DE19945500A1 - Hydrogen peroxide sterilization process for folding boxes holding edible dairy liquids and pastes minimizes unwanted emissions and energy losses - Google Patents
Hydrogen peroxide sterilization process for folding boxes holding edible dairy liquids and pastes minimizes unwanted emissions and energy lossesInfo
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Abstract
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.The invention relates to a method for disinfecting containers intended for filling, in particular liquid or pasty, foodstuffs in a filling machine, the containers being rinsed out with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) immediately before filling and the filling being carried out in a sterile environment, said H contained in the exhaust air is decomposed 2 O 2 in a catalyst to H 2 O and O 2, and wherein the sterile air thus obtained of the hydrogen peroxide from the containers used for removing and a device for performing such a method.
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.Devices for aseptic packaging of food or There are many types of luxury goods in packaging containers Executions known. To extend the shelf life such foods as milk or dairy products under aseptic conditions in their Bottled packaging container. Often come as containers Composite folding box packs for use.
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). A corresponding device is known for example from DE 36 07 322 A1. The known device has a clean room with a sterile atmosphere in which devices for sterilizing, rinsing, filling and closing the packaging containers are arranged. Immediately before filling, the containers open at the top are flushed out with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
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.H 2 O 2 is preferably used as a sterilizing agent because of its strong bactericidal effect. In addition, hydrogen peroxide has the advantage that its decomposition products O 2 (oxygen) and H 2 O (water) are completely harmless.
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.After the containers have been rinsed out with H 2 O 2 , the container surfaces are dried with hot air, which is obtained as warm, peroxide-containing exhaust air and is removed from the filling machine. The actual filling process and the subsequent closing of the containers takes place in a sterile environment by holding a chamber with sterile air under excess pressure.
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.In the known methods and devices, the sterile air required for the filling process Fine filtration or heating air to clean air generated. The peroxide-containing product that occurs during the rinsing process Exhaust air is released into the environment in the process mentioned submitted.
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. It is also already known that hydrogen peroxide used to rinse out the containers is broken down into its decay products O 2 and H 2 O and the hot sterile air thus obtained is fed back to the filling machine in order to remove the hydrogen peroxide from the containers. Such a method is described in DE 42 07 896 A1. A disadvantage of this known method or the correspondingly known device, however, is that the containers to be sterilized are acted upon with hydrogen peroxide in a closed lock chamber and the containers are also rinsed out in this lock chamber by means of the hot sterile air obtained.
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.It is quickly apparent that such a device is technically complex, since the lock room from one with a drum closed on the front by discs cylindrical jacket-shaped drum walls is formed. This is not just the sealing of the lock area technically complex, but also a downstream one aseptic antechamber absolutely necessary to the sterilized containers to the filling station to hand over.
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.The invention is therefore based on the object initially mentioned and previously described methods and the corresponding device for sterilizing for the filling of food containers to design in a filling machine and to further develop that in terms of economy, Environmental compatibility and procedural security Optimization is done.
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.This problem is solved according to the method in that the sterile air inside the filling machine forms a laminar flow and that it is used for sealing the filling chamber is used by the excess Air volume is released to the environment. To this In addition to reliable sealing, there is a way Saving energy by using the already preheated sterile air and on the other hand minimization the emission through the additional use of the Sterilization of the container surfaces used Hydrogen peroxide.
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.In terms of the device, the task is solved through a filling chamber, each with an inlet and an outlet for the transported containers and in each case at least one filter unit, one Catalytic converter unit and a fan that so are arranged in series that the out relaxed sterile air flowing to the fan Filling chamber is supplied so that the sterile air in Inside the filling machine an air curtain laminar Flow forms and that the excess sterile air flows outside through the inlet and outlet openings.
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.According to the invention, an optimization of the filling process has been achieved by rinsing the containers with hydrogen peroxide immediately before filling. By recycling the extracted H 2 O 2 / air mixture and the subsequent sterile air generation, the energy content of the exhaust air is used, since the sterile air is already at an elevated temperature and can therefore be used economically for the drying process. Inside the filling chamber, a laminar flow curtain ("laminar flow") ensures a uniform, reliable removal of the hydrogen peroxide from the containers that are continuously transported through the filling area.
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.The fact that inside the filling chamber due to the an excess pressure is created in addition to the sterile air supplied, is an optimal sealing of the entire filling area ensures against the environment so that no bacteria can get inside the filling area. To this The safety and efficiency of the Sterilization of the containers ensured.
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.Since an escape of H 2 O 2 from the filling chamber cannot be completely ruled out, the exhaust air emerging from the filling chamber can be extracted in a further embodiment of the invention if this is desirable.
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.In a further embodiment of the invention, the exhaust air after leaving the filling machine initially filtered, the filtering preferably mechanical he follows. In this way, foreign bodies such as for example arising from the container abrasion Remove particles reliably from the exhaust air flow. To another embodiment of the method according to the invention becomes the sterile air before entering the filling chamber heated. This way, with a small the sterile air Temperature level that are brought up to an optimal drying of with hydrogen peroxide rinsed container is matched.
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.Another teaching of the invention provides that the Exhaust air or sterile air is circulated. By the circulation will be constant conditions for the Machine air achieves the temperature and humidity of the Sterile air regardless of external climatic To keep conditions.
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.The invention is based on a preferred exemplary embodiment drawing explained in more detail. In the single figure is schematically in Longitudinal section of the filling area of a filling machine shown.
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.For sterilization, H 2 O 2 aerosol and sterile compressed air are fed through a line 1 to a heater 2 , where evaporation takes place and the resulting pressurized H 2 O 2 vapor is fed through a line 3 into the interior of a filling chamber 4 . The filling chamber 4 has an inlet opening 5 through which a transport chain 6 is continuously moved into the filling area, on which a large number of containers 7 arranged one behind the other - and optionally next to one another - are transported. The direction of transport of the transport chain 6 through the filling chamber 4 is indicated by the arrow 8 . At the other end of the filling chamber 4 there is a - smaller - outlet opening 9 for leaving the containers 7 which are located on the transport chain 6 and are now closed. Since the open-topped containers 7 initially still have germs, the arrangement of the line 3 and any parallel (arranged behind) lines is selected such that the H 2 O 2 vapor is blown directly into the open containers 7 . The H 2 O 2 vapor condenses on the colder container wall, so that the highly aggressive OH groups contained in the hydrogen peroxide reliably kill all the germs present on the container surface and the transport chain 6 .
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.The lower region of the filling chamber 4 opens into a line 10 , through which the H 2 O 2 exhaust air is drawn off, is fed to a filter unit 11 and a catalyst unit 12 , where the hydrogen peroxide is split into its components O 2 and H 2 O. The sterile air obtained in this way is fed via a fan 13 and a line 14 to a further filter 15 which is arranged in the upper region of the filling chamber 4 . After the filter 15 , the possibly additionally heated sterile air is fed to a nozzle plate 16 , in which a plurality of parallel nozzles ensure that the cleaned sterile air inside the filling chamber 4 forms an air curtain of sterile air of laminar flow, which reliably removes the hydrogen peroxide the containers 7 located in the interior of the filling chamber 4 .
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.The volume of air supplied through the nozzle plate 16 of the filling chamber 4, sterile air is chosen so that in the interior of the filling chamber 4, an overpressure, so and the outlet port can escape 9 excess air through the inlet opening 5, as illustrated by non-illustrated arrows suggestively is. In this way, the sterile air used not only ensures reliable drying of the containers 7 but also a secure seal of the filling chamber 4 against the ingress of germs.
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.The cleaned and dried containers 7 are then filled with the product 19 to be filled via a filling valve 18 , which is only shown schematically, and the containers 7 are then closed within the filling chamber 4 by a closing unit (not shown ) and leave the filling chamber 4 through the outlet opening 9 .
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