Verfahren zum Verhindern der Nachinfektion der sterilen Seite einer einseitig sterilen, biegsamen, laufenden Bahn für Verpackungszwecke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern der Nachinfektion der sterilen Seite einer einseitig sterilen, biegsamen, laufenden Bahn für Verpackungszwecke. Die Erfindung baut sich auf der Erkenntnis auf, dass es genügt, zum Herstellen einer mit sterilem Gut zu füllenden Packung aus bahnförmigem Verpackungsmaterial nur die später die Innenseite der Packung bildende Bahnseite zu sterilisieren, sofern dafür gesorgt wird, dass die z. B. durch Wärmeeinwirkung sterilisierte Bahnseite nicht in Berührung mit nicht sterilen Flächenteilen oder keimhaltiger Atmosphäre kommt, wodurch eine Nachinfektion stattfindet. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht, eine solche Nachinfektion auszuschalten.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die sterile Seite der Bahn mit einem gas- oder dampfförmigen sterilen Medium derart beaufschlagt wird, dass die Seitenkanten der Bahn durch das sterile Medium bestrichen werden, indem sich dieses von auf der Bahn befindlichen Aufschlagstellen aus gegen die Kanten ausbreitet.
Die sterile Bahnseite kann vorzugsweise längs eines die Bahnmitte einschliessenden Bereiches beaufschlagt werden; sie kann aber auch zusätzlich an zwischen der Bahnmitte und den Seitenkanten liegenden Stellen beaufschlagt werden. Zweckmässig können die mindestens an die Seitenkanten der Bahn stossenden Flächenteile der nicht sterilen Bahnseite unter dem Einfluss der Beaufschlagung der sterilen Bahnseite auf eine zusammenhängende Auflagefläche gedrückt werden. Ferner empfiehlt es sich, ausserhalb der Bahnmitte liegende Bereiche der sterilen Bahnseite durch das Medium in von der Bahnmitte weg geneigter Richtung zu beaufschlagen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten erfindungsgemässen Verfahrens. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Führungsmittel für die laufende Bahn, ferner durch eine mindestens annähernd parallel zur Durchlauffläche der sterilen Bahnseite im Abstand zu dieser sich erstreckende Wand und durch mindestens einen Austritt in dieser Wand, durch welchen eine Strömung eines sterilen gas- oder dampfförmigen Mediums gegen die sterile Bahnseite gerichtet werden kann. Zweckmässig kann die Bahn zwischen zwei einen Spaltraum bildenden festen Wänden geführt sein, welche in Richtung quer zur laufenden Bahn sich über die Seitenkanten derselben hinaus erstrecken. Schliesslich kann vorteilhaft die der nicht sterilen Bahnseite zugekehrte Wand eine zusammenhängende Auflagefläche für die Bahn bilden.
Nachstehend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im Schnitt und in der Ansicht einen durch parallele und ebene Wände gebildeten Spaltraum und Mittel zum Beaufschlagen der durch den Spaltraum geführten Bahn mit steriler Luft,
Fig. 2 eine Ansicht der mit Austritten für die sterile Luft versehenen Wand der in Fig. 1 gezeichneten Vorrichtung und
Fig. 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung, bei welcher die Bahn unter Beaufschlagung mit steriler Luft und gleichzeitiger Verformung zu einem Tubus in eine Abfüll- und Verpackungsmaschine geführt wird.
Die auf geeignete Weise, z. B. mittels Wärmestrahlung, einseitig sterilisierte Bahn 1 (Fig. 1) wird durch nicht gezeichnete Transportmittel durch den von den Wänden 2 und 3 gebildeten Spaltraum 4 in Richtung des Pfeiles 12 bewegt. Die Bahn 1 ist der art geführt, dass ihre sterile Seite der Wand 2 zugekehrt ist. Letztere wird durch das den Hohlraum 5 einschliessende Blech 6 gebildet. Die Wand 3 ist parallel zur Wand 2 angeordnet, und wie diese eben ausgebildet. Die Wand 3 bildet eine feste und zusammenhängende Führungs- und Auflagefläche für die Bahn 1. Der Hohlraum 5 steht in Verbindung mit der Leitung 7, durch welche vom Gebläse 8 aus der Atmosphäre angesaugte Luft, welche im keramischen Filter 9 von mitgeführten Keimen befreit wird, in den Hohlraum 5 geführt werden kann.
Die Wand 2 ist mit einer Mehrzahl von Austritten 10 versehen, die durch Bohrungen 11 im Blech 6 gebildet werden.
Fig. 2 zeigt die Ansicht der mit den Austritten 10 versehenen Wand 2.
Im Betrieb der geschilderten Vorrichtung wird die Bahn laufend in Richtung des Pfeiles 12 durch den Spaltraum 4 bewegt. Gleichzeitig wird durch die Leitung 7 sterile Luft in den Hohlraum 5 geführt, womit die sterile Seite der Bahn mit steriler Luft beaufschlagt wird, die durch die Bohrungen 11 aus dem Hohlraum austritt. Die Verhältnisse sind z. B. derart eingerichtet, dass die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus den Bohrungen 11 im Mittel etwa 5 mlsec beträgt.
Die Bohrungen 11 weisen unterschiedliche Durchmesser auf; ferner sind sie in Längsreihen angeordnet, wobei der Abstand zweier aufeinanderfolgender Bohrungen derselben Reihe je nach Reihe verschieden ist. Die im Bereich der Bahnmitte liegenden Austritte 1 0a sind wesentlich grösser und näher beieinander als die übrigen Austritte. Mithin wird die Bahnseite hauptsächlich längs eines die Bahnmitte einschliessenden Bereiches mit der sterilen Luft beaufschlagt. Zusätzlich sind seitlich der Reihe 10a in der Wand 2 je zwei weitere Reihen von Austritten 1 Ob und 1 0c vorgesehen.
Die Austritte 1 Ob sind kleiner als die Austritte 1 0a und grösser als die Austritte lOc. Ferner ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Austritten 1 Ob bzw. 1 0c grösser als derjenige zweier aufeinanderfolgender Austritte lOa.
Schliesslich sind die in die Austritte 1 Oc mündenden Bohrungen derart geneigt, dass die ausserhalb der Bahnmitte in der Nähe der Seitenkanten liegenden Bereiche der sterilen Bahnseite durch die sterile Luft in von der Bahnmitte weg geneigter Richtung beaufschlagt werden. Sämtliche Austritte sind derart bezüglich der Bahn 1 angeordnet, dass die Aufschlagstellen der sterilen Luft auf der sterilen Bahnseite sich innerhalb der Seitenkanten der Bahn befinden.
Die Wirkung der geschilderten Vorrichtung ist folgende: Die durch die einzelnen Austritte 10 strömende sterile Luft beaufschlagt die sterile Bahnseite. Die sterile Luft verteilt sich von den Aufschlagstellen aus im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Bahn, um nach Bestreichen der Bahnoberfläche im Sinne der Pfeile 13 aus dem Spaltraum 4 abzuströmen. Die Verhältnisse sind also so gewählt, dass die Seitenkanten la und lb der Bahn ausschliesslich durch sterile Luft bestrichen werden, die sich von auf der Bahn befindlichen Aufschlagstellen aus gegen die Kanten ausbreitet. Ferner ist der ganze Spaltraum 4 mit steriler Luft gefüllt, wobei unter dem Einfluss der in Richtung der Pfeile 13 abströmenden sterilen Luft keine keimhaltige Aussenluft in den Spaltraum 4 eindringen und in Berührung mit der sterilen Bahnseite kommen kann.
Unter dem Einfluss der geschilderten Beaufschlagung wird die Bahn - insbesondere ihre an die Seitenkanten la und lb anstossenden Flächenteile - auf die als zusammenhängende Auflagefläche wirkende Wand 3 gedrückt.
Die auf der Wand 3 aufliegende Bahnseite und damit auch die Wand 3 selbst sind nicht steril. Weil aber die Seitenkanten ausschliesslich durch sterile Luft bestrichen werden, die sich von einer auf der sterilen Bahnseite befindlichen Aufschlagstelle ausbreitet, können keine auf der Wand 2 oder auf der nicht sterilen Bahnseite befindlichen Keime auf die sterile Bahnseite gelangen; dies aus dem Grunde, weil allfällig im Bereich der Seitenkanten auf der Wand 3 befindliche Keime fortwährend nach aussen weggespült oder an einer Wanderung auf die sterile Bahnseite verhindert werden. Letzteres wird noch unterstützt durch die schräge Richtung der in die Austritte 1 Oc ausmündenden Bohrungen. Eine Nachinfektion der sterilen Bahnseite ist somit ausgeschlossen, obschon die ganze Vorrichtung sich nicht in einem geschlossenen Raum befindet.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 wird die auf ihrer Vorderseite vorgängig sterilisierte Bahn 20 durch den von den Wänden 21 und 22 gebildeten Spaltraum 23 in Richtung des Pfeils 24 bewegt. Die Bahn 20 besteht aus einseitig mit Kunststoff, z. B. Polyäthylen, beschichtetem Papier, wobei die Kunststoffseite die sterile Bahnseite darstellt. Die sterile Seite der Bahn 20 ist der Wand 21 zugekehrt, welche eine Mehrzahl von Austritten 25 aufweist, durch welche sterile Luft auf die sterile Bahnseite gerichtet werden kann. Die sterile Luft wird durch die Leitung 26 in den Hohlraum 27 geführt, der durch das Blech 28 gebildet wird. Die Wand 22 wird durch das Blech 19 gebildet.
In Zuführrichtung 24 der Bahn 20 nähern sich die Wände 21 und 22 stetig der Form der Mantelfläche eines Kreiszylinders, womit die Bahn 20 sich an ihrem Austritt aus dem Spalt 23 der Form eines Tubus 20' nähert. Die Wand 21 schliesst sich in ihrem Unterteil vollständig zu einer Zylinderfläche, während die Seitenkanten der Wand 22 einen Spalt 29 bilden. Die Wand 21 erstreckt sich nach unten über die Wand 22 hinaus in den Tubus 20'. Die Wände 21 und 22 sind durch Zwischenstücke 31 im Abstand zueinander gehalten. Das die Wand 22 bildende Blech ist am Gehäuse 31 einer Verpakkungs- und Abfüllmaschine befestigt.
Durch Übereinanderlegen der Seitenkanten der Bahn 20 entsteht schliesslich ein Tubus 20'. Durch das Beaufschlagen der sterilen Bahnseite mit steriler Luft wird auf die in Zusammenhang mit dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 1 geschilderte Weise dafür gesorgt, dass keine Nachinfektion der sterilen Bahnseite stattfinden kann.
In das Innere des auf geschilderte Weise geformten Tubus ragt eine Andrückrolle 30, die drehbar in den auf der Wand 21 befestigten Haltern 18 angeordnet ist. Ein am Träger 32 (Fig. 4) befestigter Heizschuh 33 liegt unter Druck auf der durch die Rolle 30 abgestützten überlappten Partie der Bahn 20 auf und bewirkt durch Erwärmen des Kunststoffbelages ein Zusammenkleben. Der Heizschuh 33 ist elektrisch beheizt. In das Innere des geformten Tubus 20' ragt ein Einfüllrohr 34 für das abzufüllende Gut. Der bis zum Niveau 17 teilweise gefüllte Tubus wird im Betrieb der Abfüll- und Verpackungsmaschine durch Pressorgane quer zu seiner Längsrichtung zusammengedrückt. Die Pressorgane sind als elektrisch beheizte Pressbackenpaare 35 und 36 ausgebildet, welche auf den in sich geschlossenen Ketten 37 und 38 umlaufen.
Die Ketten laufen über Führungsräder 39 und 40 bzw. 41 und 42, von denen die Räder 39 und 41 durch nicht gezeichnete Antriebsmittel in Drehung versetzt werden können. Ein weiteres, nicht gezeichnetes Pressbackenpaar arbeitet senkrecht zur Zeichenebene, derart, dass der laufend nach unten geführte Tubus abwechselnd in zwei zueinander senkrechten Richtungen zusammengedrückt wird. Die Bewegung der jeweils in Arbeitsstellung befindlichen Pressbacken bewirkt einen Transport der Bahn 20 und des Tubus 20' nach unten. Durch das Zusammendrücken mit Hilfe der beheizten Pressbacken wird der Tubus 20' in geschlossene Behälter 43 abgeteilt.
Zur Inbetriebnahme der geschilderten Einrichtung wird die bereits auf ihrer Kunststoffseite sterilisierte Bahn 20 zugeführt und auf geschilderte Weise bei noch ausgeschalteter Zufuhr von abzufüllendem Gut zu einem Tubus geformt und dieser quer zu seiner Längsrichtung zusammengedrückt, so dass der Tubus sich nur nach oben öffnet. Hierauf wird bei stillgesetzter Abfüll- und Verpackungsmaschine durch das Rohr 26 beispielsweise auf 3500 C überhitzter Dampf in den Hohlraum 27 geführt, womit das Innere des Hohlraumes und die Wand 21 auf Sterilisationstemperatur erhitzt werden. Gleichzeitig wird auch durch das Einfüllrohr 34 überhitzter Wasserdampf in den geformten Tubus geleitet. Der Dampf entweicht nach oben und erhitzt die Rolle 30 mit ihren Haltern 18 sowie die Aussenseite des Einfüllrohres ebenfalls auf Sterilisationstemperatur.
Hierauf wird die Zufuhr von überhitztem Wasserdampf ausgeschaltet, durch die Rohrleitung 26 sterile Luft in den Hohlraum 27 geführt und auf die sterile Bahnseite geblasen, und die Abfüll- und Verpackungs maschine wieder eingeschaltet. Ferner wird das abzufüllende Gut, z. B. Milch, durch die Leitung 34 zugeführt und in den laufend geformten Tubus eingefüllt. Die vorgängig sterilisierte beschichtete Bahnseite kommt während des ganzen Vorganges nicht mit keimhaltiger Atmosphäre oder nicht sterilen Flächenteilen in Berührung, so dass sich im Inneren der geschlossenen und gefüllten Behälter keine Keime befinden können.
Sofern die als Packungsmaterial dienende Papierbahn den zur Anfangssterilisierung nötigen Temperaturen nicht gewachsen ist, kann an den Bahnanfang ein Bahnstück aus Aluminiumfolie geklebt und die geschilderten Schritte zur Anfangssterilisierung durchgeführt werden, solange der vorläufig noch aus Aluminiumfolie bestehende Tubus sich im Arbeitsbereich der Abfüll- und Verpackungsmaschine befindet.
Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Austritte für das zur Beaufschlagung dienende sterile Medium könnten auch als Schlitze ausgebildet sein. Ferner wäre es auch möglich, ein anderes steriles Medium als entkeimte Luft zu verwenden, z. B. Stickstoff.