oder Luftdüsen aufweisen.
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Nach dem vollständigen Trocknen der Verpackungsbehälter 1 müssen diese zur Weiterverarbeitung aus den Aufnahmen 17 der Fördereinrichtung 15 entnommen werden. Hierzu ist eine zweite Übergabeeinrichtung 39 vorgesehen, die beispielsweise ebenfalls einen pneumatisch wirkenden Saugfinger 40 aufweist, mit dessen Hilfe der jeweilige Verpackungsbehälter 1 aus der Aufnahme 17 entnommen und an eine weitere Fördereinrichtung 42 übergeben wird. Die weitere Fördereinrichtung 42 ist beispielsweise ebenfalls als endloses Förderband ausgebildet und fördert die Verpackungsbehälter 1 einer nachgeordneten Füll- und Verschließvorrichtung zu.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Weise modifiziert bzw. abgewandelt werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere können auch andersartig ausgebildete Fördereinrichtungen 15 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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