DE19627119A1 - Vorrichtung zum Entkeimen und/oder Sterilisieren von Packstoffbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkeimen und/oder Sterilisieren von Packstoffbahnen, insbesondere unter Naßraumbedingungen, die in einer FFS-Maschine im kontinuierlichen oder getakteten/geindexten Durchlauf weiterverarbeitet werden, wobei die Sterilisation minde­ stens der füllgutseitigen Oberfläche der Packstoffbahn mit einer Barriereentladung mittels mindestens einer, von einem fluiden Medium durchströmten Entladungsröhre be­ wirkt wird.

Nach der WO 95/09256 ist ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere Folien mit Hilfe einer soge­ nannten Barriereentladung vorgeschlagen worden, wobei auch die Sterilisation bzw. Desinfektion von Packstoff­ bahnen mit in Betracht gezogen ist. Dieses Verfahren, von dem auch hier ausgegangen wird, nutzt die mit elektri­ schen Entladungen verbundenen physikalischen Erscheinun­ gen bis hin zur UV-Licht- bzw. Strahlungseinwirkung aus, um Oberflächen von Fett- oder Ölfilmen zu reinigen, wofür sich dieses Verfahren auch als brauchbar erwiesen hat und dem Prinzip nach auch für Sterilistations- bzw. Desinfek­ tionszwecke von Packstoffbahnen, sofern diese für keiman­ fälliges Füllgut, also bspw. insbesondere Lebensmittel, Kosmetika oder auch Pharmazeutika als Verpackung benutzt werden, in welchen Verpackungsbereichen praktisch immer Naßraumbedingungen herrschen, bedingt entweder durch per se hohe Luftfeuchtigkeit und/oder ständiges Reinigungser­ fordernis der benutzten Verpackungsmaschinen, bei denen es sich in der Regel um sogenannte FFS-Maschinen handelt, worunter insbesondere Tiefziehmaschinen, aber auch soge­ nannte Beutelmaschinen oder Schlauchbeutelmaschinen zu verstehen sind, die die beteiligten Packstoffbahnen for­ men, füllen und schließen, wobei bei Tiefziehmaschinen unter Packstoffbahn hier auch die zusätzlich zuzuführende Deckfolienbahn zu verstehen ist und bei Schlauchbeutelma­ schinen auch die evtl. zusätzlich zuzuführenden Siegel­ streifen.

Die "nackte" Anwendung des vorbekannten Verfahrens, wie in der WO 95/09256 offenbart, also dem Prinzip nach, hat sich unter praktisch kommerziellen Bedingungen und insbe­ sondere Naßraumbedingungen im Verpackungsbereich als nicht ohne weiteres brauchbar erwiesen, obgleich die Ent­ ladungsröhren während ihres Betriebes mit Wasser durch­ strömt werden, um die Beaufschlagung der bestrahlten Packstoffbahnen mit hoch energetisch geladenen Teilchen und durch Einwirkung von Photonen aus dem UV-Spektralbe­ reich so gleichmäßig wie möglich zu gestalten. Abgesehen und in Abhängigkeit vom Material des Packstoffes, der das Dielektrikum für die Barriereentladung darstellt, zeigten sich an diesem offenbar temperaturbedingte, den Spalt zwischen Packstoff und Entladungsröhre differentiell ver­ ändernde Verformungen bzw. Verwerfungen, die vermutlich mit einen Grund für eine ungleichmäßige Beaufschlagung der Packstoffbahn bilden, die ja glatt in die Formstation einlaufen muß. Nur vermutet werden konnte außerdem, daß die Strahlung die Entladungsröhre, ebenfalls differenti­ ell gesehen, trotz der Flüssigkeitsdurchleitung, per se ungleichmäßig verläßt. Es zeigten sich also Schwierigkei­ ten und Umstände, die bei groben Reinigungsvorgängen zur Entfernung von Fett- oder Ölfilmen unbeachtlich sind, die aber bislang die Anwendung des Barriereentladungsverfah­ rens, das in Bezug auf bislang im Verpackungsbereich an­ gewendete Sterilisationsmethoden auf chemischer Basis oder auf Dampfbasis natürlich beachtliche Vorteile hätte, unter praktisch kommerziellen Bedingungen, also Naßraum­ bedingungen, wie oben erwähnt, verhindert haben.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, da sich am Verfahren der Barriereentladung selbst nichts än­ dern läßt, die dafür bislang benutzte Vorrichtung (ist im wesentlichen die durchströmbare Entladungsröhre mit Leit­ elementen für die Folienfüllung) dahingehend zu verbes­ sern, daß insbesondere auch unter Naßraumbedingungen eine weitestgehend gleichmäßige Beaufschlagung des jeweils durchlaufenden Packstoffbahnbereiches erfolgt und damit eine entsprechend gleichmäßige Sterilisation bzw. Entkei­ mung der sofort unter Sterilbedingungen zur nächsten Sta­ tion weitergeförderten Packstoffbahn gewährleistet ist.

Gelöst ist diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die aus mindestens einer Entladungsröhre bestehende Vor­ richtung jeweils eine die Packstoffbahn unterstützende, gegenüber der Entladungsröhre mit geringem Abstand ange­ ordnete Tragfläche aufweist, die sensorgesteuert mit Mit­ teln zur Temperatur-Konstanthaltung auf einem für die Packstoffbahn verträglichen Temperaturniveau versehen ist, und daß in bzw. an der Zufuhrleitung des fluiden Me­ diums zur jeweiligen mindestens einen Entladungsröhre eine sensorgesteuerte Temperiereinrichtung zur Tempera­ turhaltung etwas über Taupunktstemperatur angeordnet ist. Vorteilhafte und noch näher zu erläuternde Weiterbildun­ gen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Gemäß dieser erfindungsgemäßen Lösung haben sich also im wesentlichen zwei Maßnahmen als zum Ziele führend erwie­ sen, wobei unter "verträglichem Temperaturniveau" in be­ zug auf den Packstoff die Temperatur zu verstehen ist, die noch nicht zu differentiellen Wärmeverformungen, wie oben erläutert, führt. Die sich auch bis zu einem gewis­ sen Grade durch die Bestrahlung ergebende Erwärmung des Packstoffes als Dielektrikum, insbesondere aber die sich ebenfalls durch die Bestrahlung ergebende und von dieser Seite her auf den Packstoffeinwirkende Erwärmung der Tragfläche (Gegenpol zur Entladungsröhre) wird durch die sensorgesteuerte Temperatur-Konstanthaltung der Tragflä­ che unter Kontrolle gehalten. Die zweite Maßnahme, näm­ lich Temperaturhaltung des durchströmenden fluiden Medi­ ums durch die Entladungsröhre etwas über der Tau­ punktstemperatur, sorgt dafür, daß sich je nach Luft­ feuchtigkeit im Umgebungsraum an der Entladungsröhre kein Kondensat niederschlägt, was sonst, wie vermutet, nega­ tive Auswirkungen auf die von der Entladungsröhre ausge­ hende Entladungsstrahlung hat.

Um auch rein von der mechanischen Seite her für eine gleichbleibende Spaltdistanz zwischen Packstoff und Ent­ ladungsröhre zu sorgen - Abweichungen von nur < 0,2 mm führen bereits zu ungleichmäßig über die zu entkei­ mende Packstoffoberfläche verteilten Entladungserschei­ nungen - besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Vorrichtung mit einer Packstoffspanneinrichtung und diese in Durchlaufrichtung der Packstoffbahn vor der mindestens einen Entladungsröhre angeordnet ist. Eine solche Spanneinrichtung (bspw. gewichtshebelbelastete Packstofführungsrolle oder Tänzerrolle) ist zwar für Packstofführungen allgemein bekannt, gewinnt aber im vor­ liegenden Zusammenhang an besonderer Bedeutung, um die Spaltdistanz sicher einzuhalten. Eine derartige Spannein­ richtung kommt für Fälle in Frage, bei denen die Tragflä­ che für den Packstoff in Form eines drehbaren Zylinders ausgebildet ist, um den herum in einem Teilbereich bspw. mehrere Entladungsröhren angeordnet sind. Falls es sich bei der Tragfläche um eine stationäre, ebene Platte han­ delt, so ist diese aus dem gleichen Grunde mit ganzflä­ chig verteilten Saugöffnungen versehen, die bei das Über­ gleiten des Packstoffes nicht behindernden Sog den Pack­ stoff dennoch dicht an der Tragfläche halten und damit für eine gleichbleibende Spaltdistanz zwischen Packstoff und Entladungsröhre sorgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend am Aus­ führungsbeispiel einer Tiefziehmaschine als FFS-Maschine näher erläutert.

Es zeigt stark schematisiert

Fig. 1 in Seitenansicht eine Tiefziehmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Anordnung einerseits am Einlaufbereich der sogenannten Bocenfolie und andererseits am Zufuhrbereich der Deckelfolie und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Entladungsröhre in Zu­ ordnung zur Tragfläche.

Einer näheren Erläuterung der in Fig. 1 stark schemati­ siert dargestellten FFS-Maschine als Tiefziehmaschine be­ darf es nicht, da solche Maschinen hinlänglich bekannt sind. Gleiches gilt auch für Vierrandsiegelbeutel und für Schlauchbeutelverpackungsmaschinen, wobei bei letzteren in der Regel nur eine Packstoffbahn über eine Formschulter ge­ führt und am zugehörigen Füllrohr mittels einer Längssie­ gelung zu einem Schlauch geformt und dieser unter Querversiegelung taktweise gefüllt wird. Wesentlich ist im vorliegenden Fall nur, daß die Vorrichtung zur Steril­ und/oder Entkeimungsbehandlung der Packstoffbahnen späte­ stens dort der jeweiligen Verpackungsmaschine zugeordnet wird, wo in Durchlaufrichtung die Befüllung folgt und der Packstoff noch nicht verformt ist, d. h., die Packstoff­ bahn ebenflächig durch die Maschine läuft bzw. dieser zu­ geführt wird. Bei einer Tiefziehmaschine der in Fig. 1 dargestellten Art erfolgt dies zum einen an der drehend zylindrischen Tragfläche 2, über die die Packstoffbahn PB als sogenannte Bodenfolie in die Maschine einläuft. Mög­ lich wäre eine Anordnung der Vorrichtung auch zwischen Vorwärmstation VS und Tiefziehstation TS, einfacher je­ doch ist die Anordnung der Vorrichtung wie dargestellt. Zum Zweiten wird Packstoff als sogenannte Deckelfolie DB hinter der Tiefziehstation TZ zugeführt (die Füllstation hinter der Tiefziehstation TZ ist nicht dargestellt), d. h., dort wird ebenfalls jeweils eine entsprechende Ste­ rilisationsvorrichtung auf jeder Bahnseite angeordnet, und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel zur Behandlung beider Deckelfolienflächen, um keine Keime in den vom die gesamte Durchlaufstrecke umhüllenden Steril­ tunnel ST abgeschirmten Raum einzutragen.

Für diese Vorrichtung bzw. Vorrichtungen ist nun unter Verweis auf Fig. 2 wesentlich, daß die aus mindestens ei­ ner Entladungsröhre 1 bestehende Vorrichtung jeweils eine die Packstoffbahn PB unterstützende, gegenüber der Entla­ dungsröhre 1 mit geringem Abstand angeordnete Tragfläche 2 aufweist, die sensorgesteuert mit Mitteln 3 zur Tempe­ ratur-Konstanthaltung auf einem für die Packstoffbahn verträglichen Temperaturniveau versehen ist, und daß in bzw. an der Zufuhrleitung 4 des fluiden Mediums zur je­ weiligen mindestens einen Entladungsröhre 1 eine regel­ bare Temperiereinrichtung 5 zur Temperaturhaltung etwas über Taupunktstemperatur angeordnet ist.

Bei der Tragfläche 2 handelt es sich, wie vorerwähnt und in Fig. 1 dargestellt, um drehbare Zylinder bzw. Trom­ meln. Es kann sich aber auch um ebene Flächen bzw. Tische handeln, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Sowohl Trom­ meln als auch Tische sind mit geeigneten Mitteln 3 tempe­ rierbar ausgebildet, d. h., die jeweilige Tragfläche 2 wird sensorgesteuert von einem Temperiergerät TG auf für den jeweiligen Packstoff geeigneter Temperatur gehalten, um es im Bestrahlungsbereich der Vorrichtung nicht zu Verformungen des Packstoffes kommen zu lassen, d. h., die Tragfläche 2, egal welche Form diese hat, wird hinsicht­ lich ihrer Temperatur ständig unter Kontrolle gehalten.

Gleiches gilt auch für Entladungsröhre 1 bzw. Entladungs­ röhren der Vorrichtung, deren Temperatur ständig etwas über Taupunktstemperatur gehalten wird, um bei hoher Luftfeuchte im Aufstellraum der jeweiligen Maschine Kon­ densatbildung an den Entladungsröhren zu unterbinden. Da­ für ist, wie ebenfalls in Fig. 2 schematisch dargestellt und vorerwähnt, ein sensorgesteuertes Temperiergerät TG′ vorgesehen, durch das die die Entladungsröhren 1 durch­ strömende Flüssigkeit geleitet wird. Für die Durchleitung der Flüssigkeit sind die Entladungsröhre 1, wie schema­ tisch verdeutlicht, mit geeigneten Vor- und Rücklaufan­ schlüssen 8, 9 versehen, durch die auch aus besonderem Grund die Energiezuleitungen 10 für das die Strahlung be­ wirkende Element 11 in die Entladungsröhre 1 eingeführt wird.

Was nun die aus vorgenannten Gründen (genaue differen­ tielle Spaltdistanzeinhaltung zwischen Packstoff und Ent­ ladungsröhre 1) erforderliche glatte Anlage des Packstof­ fes an der Tragfläche 2 betrifft, so ist die jeweilige Vorrichtung mit einer Packstoffspanneinrichtung 6 versehen, die in Durchlaufrichtung der Packstoffbahn vor der mindestens einen Entladungsröhre I angeordnet ist. Sofern es sich bei der Tragfläche 2 um eine Trommel (Fig. 1) handelt, ist dieser die Spanneinrichtung 6 in Form ei­ ner Tänzerrolle 6′ vorgeschaltet, über die die Packstoff­ bahn PB (gilt auch für die Deckfolienbahn DB), von einer nicht dargestellten Vorratsrolle kommend, als Schlaufe der zylindrischen Tragfläche 2 zuläuft.

Falls die Tragfläche 2 in Form eines Tisches (siehe Fig. 2) ausgebildet ist, so ist dieser mit ganzflächig gleich­ mäßig verteilten Saugbohrungen 7 und einem hier nicht be­ sonders dargestellten Sauganschluß versehen, dessen Sog so eingestellt sein muß, daß einerseits der Packstoff in ebenflächiger Anlage an der Tragfläche 2 gehalten, ande­ rerseits der Durchzug des Packstoffes PB bzw. DB über die Tragfläche 2 nicht behindert wird.

Bei Versuchen hat sich ergeben, daß die erforderliche Konstanz der von den Entladungsröhren 1 ausgehenden Strahlung bzw. Entladung unter ungünstigen Bedingungen auch eine gewisse negative Beeinflussung von den elektri­ schen Anschlüssen 1′ der Entladungsröhre 1 erfahren kann, die aufgrund der bei solchen Entladungsröhren zu be­ achtenden Spannungsverhältnisse natürlich entsprechend isoliert oder mit geeigneten Haubenabdeckungen versehen sein müssen.

Um zu vermeiden, daß sich an den Anschlüssen 1′ bei hoher Luftfeuchte (bspw. höher als 70%) ebenfalls Kondensat bildet, das zu Kriechströmen oder elektrischen Überschlä­ gen führen kann, sind die Anschlüsse 1′, wie in Fig. 2 schematisch angedeutet, vorteilhaft mit in die via Flüs­ sigkeit temperaturkontrollierten Vor- und Rücklaufan­ schlüsse 8, 9 mit eingebunden. Sofern im Anschlußbereich an den Enden der Entladungsröhren Haubenabdeckungen vor­ gesehen werden, so sind diese so gestaltet, daß sich an den Hauben etwa niederschlagendes Kondensat nicht an die Anschlüsse gelangen kann, oder die Hauben werden selbst im Sinne einer Temperaturkontrolle und -steuerung ausge­ bildet.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Entkeimen und/oder Sterilisieren von Packstoffbahnen, insbesondere unter Naßraumbedingun­ gen, die in einer FFS-Maschine im Durchlauf weiter­ verarbeitet werden, wobei die Entkeimung und/oder Sterilisation mindestens der füllgutseitigen Ober­ fläche der Packstoffbahn (PB) mit einer Bar­ riereentladung mittels mindestens einer, von einem fluiden Medium durchströmten Entladungsröhre (1) be­ wirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus mindestens einer Entladungsröhre (1) be­ stehende Vorrichtung jeweils eine die Packstoffbahn (PB/DB) unterstützende, gegenüber der Entladungs­ röhre (1) mit geringem Abstand angeordnete Tragflä­ che (2) aufweist, die sensorgesteuert mit Mitteln (3) zur Temperatur-Konstanthaltung auf einem für die Packstoffbahn verträglichen Temperaturniveau verse­ hen ist, und daß in bzw. an der Zufuhrleitung (4) des fluiden Mediums zur jeweiligen mindestens einen Entladungsröhre (1) eine regelbare Temperiereinrich­ tung (5) zur Temperaturhaltung etwas über Taupunktstemperatur angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Packstoffspanneinrich­ tung (6) und diese in Durchlaufrichtung der Pack­ stoffbahn vor der mindestens einen Entladungsröhre (1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stationärer Ausbildung und Anordnung der Tragfläche (2) diese mit ganzflächig verteilten Saugbohrungen (7) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (1′) der mindestens einen Entladungsröhre (1) mit in den Vor- und Rück­ laufanschlüssen (8, 9) eingebunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (1′) der Entladungsröhre (1) ab­ schirmende Abdeckungen mit einem Sensor ausgestattet und mit Mitteln zur regelbaren Temperierung etwas über Taupunktstemperatur versehen sind.