DE19945500A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von Behältern in einer Füllmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von Behältern in einer FüllmaschineInfo
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Abstract
Dargestellt und beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entkeimen von für die Abfüllung von, insbesondere flüssigen oder pastösen, Nahrungsmitteln vorgesehenen Behältern (7) in einer Füllmaschine, wobei die Behälter (7) unmittelbar vor der Abfüllung mit Wasserstoffperoxid (H¶2¶O¶2¶) ausgespült werden und die Abfüllung in steriler Umgebung erfolgt, wobei das in der Abluft enthaltene H¶2¶O¶2¶ in einem Katalysator (12) zu H¶2¶O¶2¶ und O¶2¶ zersetzt wird, und wobei die so gewonnene Sterilluft zum Entfernen des Wasserstoffperoxids aus den Behältern (7) dient. Zur Optimierung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Verfahrenssicherheit ist vorgesehen, daß die Sterilluft im Innern der Füllmaschine eine laminare Strömung bildet und daß sie zur Abdichtung der Abfüllkammer (4) genutzt wird, indem das überschüssige Luftvolumen an die Umgebung abgegeben wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von
für die Abfüllung von, insbesondere flüssigen oder
pastösen, Nahrungsmitteln vorgesehenen Behältern in einer
Füllmaschine, wobei die Behälter unmittelbar vor der
Abfüllung mit Wasserstoffperoxid (H2O2) ausgespült werden
und die Abfüllung in steriler Umgebung erfolgt, wobei das
in der Abluft enthaltene H2O2 in einem Katalysator zu H2O
und O2 zersetzt wird, und wobei die so gewonnene
Sterilluft zum Entfernen des Wasserstoffperoxids aus den
Behältern dient sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
eines solchen Verfahrens.
Vorrichtungen zum keimfreien Verpacken von Nahrungs- oder
Genußmitteln in Verpackungsbehältern sind in vielerlei
Ausführungen bekannt. Zur Verlängerung der Haltbarkeit
werden solche Nahrungsmittel wie beispielsweise Milch
oder Milchprodukte unter aseptischen Bedingungen in ihre
Verpackungsbehälter abgefüllt. Als Behälter kommen häufig
Verbund-Faltschachtelpackungen zum Einsatz.
Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 36 07 322 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung hat
einen Reinraum mit einer sterilen Atmosphäre, in der
Einrichtungen zum Sterilisieren, Spülen, Abfüllen und
Verschließen der Verpackungsbehälter angeordnet sind.
Unmittelbar vor der Abfüllung erfolgt die Ausspülung der
oben offenen Behälter mit Wasserstoffperoxid (H2O2).
H2O2 wird wegen seiner stark bakteriziden Wirkung
bevorzugt als Sterilisiermittel eingesetzt. Darüber
hinaus hat Wasserstoffperoxid den Vorteil, daß seine
Zerfallsprodukte O2 (Sauerstoff) und H2O (Wasser) völlig
ungefährlich sind.
Nach dem Ausspülender Behälter mit H2O2 werden die
Behälteroberflächen mit Heißluft getrocknet, die als
warme peroxidhaltige Abluft anfällt und aus der
Füllmaschine abgezogen wird. Der eigentliche
Abfüllvorgang und das anschließende Verschließen der
Behälter erfolgt in steriler Umgebung, indem eine Kammer
mit Sterilluft unter Überdruck gehalten wird.
Bei den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen wird die
für den Abfüllvorgang benötigte Sterilluft durch
Feinstfiltration oder Erhitzen von Luft zu Reinluft
erzeugt. Die beim Spülvorgang anfallende peroxidhaltige
Abluft wird bei dem genannten Verfahren an die Umgebung
abgegeben.
Es ist ferner bereits bekannt, daß zum Ausspülen der
Behälter benutzte Wasserstoffperoxid in seine
Zerfallsprodukte O2 und H2O aufzuspalten und die so
gewonnene heiße Sterilluft wieder der Füllmaschine
zuzuführen, um das Wasserstoffperoxid aus den Behältern
zu entfernen. Ein solches Verfahren ist in der DE 42 07 896 A1
beschrieben. Nachteilig an diesem bekannten
Verfahren bzw. der entsprechend bekannten Vorrichtung ist
jedoch, daß die zu sterilisierenden Behälter in einer
abgeschlossenen Schleusenraum mit Wasserstoffperoxid
beaufschlagt werden und in dieser Schleusenraum auch das
Ausspülen der Behälter mittels der gewonnenen heißen
Sterilluft erfolgt.
Es ist schnell ersichtlich, daß eine solche Vorrichtung
technisch aufwendig ist, da der Schleusenraum aus einer
stirnseitig durch Scheiben geschlossenen Trommel mit
zylindermantelförmigen Trommelwandungen gebildet ist.
Hierbei ist nicht nur die Abdichtung des Schleusenraumes
technisch aufwendig, sondern auch ein nachgeschalteter
aseptischer Vorraum zwingend notwendig, um die
sterilisierten Behälter keimfrei an die Abfüllstation zu
übergeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das
eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verfahren
und die entsprechende Vorrichtung zum Entkeimen von für
die Abfüllung von Nahrungsmitteln vorgesehenen Behältern
in einer Füllmaschine so auszugestalten und
weiterzubilden, daß hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit,
Umweltverträglichkeit und Verfahrenssicherheit eine
Optimierung erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt verfahrensgemäß
dadurch, daß die Sterilluft im Innern der Füllmaschine
eine laminare Strömung bildet und daß sie zur Abdichtung
der Abfüllkammer genutzt wird, indem das überschüssige
Luftvolumen an die Umgebung abgegeben wird. Auf diese
Weise erfolgt neben der zuverlässigen Abdichtung eine
Energieeinsparung durch die Nutzung der bereits
vorgewärmten Sterilluft und andererseits eine Minimierung
der Emission durch die zusätzliche Nutzung des zur
Sterilisierung der Behälteroberflächen verwendeten
Wasserstoffperoxids.
Vorrichtungsmäßig wird die Lösung der Aufgabe erreicht
durch eine Abfüllkammer mit jeweils einer Einlaß- und
einer Auslaßöffnung für die transportierten Behälter
sowie jeweils wenigstens eine Filtereinheit, eine
Katalysatoreinheit und einen Ventilator, die so
hintereinander geschaltet angeordnet sind, daß die aus
dem Ventilator strömende entspannte Sterilluft der
Abfüllkammer derart zugeführt wird, daß die Sterilluft im
Innern der Füllmaschine einen Luftvorhang laminarer
Strömung bildet und daß die überschüssige Sterilluft
durch die Einlaß- und Auslaßöffnungen ins Freie strömt.
Erfindungsgemäß ist eine Optimierung des Abfüllvorganges
dadurch erreicht worden, daß das Ausspülen der Behälter
mit Wasserstoffperoxid unmittelbar vor der Abfüllung
erfolgt. Durch die Rückführung des abgesaugten H2O2/Luft-
Gemisches und die nachgeschaltete Sterillufterzeugung
wird der Energieinhalt der Abluft ausgenutzt, da die
Sterilluft bereits eine erhöhte Temperatur aufweist und
so wirtschaftlich optimal zum Trocknungsvorgang
eingesetzt werden kann. Im Innern der Abfüllkammer sorgt
ein laminare Strömungsvorhang ("laminar flow") für ein
gleichmäßiges, zuverlässiges Entfernen des
Wasserstoffperoxides aus den kontinuierlich durch den
Abfüllbereich transportierten Behältern.
Dadurch, daß im Innern der Abfüllkammer aufgrund der
zusätzlich zugeführten Sterilluft ein Überdruck entsteht,
ist eine optimale Abdichtung des gesamten Abfüllbereiches
gegen die Umgebung gewährleistet, so daß keine Bakterien
ins Innere des Abfüllbereiches gelangen können. Auf diese
Weise werden die Sicherheit und die Effizienz beim
Sterilisieren der Behälter gewährleistet.
Da ein Austritt von H2O2 aus der Abfüllkammer nicht völlig
ausgeschlossen werden kann, kann in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung die aus der Abfüllkammer
heraustretende Abluft abgesaugt werden, wenn dies
wünschenswert ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Abluft
nach dem Austritt aus der Füllmaschine zunächst
gefiltert, wobei die Filterung vorzugsweise mechanisch
erfolgt. Auf diese Weise lassen sich Fremdkörper, wie
beispielsweise durch den Behälterabrieb entstehende
Partikel, zuverlässig aus dem Abluftstrom entfernen. Nach
einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Sterilluft vor dem Eintritt in die Abfüllkammer
beheizt. Auf diese Weise kann mit einem geringen
zusätzlichen Energieeinsatz die Sterilluft ein
Temperaturniveau gebracht werden, das hinsichtlich auf
eine optimale Trocknung der mit Wasserstoffperoxid
ausgespülten Behälter abgestimmt ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß die
Abluft bzw. Sterilluft im Kreislauf geführt wird. Durch
die Kreislaufführung werden konstante Bedingungen für die
Maschinenluft erzielt, um Temperatur und Feuchte der
Sterilluft unabhängig von äußeren klimatischen
Bedingungen zu halten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
näher erläutert. In der einzigen Figur ist schematisch im
Längsschnitt der Abfüllbereich einer Füllmaschine
dargestellt.
Zum Sterilisieren wird dabei H2O2 Aerosol und sterile
Druckluft durch eine Leitung 1 einer Heizung 2 zugeführt,
wo eine Verdampfung stattfindet und der entstandene unter
Druck stehende H2O2-Dampf durch eine Leitung 3 in das
Innere einer Abfüllkammer 4 zugeführt. Die Abfüllkammer 4
weist eine Einlaßöffnung 5 auf, durch die kontinuierlich
eine Transportkette 6 in den Abfüllbereich bewegt wird,
auf der eine Vielzahl hintereinander - und gegebenenfalls
nebeneinander - angeordnete Behälter 7 transportiert
werden. Die Transportrichtung der Transportkette 6 durch
die Abfüllkammer 4 ist mit dem Pfeil 8 angedeutet. Am
anderen Ende der Abfüllkammer 4 ist eine - kleinere -
Auslaßöffnung 9 zum Verlassen der auf der Transportkette
6 befindlichen und zwischenzeitlich geschlossenen
Behälter 7 vorgesehen. Da die oben offenen Behälter 7
zunächst noch Keime aufweisen, ist die Anordnung der
Leitung 3 und etwaiger paralleler (dahinter angeordneter)
Leitungen so gewählt, daß der H2O2-Dampf unmittelbar in
die offenen Behälter 7 geblasen wird. Der H2O2-Dampf
kondensiert auf der kälteren Behälterwandung, so daß die
im Wasserstoffperoxid enthaltenen hochaggressiven OH-
Gruppen zuverlässig sämtliche vorhandenen Keime auf der
Behälteroberfläche und der Transportkette 6 abtöten.
Der untere Bereich der Abfüllkammer 4 mündet in eine
Leitung 10, durch die die H2O2-Abluft abgezogen wird,
einer Filtereinheit 11 und einer Katalysatoreinheit 12
zugeführt wird, wo eine Aufspaltung des
Wasserstoffperoxids in seine Komponenten O2 und H2O
erfolgt. Die so gewonnene Sterilluft wird über einen
Ventilator 13 und eine Leitung 14 einem weiteren Filter
15 zugeführt, der im oberen Bereich der Abfüllkammer 4
angeordnet ist. Hinter dem Filter 15 wird die
gegebenenfalls noch zusätzlich erwärmte Sterilluft einer
Düsenplatte 16 zugeführt, in der eine Vielzahl paralleler
Düsen dafür sorgen, daß die gereinigte Sterilluft im
Innern der Abfüllkammer 4 einen Luftvorhang aus
Sterilluft laminarer Strömung bildet, welcher für ein
zuverlässiges Entfernen des Wasserstoffperoxids aus den
im Innern der Abfüllkammer 4 befindlichen Behältern 7
sorgt.
Das Luftvolumen der durch die Düsenplatte 16 der
Abfüllkammer 4 zugeführten Sterilluft ist dabei so
gewählt, daß im Innern der Abfüllkammer 4 ein Überdruck
herrscht, so daß durch die Einlaßöffnung 5 und die
Auslaßöffnung 9 überschüssige Luft entweichen kann, wie
mit nicht näher dargestellten Pfeilen andeutungsweise
dargestellt ist. Auf diese Weise sorgt die eingesetzte
Sterilluft nicht nur für ein zuverlässiges Trocknen der
Behälter 7 sondern auch für eine sichere Abdichtung der
Abfüllkammer 4 gegen eindringende Keime.
Die gereinigten und getrockneten Behälter 7 werden dann
über ein nur schematisch dargestelltes Füllventil 18 mit
dem zu befüllenden Produkt 19 befüllt und die Behälter 7
anschließend von einer nicht dargestellten
Verschließeinheit noch innerhalb der Abfüllkammer 4
verschlossen und verlassen die Abfüllkammer 4 durch die
Auslaßöffnung 9.
Claims (8)
1. Verfahren zum Entkeimen von für die Abfüllung von,
insbesondere flüssigen oder pastösen, Nahrungsmitteln
vorgesehenen Behältern in einer Füllmaschine, wobei die
Behälter unmittelbar vor der Abfüllung mit
Wasserstoffperoxid (H2O2) ausgespült werden und die
Abfüllung in steriler Umgebung erfolgt, wobei das in der
Abluft enthaltene H2O2 in einem Katalysator zu H2O und O2
zersetzt wird, und wobei die so gewonnene Sterilluft zum
Entfernen des Wasserstoffperoxids aus den Behältern
dient,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Sterilluft im Innern der Füllmaschine eine laminare
Strömung bildet und daß sie zur Abdichtung der
Abfüllkammer genutzt wird, indem das überschüssige
Luftvolumen an die Umgebung abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abluft zunächst gefiltert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Filterung mechanisch erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Sterilluft vor dem Eintritt in die Abfüllkammer beheizt
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abluft/Sterilluft im Kreislauf geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß aus
der Abfüllkammer entweichendes H2O2 abgesaugt und der
Abluftleitung zugeführt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch eine
Abfüllkammer (4) mit jeweils einer Einlaß- und einer
Auslaßöffnung (5, 9) für die transportierten Behälter
sowie jeweils wenigstens eine Filtereinheit (11), eine
Katalysatoreinheit (12) und einen Ventilator (13), die so
hintereinander geschaltet angeordnet sind, daß die aus
dem Ventilator (13) strömende entspannte Sterilluft der
Abfüllkammer (4) derart zugeführt wird, daß die
Sterilluft im Innern der Füllmaschine einen Luftvorhang
(17) laminarer Strömung bildet und daß die überschüssige
Sterilluft durch die Einlaß- und Auslaßöffnungen (5, 9)
ins Freie strömt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Ventilator (13) und der Abfüllkammer (4) ein
weiterer Filter (15) angeordnet ist.
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