容器滅菌設備的製作方法

2023-05-01 00:30:26 2

專利名稱：容器滅菌設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於包裝(packaging)裝置和尤其是容器的滅菌設備。
背景技術：
在飲料生產工業中，長期以來已知的是為特定目的在灌裝前滅菌將灌裝的容器。 這一滅菌的其中一個可能性在於採用滅菌介質(比如尤其H2O2，但是可選擇地採用過氧乙酸)作用於容器以及以這樣的方式滅菌容器。尤其地，在冷的無菌灌裝儀的情況中，通常將無菌產品灌注入之前已滅菌的容器中，然後採用已滅菌的封閉裝置關閉這些容器。這種情況中，通常在一個機器單元中實施包裝材料的滅菌和產品的灌注。經常將實施滅菌、灌注和關閉的全部空間稱為隔離器。在生產周期中，連續滅菌包裝物質和容器自身。另外，但是，在生產開始時滅菌前述隔離器自身經常也是必要的。在現有技術中，這一表面消毒通常在隔離器中通過液體藥劑得以實施，並且優選的為此使用過氧乙酸溶液。已經以確定的濃度應用這一溶液，並將其留下以發揮作用一段特定的時間(也稱為接觸時間)。然後用無菌水衝洗掉這一溶液。另外，在申請人的內部的現有技術中，已經改用空氣和蒸發的過氧化氫(H2O2)的氣體混合物對隔離器表面消毒。但是，也可使用蒸發的過氧乙酸和H2O2作為滅菌介質。另外，使用臭氧和/或其他液體或氣體滅菌媒介的處理也是可能的。這種情況中，在已知的程序中，將液體滅菌介質噴射至熱表面並在這一過程中蒸發。經過的空氣體積流(air volume flow)吸收這一氣體。將這一混合物供給至隔離器或另一方面，至處理單元，然後這一混合物分別滅菌隔離器或包裝物質或容器。為此，在不同情況下為每一類型的處理，也就是容器自身、封閉裝置或甚至隔離器的處理，使用一個單獨的蒸發器。由於例如隔離器的滅菌相比容器的滅菌需要大約十倍量的氣體，這些蒸發器在它們的大小上大不相同。從DE 3819419A1中已知用於計量設備，尤其用於包裝材料滅菌設備的測量裝置。這種情況中，為了能夠這樣實現滅菌介質的計量，提供具有排列的可移位的滑動控制 (control slide)的計量外殼。DE 102007039010A1描述了採用H2A的滅菌包裝裝置的設備的計量和供給系統， 以及具有這一類型的供給系統的設備。這種情況中，除了保持過氧化氫可利用的貯藏容器外，在貯藏容器和處理前端(treatment head)之間提供可控制的連接，這種情況下由至少一個環形管路形成可控制的連接，所述環形管路與貯藏容器一起形成過氧化氫的迴路或流通，通過至少一個計量閥將處理前端附著於該環形管路。從DE 68901685T2中已知採用液體消毒劑滅菌包裝機器的方法。這種情況中，將消毒劑噴射至過熱的氣流中，因此在預設的一段時期內實現液體消毒劑的蒸發。在那之後， 過熱的氣體混合物和蒸發的液體消毒劑傳送通過熱累積管道並與將滅菌的部件相接觸
發明內容
本發明的目的在於，尤其地在於，降低用於容器滅菌的這一類型的設備的生產成本。 通過獨立權利要求的主旨實現這一目的。優選實施例和進一步的發展形成從屬權利要求的主旨。根據本發明的、用於包裝裝置和尤其是容器滅菌的設備具有蒸發器單元，所述蒸發器單元具有滅菌介質的供給裝置和氣體介質的供給管路。這種情況中，所述蒸發器單元將滅菌介質引入至氣體介質中，另外，提供有移除裝置以將滅菌混合物從具有氣體介質的滅菌介質中移除。另外，提供採用所述混合物作用於至少一個第一預設區域(尤其包裝裝置的和 /或所述設備的部件的，比如例如用於支承容器的夾緊件)的第一加壓裝置(stressing device)，所述第一加壓裝置關於所述滅菌混合物與蒸發器單元流動連通(in flow communication)。根據本發明，所述設備具有採用所述混合物作用於至少一個區別於所述第一區域的第二預設區域(尤其包裝裝置的和/或所述設備的部件的，比如例如用於支承容器的夾緊件)的第二加壓裝置，所述第二加壓裝置也與所述蒸發器單元流動連通。因此根據本發明，提出應該提供僅僅一個蒸發器，通過所述蒸發器滅菌兩個前述區域。所述蒸發器單元可以是蒸發滅菌介質和從所述滅菌介質以及氣體介質產生前述滅菌混合物的任一裝置。這樣，這一蒸發器可以具有例如加熱表面，在所述加熱表面上，蒸發所述滅菌介質以便隨後與流進的空氣混合。但是，所述蒸發器也可設計成在其中引入加熱的空氣，並將滅菌介質噴射入加熱空氣中。但是，蒸發器也可採用其他的設計。所述設備還具有控制裝置是有益的，通過所述控制裝置，能夠彼此獨立地控制所述滅菌混合物向所述第一加壓裝置的供給或進入所述第一區域或向所述第一區域的供給， 以及所述滅菌混合物向所述第二加壓裝置的供給或進入所述第二區域或向所述第二區域的供給。獨立的控制因此理解為意味著能夠改變這一加壓的至少一個參數特徵，比如例如加入所述區域的所述滅菌混合物的量、所述滅菌混合物內所述滅菌介質的部分、所述滅菌混合物的溫度等類似參數。這樣，例如，對兩個或更多個作用的不同區域而言，獨立控制所述滅菌媒介的溫度或所述滅菌媒介的濃度是可能的。優選的，使用過氧化氫(H2O2)作為所述滅菌介質。但是，使用其他物質，比如例如過氧乙酸也是可能的。在進一步的優選實施例的情況中，所述設備具有將另一氣體介質供給至所述蒸發器單元的下遊的混合物的另一供給裝置。這種情況中，建議這一另一供給裝置，比如例如另一供給管路，應該能夠將另一氣體介質(比如例如無菌空氣)引入至傳送所述滅菌混合物至所述加壓裝置的供給管路。這樣，在所述滅菌混合物中減少H2A部分的濃度是可能的。 相反地，但是，將所述滅菌混合物，例如無菌空氣，引入至另一供給管路也是可能的。在進一步的優選設計的情況中，從一組區域中選擇上述區域的至少一個區域，所述一組區域包含所述容器的內表面、所述容器的外表面、所述容器封閉裝置的內或外表面、所述容器的開口區域、處理件的區域、所述設備的區域、無菌室或它們的結合。由於用於一種液體滅菌介質的一個蒸發器是非常複雜的而且也是昂貴的，依照根據本發明的概念，對更複雜的儀器而言還減少蒸發器的數量。在理想的情況中，僅僅一個蒸發器對滅菌多個不同的區域而言是必要的是可能的。這樣，與現有技術相比，省略至少兩個這一類型的蒸發器是可能的。在進一步的優選實施例的情況中，所述設備具有第一加熱裝置，所述第一加熱裝置加熱將供給至所述蒸發器單元的氣體介質。因此，例如，在將其供給至所述蒸發器之前， 可加熱供給的無菌空氣。這樣，可以加速蒸發過程。所述設備具有加熱所述混合物，即所述滅菌混合物的第二加熱裝置是有益的。這種情況中，能夠控制至少一個加熱裝置和優選地兩個加熱裝置是有益的。這樣，同樣可以影響所述滅菌混合物的溫度。在進一步的優選實施例的情況中，至少一個加熱裝置是熱交換器。這種情況中，為了加熱無菌空氣或甚至所述滅菌混合物，可以採用蒸汽或另一介質運行這一熱交換器。在進一步的優選實施例的情況中，為了蒸發所述滅菌介質，所述蒸發器單元具有能夠由可流動的介質加熱的加熱裝置。這樣，例如，為了以這樣的方式加熱它，所述加熱裝置可以供給有蒸汽。但是，其他用於加熱的媒介，比如例如油或熱空氣，也是可能的。在進一步的優選實施例的情況中，能夠調節的閥排列在所述蒸發器單元和至少一個加壓裝置之間的至少一個連接管路中。通過這一能夠調節的閥，可以適應性調節所述單個滅菌混合物的濃度比率。另外，所述設備具有至少一個傳感器裝置是有益的，所述傳感器裝置測定所述滅菌混合物中所述滅菌介質的比例。提供多個這一類型的傳感器裝置是有益的，這種情況下， 這些傳感器裝置的數量至少對應於作用的所述區域的數量是特別有益的。另外，所述傳感器裝置也可以是溫度測量儀器。在進一步的優選實施例的情況中，所述設備具有無菌室，在所述無菌室內處理所述容器。採用這一申請，在無菌條件下實施容器的產品灌裝也是有益的。在進一步的優選實施例的情況中，所述設備具有傳送所述容器的傳送裝置。尤其地，提供傳送所述容器至少局部地通過前述無菌室的傳送裝置。這種情況中，在所述容器滅菌的過程中，傳送發生至少一段時期(at least for a time)是有益的。本發明還涉及處理容器的方法，在所述方法中，採用滅菌混合物作用於用於滅菌的容器，在所述蒸發器單元中產生所述滅菌混合物，為了在蒸發器單元產生所述滅菌混合物，將滅菌介質和氣體介質供給至所述蒸發器單元，並且從所述蒸發器單元移除產生的滅菌混合物。根據本發明，從所述蒸發器單元移除的滅菌混合物供給至至少兩個不同的、將滅菌的區域。這種情況中，這些區域的其中一個可以是所述容器或所述容器的構件 (component part)的區域，第二區域可以是例如上述處理件或所述隔離器。由於根據本發明的程序，減少複雜的部件，比如例如蒸發器和與其連接的監控裝置是可能的。這樣，可以實現總體上成本的減少以及工藝過程的簡化。另外，在很多儀器中極少量的液體滅菌媒介是必需的。可以採用單個蒸發器足夠精確地計量這些極少的數量， 只是較為困難。憑藉優選的排列，在一個蒸發器中蒸發全部量的滅菌媒介，以及這一數量常常在對測量相對簡單的範圍之內是可能的。由於蒸發器數量的減少，降低維護和檢查任務的成本也是可能的。另外，由於所述蒸發器單元的數量的減少，在閥節點中節省空間也是可能的，因此所述儀器總體上需要較少的安裝區域。
可以電或蒸汽加熱所述蒸發器單元。由於蒸汽連接的實現經常是不經濟的，經常電加熱小的蒸發器單元。但是，與蒸汽操作的蒸發器單元相比，電操作的蒸發器單元具有值得考慮的缺點。由於前述小蒸發器單元減少至「大」蒸發器，在經濟基礎上，通過蒸汽的加熱是可取的。


從附圖中可能看出進一步的優選設計。附圖中，圖1是根據本發明的設備的示意圖。標號清單1 設備2蒸發器單元3滅菌媒介的存儲器4供給存儲器5加熱蒸汽的存儲器6蒸發器單元2的加熱裝置7無菌空氣的存儲器9溫度測量裝置10瓶子、容器11 閥12、14、16、18 加壓裝置14a 管路15、23傳感器裝置16a 管路22供給管路30隔離器25、32、34 閥裝置42、44 管路43分配點45、36、38、52 調節閥48管路部分53、39 流量計46、62、64 加熱裝置67、69傳感器裝置72供給管路71、73、74、75、76、77 閥裝置74a、76a 管路82、52a、36a 管路38a、14a、16a 管路92、94 結點
VH3無菌空氣體積流VH滅菌介質VS、VS1-VS3無菌空氣體積流
具體實施例方式圖1是根據本發明的設備1的示意圖。在插圖(illustration)中，各個連續的管路表明可流動的介質(比如例如無菌空氣、加熱蒸汽或液體滅菌介質)沿其傳送的那些管路。這種情況中，通過存儲器3可利用液體滅菌介質，通過存儲器5可利用加熱蒸汽，通過存儲器7可利用無菌空氣(體積流量VS)。如上所述，由於用於液體滅菌介質的蒸發器非常複雜而且也昂貴，由於這一概念減少所述蒸發器的數量，並且在理想的情況中，僅僅一個蒸發器單元2是必要的。這樣，可以省略至少兩個蒸發器。標號6指定蒸發器單元2的加熱
直ο從存儲器7開始(尤其在設備的工作操作之前)，通過管路42和分配點43將無菌空氣流VS傳送至管路44 (VSl)中，並通過加熱裝置46將無菌空氣流VS升至確定的溫度。 這種情況中，這一溫度在100°C和145°C之間，優選在100°C和130°C之間。在那之後，無菌空氣流通過指定的管路4的部分48全部通過併到達中央蒸發器單元2。在那之後，將無菌空氣流VS分配至所有附著的管道，比如例如管路82、5h、36a、Ha和16a。這樣，加熱和乾燥管道系統。標號15指定管路14中存在的傳感器裝置，比如例如溫度傳感器、流過量傳感器或測定滅菌介質濃度的傳感器。—旦所有前述管道已經到達確定的溫度並且已經乾燥一段確定的時期，液體滅菌介質就從存儲器3和管路22開始，傳送至蒸發器單元2中。在這一過程中蒸發的滅菌介質分配至所有的管道並因此滅菌它們(從管路82開始)。由於這一程序，可以滅菌完整的設備，也就是尤其還包括隔離器30和示出的所有管道。標號25指定能夠調節的閥，所述閥由傳感器裝置23控制或對這一傳感器裝置的信號的反應控制所述閥。在這一滅菌之後可以開始灌裝。現在為了滅菌瓶子10和其中的封閉裝置(可選擇地)，在蒸發器2內產生高度濃縮(enriched)的氣體。然後通過調節閥45、36、38、52以及通過流量計53、59將這一氣體與容器處理必需的無菌空氣混合。這樣，設定具有消毒必需的氣體濃度的氣體/空氣混合物。標號36a、38a、5^i涉及連接管路，所述連接管路通過結點附著於管路82。例如，為了滅菌容器，蒸發器外的、例如可以具有6000ppm(VH3)濃度的H2A的氣體體積流與無菌空氣體積流VS2混合。這種情況中，可以由加熱器62採用加熱蒸汽依次加熱這一無菌空氣流VS2。但是，氣體體積流VH3也可以相當於Okg/h。這樣，設定容器處理必要的相應的混合氣體(大約4000ppm)。如上所述，通過加熱裝置62、通過VS2的溫度設定容器處理必需的溫度。這種情況中，可以通過傳感器裝置75和閥裝置71控制溫度。這裡的傳感器裝置75是溫度測量儀器。閥裝置71控制進入加熱裝置62的加熱蒸汽的供給。 可以通過傳感器裝置69和閥裝置74控制進入加熱裝置62以及因此也至作用於容器的加壓裝置12的滅菌混合物的供給。標號92指定結點，在所述結點，甚至可以在加熱裝置62的下遊供給滅菌混合物。 標號VH1、VH2、VH3、VH4指定從管路82分叉並通向加壓裝置12、14、16和18的滅菌混合物流。在加壓裝置18的情況中，混合物以相應的方式同樣繼續進行。這種情況中，同樣提供採用加熱蒸汽操作的加熱裝置64，以及依次控制加熱蒸汽的供給的閥裝置73，這種情況下，傳感器裝置77也為此測量溫度。這裡也通過閥裝置76和傳感器67控制體積流VS3。 標號72指定分為兩個管路7 和76a的供給管路，所述供給管路在不同情況下將無菌空氣體積流VS2和VS3傳送至加熱裝置62和64。在加熱裝置64的下遊，在結點94處可以以相應的方式將滅菌混合物供給至結點92。同樣可以在寬的範圍內選擇體積流VSl的溫度，但是優選地，體積流量VSl的溫度在滅菌介質的露點(dew point)之上(在70°C和150°C之間)。可以通過具有滅菌介質的加壓裝置14和16、通過閥裝置32和34以及管路1 和 16a作用於隔離器30。這種情況中，明顯的是為此在蒸發器的下遊，也就是在最高溫度立即使用滅菌混合物。標號9指定控制閥11的另一溫度測量儀器，以便能夠這樣設定引入至蒸發器單元2中的滅菌混合物的溫度。標號15指定測量濃度和溫度的傳感器裝置，所述傳感器裝置正好排列在加壓裝置14的上遊。這裡以同樣的方式的體積流量測量是可能的。合適的傳感器(未示出)也可以排列在管路16a中，優選地直接在加壓裝置的上遊。採用闡述的程序，任一希望數量的不同的氣體濃度在不同的溫度在時間方面平行產生是可能的，以及在生產和其他操作狀態的過程中，任一希望數量的不同的氣體濃度用於不同包裝物質、容器、封閉裝置或設備的組件的滅菌是可能的。這樣，根據本發明的設備還具有多個調節閥和傳感器裝置形式的調節裝置，採用所述調節裝置，在不同情況下可以為單個加壓裝置12、18、14和16單獨地調節特徵參數，比如溫度、媒介濃度、滅菌媒介和類似參數。標號20指定(中央)控制裝置，通過所述控制裝置依照機器操作者的需要，可以在集中地以及可選擇性地驅動單個閥。申請人:保留要求申請文件中對本發明來講必需的全部特徵的權利，只要與現有技術相比，這些特徵自身或其結合是新穎的。
權利要求
1.一種用於包裝裝置和尤其是容器滅菌的設備(1)，所述設備(1)具有蒸發器單元 (2)，所述蒸發器單元(2)具有滅菌介質的供給裝置(22)和氣體介質的供給管路(4)，其中所述蒸發器單元將所述滅菌介質引入至所述氣體介質中，另外，為了將滅菌混合物從所述滅菌介質和所述氣體介質中移除，所述蒸發器單元(2)具有移除裝置(82)；以及所述設備(1)具有第一加壓裝置(12)，所述第一加壓裝置(12)採用所述滅菌混合物作用於至少一個第一區域，其中所述第一加壓裝置(12)與所述蒸發器單元(2)流動連通，其特徵在於，所述設備(1)具有第二加壓裝置(14)，所述第二加壓裝置(14)採用所述滅菌混合物作用於至少一個區別於所述第一區域的第二區域，其中，所述第二加壓裝置(14)也與所述蒸發器單元(2)流動連通。
2.根據權利要求1所述設備(1)，其特徵在於，所述設備還具有控制裝置，通過所述控制裝置，能夠彼此獨立地控制所述滅菌混合物向所述第一加壓裝置(12)的供給，以及所述滅菌混合物進入或向所述第二加壓裝置(14)的供給。
3.根據權利要求1所述設備(1)，其特徵在於，所述設備具有另一供給裝置(42)，所述另一供給裝置(42)將氣體介質供給所述蒸發器單元(2)下遊的滅菌混合物。
4.根據至少一個前述權利要求所述設備(1)，其特徵在於，從一組區域中選擇至少一個區域，所述一組區域包含所述容器的內表面、所述容器的外表面、容器封閉裝置的表面、 處理件的區域、所述設備的區域、無菌室、它們的結合或類似區域。
5.根據至少一個前述權利要求所述設備(1)，其特徵在於，所述設備具有第一加熱裝置(46 )，所述第一加熱裝置(46 )加熱將供給至所述蒸發器單元(2 )的氣體介質。
6.根據至少一個前述權利要求所述設備(1)，其特徵在於，所述設備(1)具有加熱所述混合物的第二加熱裝置(62、64)。
7.根據權利要求5所述設備(1)，其特徵在於，至少一個加熱裝置(46、62、64)是熱交換器(46、62、64)。
8.根據至少一個前述權利要求所述設備(1)，其特徵在於，所述蒸發器單元(2)具有能夠由可流動的介質加熱的加熱裝置(6 )以蒸發所述滅菌介質。
9.根據至少一個前述權利要求所述設備，其特徵在於，能夠調節的閥排列在所述蒸發器單元(2)和一個加壓裝置之間的至少一個連接管路(36a、38a、52a)上。
10.根據至少一個前述權利要求所述設備，其特徵在於，所述設備(1)具有無菌室 (30)，在所述無菌室(30)內處理所述容器(10)。
11.根據至少一個前述權利要求所述設備，其特徵在於，所述設備具有傳送所述容器 (10)的傳送裝置。
12.一種處理包裝裝置和尤其是容器(10)的方法，其中採用滅菌混合物作用於用於滅菌的容器(10)，這一滅菌混合物在蒸發器單元(2)中產生，以及為了在所述蒸發器單元(2) 中產生所述滅菌混合物，將滅菌介質和氣體介質供給至這一蒸發器單元(2)，並且從所述蒸發器單元(2)移除產生的滅菌混合物，其特徵在於，從所述蒸發器單元(2)移除的滅菌混合物供給至至少兩個不同的、將滅菌的區域。
全文摘要
用於包裝裝置和尤其是容器滅菌的設備(1)，該設備(1)具有蒸發器單元(2)，蒸發器單元(2)具有滅菌介質的供給裝置(4)和氣體介質的供給管路(6)，其中蒸發器單元將滅菌介質引入至氣體介質中，另外，為了將滅菌混合物從滅菌介質和氣體介質中移除，蒸發器單元(2)具有移除裝置(82)；以及具有第一加壓裝置(12)，該第一加壓裝置(12)採用滅菌混合物作用於至少一個第一區域，其中第一加壓裝置(12)與蒸發器單元(2)流動連通。根據本發明，所述設備(1)具有第二加壓裝置(14)，第二加壓裝置(14)採用滅菌混合物作用於至少一個區別於第一區域的第二區域，其中，第二加壓裝置(14)也與蒸發器單元(2)流動連通。
文檔編號B65B55/06GK102372099SQ201110194129
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月12日 優先權日2010年7月16日
發明者于爾根·澤爾納, 麥可·達曼恩 申請人:克朗斯股份有限公司