DE2439900A1

DE2439900A1 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren, abfuellen und verschliessen von verpackungsbehaeltern

Info

Publication number: DE2439900A1
Application number: DE2439900A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Holl; Fritz Dr Muenzel; Winfried Dr Sturm
Original assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach; Polymer Physik GmbH and Co KG
Current assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach; Polymer Physik GmbH and Co KG
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-06
Also published as: CH560630A5

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verschließen von Verpackungsbehältern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verschließen von Verpackungsbehältern.
In den letzten Jahren hat das Verlangen nach steriler Verpackung von Gütern zugenommen, und zwar nicht nur für pharmazeutische Produkte aller Art in flüssiger oder fester Form, sondern auch für Nahrungs- und Genußmittel, wie Saffesrahm und Fruchtsäfte.
Die konventionelle Wärmesterilisation im verpacktem Zustand schafft häufig erhebliche Probleme, sei es, daß die gewählten Verpackungsmaterialien, sofern sie Kunst stoffe oder Glas mitbeinhalten, der Erwärmung nicht gewachsen sind, oder sei es, das das Erhitzen die Qualität des zu verpackenden Gutes ungünstig beeinflußt.
Es wurde daher versucht, eine getrennte Sterilisation durchzuführen, derart, dass einerseits das zu verpackende Gut durch Erwärmen oder andere geeignete Massnahmen sterilisiert wird und dass andererseits das Verpackungsmaterial für sich einer Sterilisation unterzogen wird.
Um die Sterilität der Verpackungsmaterialien zu erwirken, hat man vorwiegend Wärme und chemische Mittel eingesetzt.
Die Wärme verändert im allgemeinen die Eigenschaften von Kunststoff und kunststoffbeschichteten Metall-0 folien, weil bei Temperaturen von über 130 C die meisten Kunststoffe erweichen, Oxydationsvorgängen unterliegen, usw.
Man versuchte daher vermehrt, mit chemischen Mitteln zu arbeiten, hauptsächlich mit Wasserstoffsuperoxyd.
Der Nachteil des Wasserstoffsuperoxyds liegt darin, dass erst in einer nachgeschalteten Wärmestufe, welche der Benetzung mit wasserstoffsuperoxydhaltigen Lösungen folgt, eine Abspaltung von aktivem Sauerstoff erfolgt, der dann die Sterilisierung herbeiführt. Die Anwendung anderer Chemikalien, welche gewöhnlich über eine Oxydationsstufe ihre bakterizide Wirkung erreichen, hat bislang keinen Eingang in die Praxis gefunden, weil die Aggressivität solcher Chemikalien gegenüber den Ver packungsmaterialien (Kunststoffe, kunststoffbeschichtete Metallfolien usw) zu intensiv war, so dass aus technischen und übrigens auch aus ökonomischen Gründen auf diesen Einsatz verzichtet werden musste.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung sollen die angeführten Nachteile bei getrennter Sterilisation der zu verpackenden Füllgüter und der Verpackungsmaterialien vermieden werden.
Zu diesem Zweck ist bei dem Verfahren gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Verpackungsbehälter vor dem Abfüllen mit beschleunigten Elektronen bestrahlt werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen benachbart einer Transportbahn für die Verpackungsbehälter in Transportrichtung vor einer Abfüllstation angeordneten Elektronenbeschleuniger.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung kann eine desinfizierende Elektronen-Bestrahlung der Verpackungsbehälter vor dem Abfüllen des bereits sterilisierten Gutes und gegebenenfalls eine getrennte Sterilisation des von einer Folienrolle abgezogenen Deckelmaterials vorgenommen werden, bevor die Deckel aus einer Deckelrolle gestanzt und auf die mit dem sterilen Gut gefüllten Verpackungsbehälter, z.B.
Metall- oder Plastik-Becher, aufgelegt und heissgesiegelt werden. Die Strecke zwischen der Sterilisation der offenen Behälter und der Abfüllstation für das vorsterilisierte Füllgut wird z.B. durch entkeimte Luft steril gehalten. Durch zusätzliche Anordnung des Elektronenbeschleunigers von vorzugsweise max. nur 150 KV ist es möglich, mit einer sonst aus bekannten und gebräuchlichen Elementen bestehenden Verpackungsmaschine ein Füllgut ohne zusätzliche Erwärmung steril zu verpacken.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Die Vorrichtung zum Sterilisieren, Abfüllen und Verpacken nach Fig. 1 umfasst ein Gitter-Transportband 1 mit einer zum Transportieren von ein- oder mehreren Reihen von Verpackungsbehältern 2 ausreichenden Breite in Richtung des Pfeiles A. Der Obertrum des endlosen Gitter-Transportbandes 1 wird von einem Behälterstapel 3 vorbei an einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehenen Sterilisierstation mit einem Elektronenbeschleuniger 5 und einem Bleireflektor 6, einer Abfüllstation 7 und einer Verschliessstation 8 geführt, von der aus die sterilisierten, abgefüllten und verschlossenen Verpackungsbehälter seitlich abgeführt werden.
Das Transportband 1 ist in einem geschlossenen Kanal 9 aufgenommen, der eine keimfreie, gegebenenfalls ozonisierte Athmosphäre enthält.
Der Elektronenbeschleuniger 5 weist ein Beschleunigungsrohr 10 und ein Ablenkorgan 11 auf. Das Ablenkorgan 11 schickt die Strahlen fächerförmig auf die Reihen der Verpackungsbehälter 2 und durch diese hindurch durch den gewölbten Reflektor 6 (vergleiche Fig. 2), der die Strahlen zurückwirft, so dass auch die Aussenseiten der Behälter 2 bestrahlt werden und damit keimfrei gemacht werden. Das Sterilisieren auch der Aussenwände ist wichtig, weil sonst Mikroorganismen in den Kanal 9 eingeschleppt werden könnten.
Die keimfreie Athmosphäre in dem Kanal steht unter leichtem Ueberdruck, so dass durch den Umgebungsdruck keine unreine Luft in den Kanal 9 eindringen kann. Die Strecke zwischen dem Elektronenbeschleuniger 5 und der Abfüllstation 7 kann das durch die Elektronen erzeugte Ozon mitenthalten.
Unmittelbar vor der Abfüllstation 7, auf der die Behälter 2 mit einer Füllung 12, z.B. einem empfindlichen, leicht verderblichen Nahrungsmittel versehen werden, muss jedoch das Ozon abgesaugt werden, damit nicht Ozon-Spuren mit dem Füllgut in Berührung kommen.
Die Vorwärtsbewegung des Transportbandes 1 kann diskontinuierlich ober kontinuierlich erfolgen. In Anpassung an diese Bewegung werden der Verschliessstation 7 aus einem nicht dargestellten Deckelband an einer Stanzstation 13 ausgestanzte Deckel 14 schrittweise in Richtung des Pfeiles F, also entgegen der Förderrichtung A des Transportbandes 1, zugeführt. Das Deckelband kann aus einer lackierten und bedruckten Aluminiumfolie bestehen. Bei -den vorangehenden Trockungsvorgängen wird diese Folie auf so hohe Temperatur gebracht, dass sie an der Oberfläche keimfrei ist. Das Aufeinanderwickeln der lackierten und bedruckten Deckelfolie schützt die Windungen vor nachträglichen Verunreinigungen, so dass eine Erhitzung oder eine kurze Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen zwischen dem Abrollen des Deckelbandes und der Stanzstation eine sterile Oberfläche gewährleistet.
An der Abfüllstation 7 werden die Deckel 14 auf die gefüllten Behälter 2 aufgelegt und durch Erhitzen hermetisch aufgesiegelt. Es genügt eine kurze Erhitzung auf ca.
1500C, um die Lackschichten miteinander zu verschweissen und einen völlig hermetischen Verschluss zu erzielen.
Dadurch, dass nur 150kV Elektronen-Energie verwendet wird, kann die Röntgenstrahlung relativ einfach, z.B.
mittels Bleif-olien, abgeschirmt werden.
Im folgenden werden zwei Beispiele beschrieben: Beispiel 1: Zylindrische Aluminiumbehälter mit den Abmessungen 41 mm Durchmesser und 22 mm Höhe werden mehrbahnig mit einer Vorschub-Geschwindigkeit von 8 cm/sec durch den Elektronenstrahl unter folgenden Bedingungen gefahren: Beschleunigungsspannung 150 kV, Gesamtelektronenstrom 4 mA, Abstand des Bleireflektors vom Becherboden 15 mm. Die erzielbare Strahlungsdosis beträgt dann 10 - 15 MRad im Innern der Becher und 6 - 8 MRad an Becherböden und Aussenwänden.
Beispiel 2: Zylindrische Kunststoffbehälter mit den Abmessungen 70 mm Durchmesser und 75 mm. Höhe werden mehrbahnig mit einer Vorschubgeschwindigkeit von Sm/sec durch den Elektronenstrahl bei folgenden Bedingungen gefahren: Beschleunigungsspannung 150 kV, Gesamtelektronen-strom 3mA, Abstand des Bleireflektors vom Behälterboden 15 mm. Die erzielbare.
Strahlungsdosis beträgt dann 10 - 15 MRad im Behälterinnern und 2,5 - 4 MRad an Behälterböden und Aussenwänden.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Sterilisieren, Abfüllen und Verschliessen von Verpackungsbehältern, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsbehälter (2) vor dem Ab füllen mit beschleunigten Elektronen bestrahlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsbehälter (2) von innen und aussen bestrahlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung der Verpackungsbehälter von aussen durch Reflexion erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsbehälter (2) zwischen dem Bestrahlen und dem Abfüllen mit einer sterilisierten Füllung und dem anschliessenden Verschliessen in einer keimfreien Umgebung gehalten werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsbehälter schrittweise am Bestrahlungsort, am Abfüllort und am Verschliessort vorbeitransportiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die VerpackungsbeS lter (2) in einer oder mehreren Reihen transportiert werden und dass die Bestrahlung zwischen diesen Reihen gefächert erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Verschliessen der Verpackungsbehälter bestimmte Deckelmaterial sterilisiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelmaterial zum Sterilisieren ebenfalls mit beschleunigten Elektronen bestrahlt wird.
9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart einer Transportbahn (1) für die Verpackungsbehälter (2) in Transportrichtung (A) vor einer Abfüllstation (7) ein Elektronenbeschleuniger (5) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem Elektronenbeschleuniger, jedoch auf der anderen Seite der Transportbahn (1), ein Reflektor (6) für die beschleunigten Elektronen angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbahn (1) mindestens im. Bereich zwischen dem Elektronenbeschleuniger (5) und einer in Transportrichtung (A) hinter der Abfüllstation (7) gelegenen Verschliessstation (8) von einem geschlossenen Kanal (9) umgeben ist, in dem sich unter einem Ueberdruck gehaltene keimfreie Luft befindet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektronenbeschleuniger (5) von maximal 150 kV verwendet wird.
13. Vorrichtung-nach Anspruch 9., dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlungsabschirmung mit Bleifolien vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronen-Beschleuniger auf einer Abfüll-und Verschliessanlage mit Rundlauf-Tisch eingesetzt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleuniger auf einer Rundläufermaschine direkt über den Einsätzen, welche die leeren Behälter zum Weitertransport aufnehmen, angebracht ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorhang aus steriler Luft um die gesamte Abfüll- und Transportstrecke gelegt ist.