DE2339498A1 - Verfahren zum verpacken steriler gueter in behaelter unter aseptischen bedingungen - Google Patents

Verfahren zum verpacken steriler gueter in behaelter unter aseptischen bedingungen

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DE2339498A1
DE2339498A1 DE19732339498 DE2339498A DE2339498A1 DE 2339498 A1 DE2339498 A1 DE 2339498A1 DE 19732339498 DE19732339498 DE 19732339498 DE 2339498 A DE2339498 A DE 2339498A DE 2339498 A1 DE2339498 A1 DE 2339498A1
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Description

Patentanwälte
Dr. E. Boettner
Dipl.-Ing. H.-J. Müller
Dr. Th. Bereiidt
D 8 München 8β TP 377
Xucüe-Grahn-Slr. 38,-IeI. 47 5155 ^ ,
Tetra Pak Developpement SA, 2, rue de la Paix, Lausanne (Schweiz)
Verfahren zum Verpacken steriler Güter in Behälter unter aseptischen Bedingungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verpacken steriler Güter in Behälter unter aseptischen Bedingungen, das darin besteht, daß eine warmformbare Materialbahn, nachdem sie einem sterilisierenden Medium ausgesetzt wurde oder unter gleichzeitigem Sterilisieren, auf eine für das Warmformen erforderliche Temperatur erhitzt wird, anschließend die Bahn oder ein ausgewählter Teil derselben zum Formen der Behälter aus der Bahn einem Varmformvorgang unterzogen wird, daß eine zweite Materialbahn mit der ersten warmformbaren Materialbahn, vorzugsweise entlang der Bahnkanten, zur Bildung eines Schlauches zusammengefügt wird, daß das abzufüllende sterile Material dem Schlauch zugeführt wird und der Schlauch unter gleichzeitiger Unterteilung des in dem Schlauch in Form einer Säule enthaltenen Füllgutes derart plattgedrückt wird, daß die Materialflächen der Materialbahnen mindestens entlang der in sich geschlossenen, um die Behäl«teröffnungen herumlaufenden Zonen zum Einschließen des sterilen Füllgutes in den Be-
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hältern verschweißt oder in anderer Weise miteinander verbunden werden können.
In der Verpackungstechnik, insbesondere bei Verpackungsverfahren für Güter von normalerweise nur begrenzter Haltbarkeit, richtet sich die Aufmerksamkeit mehr und mehr auf eine Verbesserung der bereits bestehenden Verpackungssysteme oder auf die Schaffung solcher, die eine verlängerte Haltbarkeit der verpackten Güter ermöglichen. Bei Verwendung dieser Verpackungssysteme wird in erster und vorderster Linie angestrebt, daß die Waren einen normalen Vertrieb sowie eine normale Lagerung der Füllgüter bis zum Verbrauch gestatten. Es werden also nicht nur an das Formen und die spezielle Behandlung der Füllgüter selb* hinsichtlich ihrer Haltbarkeit, sondern auch an die Art und Weise ihrer Verpackung wie auch an die Verpackungsbehälter und ihre Materialzusammensetzung hohe Ansprüche gestellt. Molkereiprodukte sind ein Beispiel der hier in Rede stehenden Güter, und es sind auch bereits Verpackungs systeme für die aseptische Verpackung solcher Produkte in Verbraucherverpackungen entwickelt worden.
Bei einem der bekannten rationellen Verfahren zum Verpacken steriler Güter unter aseptischen Bedingungen im Interesse, der Verlängerung der Haltbarkeit des verpackten Gutes wird eine kombinierte Materialbahn verwendet, die aus einer Fasergrundschicht mit einer Kunststoff schicht und einer daraufliegenden Metallfolienschicht besteht. Die Bahn wird zu einem Schlauch umgeformt, dem das abzufüllende sterile Material zugeführt wird und der dann unter aseptischen Bedingungen zu vollständig gefüllten und verschlossenen Verpackungseinheiten unterteilt wird. Bei einen anderen Verpackungs sys tem wird eine Kunststoffbahn verwendet, aus der Behälter durch Ziehen im Vakuum hergestellt werden, wobei mindestens das Füllen und Verschließen in einer aseptischen Atmosphäre durchgeführt werden.
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Schon der Umstand, daß neue Kunststoffe oder Kombinationen von Kunststoffen hergestellt werden, die sich durch eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen von Gas und Wasserdampf auszeichnen, schafft heute die Möglichkeit der Herstellung von sterilen Verpackungen, die ausschließlich aus Kunststoff oder aus Kunststoff im Verein mit einem Deckel oder Verschlußteil aus einem anderen Material, beispielsweise einer Metallfolie oder einer Materialkombination, bestehen. Es sind Abwandlungen und Verbesserungen derartiger bereits bestehender Verpackungsverfahren vorgeschlagen worden, bei denen ein Kunststoff zum Formen des Verpackungsbehälters verwendet wird. Bei diesen Verfahren werden Behälterkörper häufig durch Vakuumtiefziehen aus einem vorher erhitzten Kunststoff hergestellt,worauf anschließend die Behälter mit dem zu verpackenden sterilen Füllgut gefüllt werden und geschlossen werden, indem beispielsweise Laminate (wafers) zum Verschließen der Öffnungen der gefüllten Behälter hergestellt und an dem Rand der Behälteröffnung oder in dem diesem benachbarten Bereich an den Behälter angeschweißt werden. Um beim Verpacken steriler Materialien eine sterile Umgebung zu schaffen, werden bisher gewisse Teile der Vorrichtung, wie die Abfüll- und Schließteile, in eine Kammer eingebaut oder eingebracht, in der im wesentlichen sterile Bedingungen aufrechterhalten werden.
Bei diesen Verpackungsmaschinen stören jedoch gewisse Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung steriler Bedingungen in der sogenannten sterilen Kammer, was darauf zurückzuführen ist, daß die bestehenden Maschinen und Systeme den neuen Anforderungen nicht voll angepaßt sind.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren, das auf einem Grundsatz beruht, der erwiesenermaßen zu einem rationellen Verpackungsvorgang für sterile Füllgüter geführt hat.Dieser
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Grundsatz gemäß der Erfindung wurde der Anwendung bei neuen Verpackungsmaterialien angepaßt und gestattet nun die verläßliche Aufrechterhaltung aseptischer Bedingungen während des Verpackungsvorganges, ohne die Nutzung der Vorteile des neuen Materials zu beeinträchtigen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste warmfonnbare Materialbahn als auch die zweite Materialbahn derart in einen Tunnel ein- und durch diesen hindurchgeführt werden» daß die Materialbahnen zusammen mit den Wänden des Tunnels eine Kammer bilden, in der eine sterile Atmosphäre aufrechterhalten wird und in der das Warmformen der ersten Materi— albahn, und das Verbinden der beiden Materialbahnen entlang der Bahnkanten zur Bildung eines Schlauches durchgeführt wird, der anschließend aus dem Tunnel ausgeführt wird, worauf anschließend das dem Schlauch zugeführte sterile Füllgut in den geformten Behältern unterteilt und eingeschlossen wird und diese schließlich durch einen Schnitt durch beide Ma — terialbahnen voneinander getrennt werden.
Einige Formen der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1,3 und 5 zeigen in Seitenansicht und im Teilschnitt verschiedenen Formen der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und
Fig. 2, k und 6 zeigen im Schnitt die gemäß Fig. 1,3 bzw. dargestellten Verpackungsschläuche.
Xn Fig. 1,3 und 5 ist ein Tunnel mit 1 und eine Bahn aus warmformbarem Material mit 2 bezeichnet« Die Materialbahn soll in das eine Ende des Tunnels eingeführt und zusammen mit einer zweiten Materialbahn 3, die mit der ersten, warmformbaren Materialbahn 1 in dem Tunnel vereinigt werden soll,
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am anderen End· das Tunmela aas diesem auegeführt warden·
Die Wand« de· Tunnel· 1 bilden zusammen mit der Bahn 2 bzw. mit den miteinander verbundenen beiden Bahnen 2 und 3 eine aterile Kammer k. Die sterile Kammer kann an ihrem vorderen Ende mit einer Vorbehandlungskammer 5 ausgestattet sein, die aus einem verlängerten Teil des Tunnels 1 bestehen kann und ahnlich wie die aterile Kammer k ausgebildet sein kann, indem namlioh die Wände des Tunnel· zusammen mit der Bahn 2 die Kammer bilden. Für das Einführen der Materialbahn 3 ist eine Vorbehandlungskaaaer 6 vergesehea. Diese Kammer ist vorzugsweise als ein Aufbau aaf dem sterilen Tunnel 1 ausgebildet und steht mit diesem über eine Öffnung 36 in<ider Tunnelwand in Verbindung.
Unter der sterilen Kammer k i»t ein Formwerkzeug 19 sum Formen von Behälterkörpem 21 durch Warmformen der Materialbahn 2 angeordnet. Das Formwerkzeug kaaa aus einem Formkasten bestehen, der mindesten· i«in*n,verzugsw«i·· jedoch mehrere Formhohlräume aufweist «ad beispielsweise zum Vakuumtiefziehen der Materialbahn 2 geeignet ausgebildet ist. Außerdem ist der Formkasten derart beeehaffea, das er der Bahn über eine gewisse Streoke la deren Beweguagsrichtung während des Formvorgaagea aalbst zu folgea und anschließend schnell in seine Ausgangsstellung für die Bearbeitung eines noch nicht bearbeiteten Teile· der Bahn zurückzukehren vermag. Anstatt aus einem Formkasten kaaa da· Formwerkzeug au· einer Anzahl von Formkörpern bestehen, die der gleichen Funktion wie der Formkasten dienen und derart aageerdaet sind, daß «i· an einer endloaen Kette unterhalb der Materialbahn 2 laufen, Ia Falle einer solchen Aaerdauag köaaen die in den Formkörpern geformt-tem Behälter la dem Formhehlraum derselben erheblich länger verweilen, al· di·· sonst bei bekannten rationellen Formverfahren möglich ist. Dabei können die Behälterkörper
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in dem Formhohlraum abkühlen, ohne daß besondere Kühlmaßnahmen getroffen zu werden brauchen, und es herrschen dort auch bessere Bedingungen für die Vermeidung eines Schrumpfens des Materials. Außerdem erhält dabei die warmformbare Materialbahn 2 während des Transportes durch die sterile Kammer 4 den erforderlichen Vorschub und ist auch bei den verschiedenen Bearbeitungsvorgängen besser abgestützt.
An der der warmformbaren Materialbahn 2 gegenüberliegenden Seite, d.h. in der sterilen Kammer 4, kann ein Werkzeug angeordnet sein, das auf die Materialbahn 2 eine zwangsläufige Formungewirkung ausübt (Fig. 1). In der sterilen Kammer 4 ist ein Abfüllrohr 22 zum Füllen der Behälterkörper 21 mit sterilem Füllgut angeordnet. Außerdem ist in der Kammer 4 eine Verschließvorrichtung 23 angeordnet, die die zweite Bahn 3 an der Materialbahn 2 beispielsweise unter Anwendung von Wärme und Druck mit Hilfe von Preßplatten 24 anschweißt, ίοdaß das in die Behälterkörper 21 eingefüllte sterile Füllgut eingeschlossen wird. Im oberen Teil des Tunnels 1 ist ein Eintrittes tuten 18 für sterile Luft vorgesehen, die, vorzugsweise unter einem gewissen Druck, In die sterile Kammer 4 eingeführt wird und iniüeser enthalten ist.
Bevor die Bahn 2 aus warmformbarem Material der Varmformung mittels Formwerkzeugen 19» 20, unterworfen wird, muß die Materialbahn auf «ie für das Warmformen erforderlich«Temperatur, d.h. bis zu einem geeigneten Srweichungagrad erhitzt werden. Dieses erhitzen erfolgt zweckmäßigerweise außerhalb der sterilen Fammer 4, denn sonst könnte die in der Kammer enthaltene sterile Atmosphäre sich mit aus der Bahn ausdampfendem Medium vermischen. In Fig. 1 sind mit 12 die Heizelemente bezeichnet, die außerhalb der sterilen Kammer 4 angeordnet sind. Diese Heizelemente können beispielsweise aus elektrischen Heizwendeln bestehen. Das Erhitzen kann, wie in der Figur angedeutet, in einer
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durchgeführt werden, die ihrerseits aus der genannten Vorbehandlungskammer bestehen kann. Der obere Teil der VorbehandlungskaasBer 5 kann mit einen Element 17 zum Absaugen der in der Kammer enthaltenen Atmosphäre ausgestattet sein. Ferner kann die Vorbehandlungskammer anstatt dessen oder zusätzlich mit verschiedenen Benenten für das Waschen und/oder Sterilisieren der Materialbahn 2 ausgestattet sein.
Die Vorbehandlungskammern 5 und 6 sollen in erster Linie Teile zum Reinigen der beiden Materialbahnen 2, 3 durch Waschen und/oder Sterilisieren vor deren Einfühlten in die sterile Kammer h enthalten. Der Teil 11 kann als Einrichtung sum Bestrahlen der Bahnen mit UV-Licht, der Teil k als Einrichtung fürden Elektronenbeschuß der Bahn/ausgeUldet seinf oder es können Bäder oder Sprühvorrichtungen -vorgesehen seiny die Wasserstoffperoxid, Alcohol oder ein sonstiges Sterilisierungs-Jfasch- oder Desinfektionsmedium enthalten bzw. auf die Bahn in der Form eines feinverteilten Sprühnebel-B aufbringen. Spuren, derartiger flüssiger Medien können von den Bahnen durch Verdampfen entfernt werden, und in den Kammern 5 und 6 können für diesen Zweck geeignete Heizelemente angeordnet sein. Mittels dieser Heizelemente oder mittels der Teile 12 für das Erhitzen der Materialbahn 2 auf die erforderliche Warmformfremperatur kann die Bahn einer Warmsterilisierung unterzogen werden} in beiden Vorbehandlungskammern 5 und 6 wird natürlich für diesen Zweck eine sterile .Atmosphäre aufrechterhalten, und die Kammern sind gegen die sie umgebende Atmosphäre in geeigneter Weise abge s chlo s s en·
Für das Einführen der beiden Materialbahnen 2 und 3 in den sterilen Tunnel 1 eider die Vorbehandlungskammern 5, 6 und für das Ausführen der ersten und zweiten Bahn 2 bzw. in miteinander verbundenem Zustand aus dem sterilen Tunnel sind am Eintritt 13, 13'»36, 36* bzw. am Austritt 37 Teile
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Ί5f 15' und 15" vorgesehen, die ein Eindringen von Medien aus der umgebenden Atmosphäre in den Tunnel 1 bzw. in die Kammern 5 und 6 verhindern. Diese Einrichtungen können aus einer Schleuse mit einem geeigneten Sterilisierungs- bzw. Desinfektionsmedium, einem aus einem sterilen Luftstrom gebildeten Luftschleier, einem aus feinverteilten Partikeln von Wasserstoffperoxyd, Alcohol, einem Vasoh- oder Desinfektionsmittel oder einer nicht korrodierenden Flüssigkeit gebildeten Flüssigkeitaschieier, einem hülsenförmigen Element oder einer sonstigen Einrichtung bestehen, die ein Eindringen der umgebenden Atmosphäre in den Tunnel bzw. die Kammern verhindert.
Die Vorbahandlungskammern 5 bzw. 6 müssen von der sterilen Kammer getrennt sein, und dies kann bei der einfachsten Form durch eine Abschirmungswand Ik bsw. 35 geschehen, und der in der sterilen Kammer k herrschende Druck der sterilen Luft kann durch die Öffnungen 13 bzw. 36, die zwischen den Abschirmungswänden und den Materialbahnen 2 bzw. 3 angeordnet sind, in die Vorbehandlungekamaern ausströmen. Die Vorbehandlungkammern können auch von der sterilen Kammer durch eine Schleuse, einen Flüssigkeits-oder Luftschleier oder durch eine beliebige andere geeignete Anordnung getrennt sein.
Das Vaschen bzw. Sterilisieren muß außerhalb der sterilen Kammer h vorgenommen werden. Wenn flüsaLge oder gasförmige Vascn- bzw. Sterilisierungsmittel verwendet werden, müßten diese Arbeitsgänge ebenfalls außerhalb der Vorbehandlungskammern 5« 6 durchgeführt werden, da diese Mittel, wenn sie in den Vorbehandlungskammern verwendet werden, sich mit der in diesen befindlichen Atmosphäre mischen könnten und daher offensichtlich die Gefahr bestünde, daß trotz des Vorhandenseins von Schleusen oder ähnlichen Anordnungen zwischen den Vorbehandkingskammern und der sterilen Kamm» r die Mti t Wasch- bzw. Sterilisierungemitteln vermengte Atmosphäre in die sterile Kammer k eintreten könnte oder daß sofche Mittel
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sich an der Materialbahn in flüssiger Form niederschlagen (kondensieren), und die Bahn dann in die sterile Kammer begleiten könnten.
Wie aus Fig. 1,3 und 5 ersichtlich, sind außerhalb der Vorbehandlungskammern 5 und 6 Tröge oder Wannen 8 bzw. 28 angeordnet. Diese Tröge dienen zur Aufnahme einer Wasch- bzw. Sterilisierungsflüssigkeit 9 bzw. 29 für die Materialbahnen 2 bzw. 3t die beispielsweise aus einem Alcohol oder einer Wasserstoffperoxydlösung bestehen kann. Hinter diesen Behältern sind Teile 10 bzw. 31 für die Absorption der überschüssigen Flüssigkeit sowie Heizelemente 16 bzw. 32, beispielsweise in der Form von Heizwendeln, zum Erhitzen der betreffenden Bahn und somit zum Beseitigen von Resten der Behandlungsflüssigkeiten durch Verdampfen angeordnet. Für die Beseitigung des Flüssigkeitsüberschusses kann beispielsweise auch ein "Luftmesser" (dünner Luftstrahl von der Breite der Bahn), \ie bei 30 in Fig. 1 angedeutet, verwendet werden, wobei dann der Flüssigkeitsüberschuß in die Wanne 28 zurückfließt oder abtropft.
Außerhalb des Austritts aus der sterilen Kammer 4 ist ein Messer- oder Scherelement 38 angeordnet, das dazu dient, die gefüllten oder versiegelten bzw. verschweißeten Behälter voneinander durch einen Schnitt durch die beiden Materialbahnen 2 und 3 voneinander ·. zu trennen. Bin etwaiger Überschuß an Material der zweiten Materialbahn 3 kann auf eine Rolle 39 aufgewickelt werden. Ein endloser Riemen 40 oder eine andere geeignete Fördervorrichtung dient zur Übernahme der nun voneinander getrennten Verpackungsbehälter 41.
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Das Füllrohr 22 erstreckt sich bis knapp oberhalb der Schweißelemente 23, 24, und die Füllhöhe 42 reürt bis oberhalb der Verschließzone·
Für die Vereinigung der beiden Materialbahnen 2, 3 entlang ihrer Längskantenteile für die Bildung eines Schlauches sind die längs gericht et en Naht elemente 43 t 44 vorgesehen, die, beispielsweise unter Anwendung von Wärme und Druck die Bahnen aneinanderschweißen· Wie in Fig. 2, 4 und 6 gezeigt, werden auf diese Weise an dem Schlauch zwei Längsnähte 45 erzeugt«
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das Formwerkzeug 19 mit einer Anzahl von Formkörpern 52 ausgestattet, die an einer über Räder 48, 49 geführten Kette 47 befestigt sind. Für ein etwaiges Formen und eine Behandlung der zweiten Materialbahn 3 können an einer zweiten endlosen Kette 5Q, die der ersten endlosen Kette 47 gegenüberliegend angeordnet ist, Formwerkzeuge 20 angeordnet sein, und die vereinigten Materialbahnen 2 und 3 gehen zwischen den Ketten hindurch·
Fig. 6 läßt erkennen, daß die Bahn 2 aus warmfοrmbarenx Material sich genau dem Formhohiraum 5 2 des Formelementes 19 angepaßt hat. Am Boden des Formhohlraumes 52 ist «in Teil des Wandabschnittes des Verpackungsbehälters, wie dargestellt, einwärts getrieben, so daß er eine Sick· oder eine £inwölbung 51 bildet. Auf die Seitenwände der Verpackungsbehälter wird ein einwärtsgerichteter Innendruck ausgeübt« daß der Verpackungsbehälter einen Verpackungein— nenraum begrenzt, der kleiner ist als das maximale volume*« trie ehe Fassungsvermögen des Verpackungsbehälter. Die Sicke der Verpackungswand wird vor dem Schließen des Behälters ausgeführt, und die so verformte Wand wird in dieser Lage gehalten, bis der Verpackungsbehälter geschlossen ist.
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Die Bahn 2aus warmformbaretn Material kann eine Polyvinyl-
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chloridbahn mit einer Beschichtung aus Polyvinylidenchlorid, eine Polystyrolbahn mit einer Beschichtung aus Polyvinylidenchlorid, eine Kombination oder ein Laminat, bestehend aus gemeinsam stranggepreßten Bahnen aus Polyäthylen, Polyvinylidenchlorid und Polyäthylen, oder eine Bahn aus einem aus Polystyrol, Polyvinylidenchlorid und Polyäthylen aufgebauten Acrylnitril—Mischpolymerisat sein. Zum Aufbau der Bahn aus warmformbar ent Material zur Verwendung in diesem Zusammenhang können natürlich andere Kombinationen verwendet werden« Es können also zwei oder mehrere der folgenden Materialien kombiniert werden: Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Polyäthylen, Polyvinylchlorid und auch Aluminiumfolie. Die zweite Materialbahn 3 kann aus einem mehrschichtigen Material, bestehend axis einer Metallfolie, einer Polyäthylenschicht, einer starreren Schicht, bestehend aus Fasern oder Polyester und einem heißverschweißbaren Überzug auf Peroxylenbasis aufgebaut sein. Andere Materialzusammensetzungen sind natürlich ebenfalls denkbar.
Bei Anwendung der beschriebenen Anlage wird in folgender Weise vorgegangen: Vor dem eigentlichen Formen und Füllen müssen die sterile Kammer k und die Vorbehandlungskammern 5 und 6, wenn solche verwendet werden, bereitgemacht werden, und dies geschieht dadurch, daß die beiden Materialbahnen 2, 3 in den Tunnel 1 eingeführt werden. Anschließend müssen die sterile Kammer und, wenn vorhanden, die Vorbehandlungskammern 5, 6 sterilisiert bzw. desinfiziert werden, und dies bringt es mit sich, daß auch die in der sterilen Kammer angeordneten Elemente, wie die Formelemente 20, die Füllrohre 22 usw. gewaschen und sterilisiert werden.
Im Verlauf des Verpackens (Fig. 1 ) wird die Bahn 2 aus warmformbarem Material von einer Rolle 7 nach unten in den Trog 8 geführt, der eine Wasch- und/oder eine Sterilisierungsflüssigkeit 9 für das Reinigen oder Waschen und Sterilisieren
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der Mat«rlalbahn 2 enthält. Hinter dem Trog 8 wird der Flüssigkeitsüberschuß Mittels des hierfür ausgebildeten Elementes 10 absorbiert oder in Irgendeiner anderen VedLee von der Bahn 2 entfernt· Gewöhnlich folgt darauf ein Erhitzen der Bahn mittels des dargestellten Heizelementes 16, so daß etwaige Reste der Behandlungaflueeigkeiten verdampfen. Nach diesen Arbeitsgängen wäre nun die warmformbare Miterialbahn 2 für deren SinfUhren in die sterile Kammer bereit. Vie jedoch bereite erwähnt, muß die Bahn noch auf die erforderliche Warmformtemperatur gebraoht werden, bevor sie in die sterile Kammer eingeführt wird. In diesem Falle sind die hierfür bestimmten Heizelemente in der Nahe der Eingangsöffnung 13 der sterilen Kammer angeordnet, so daß die Bahn bei deren Einführung in die Kammer kräftig erhitzt wird, und dieses Erhitzen wirkt als desinfizierende Schleuse für den Eintritt der Bahn in die sterile Kammer. Das spezielle Heizelement 16 für die Trocknung der Bahn würde dann möglicherweise entfallen·
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Bei de» in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel wird jedoch die warmforntbare Materialbahn 2 nach dem Reinigen und Trocknen in den sterilen Tunnel 1 eingeführt. Die Bahn wird vorzugsweise in einer vertikalen oder horizontalen Ebene oder mindestens unter rechtem Winkel zur Stirnwand des sterilen Tunnels und in einer im wesentlichen ebenen Lage in diesen eingeführt. Bei diesem Eintreten in den Tunnel gelangt die Bahn durch eine Schleuse oder . irgendeinanderes Element, das derart angeordnet ist, daß es die sterile Kammer gegenüber der sie umgebenden Atmosphäre abschließt· Venn die Materialbahn, wie erwähnt, in einer ebenen Lage und im wesentlichen unter rechtem Winkel zur Stirnwand des Tunnels eingeführt wird, kann das Begrenzungselement gegen die Umgebung einfach aus einem Schleier steriler Luft bestehen, der unter rechtem Winkel gegen die Bahn gerichtet ist· Dieser Luftschleier bildet dann eine Verlängerung der Stirnwand des sterilen Tunnels 1.
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Der vordere Teil der sterilen Kammer k ist bei der dargestellten Ausführungsform (Fig. 1 ) als Vorbehandlungskammer 5 ausgebildet, in der die Bahn 2 mittels verschiedener Teile oder Mittel einer Sterilisierungs- bzw. Desinfektionswirkung ausgesetzt wird. Biese Vorbehandlungskammer 5 kann auch für das Erhitzen der Materialbahn 2 auf die erforderliche Warmformteraperatur verwendet werden, und dann wird die Materialbahn 2 in der gleichen Erwärmungsjihase auch einer Warmsterilisierung unterzogen. Die Materialbahn 2 geht also nach dem Eintreten in den sterilen Tunnel 1 an einem Teil 11 vorbei bzw. durch diesen hindurch, der dazu vorgesehen sein kann, die Bahn einem Elektronenbeschuß bzw. einer Ultraviolettstrahlung mit dem Ziel , die Bahn vor ihrem Eintreten in die sterile Kammer k zu desinfizieren bzw. zu sterilisieren, zu unterziehen. Ferner durchläuft die Materialbahn 2 vor ihrem Eintritt in die sterile Kammer das Heizelement 12, in dem die Bahn auf die für den Warmformvorgang erforderliche Temperatur erhitzt wird.
Venn die Materialbahn einen für das Warmfamen geeigneten Erweichungsgrad erreicht hat, wird sie in die sterile Kammer selbst eingeführt· Die sterile Kammer 4 ist gegen die Vorbehandlungskammer 5 hin in solcher Weise abgegrenzt, daß die in der Vorbehandlungskammer herrschende Atmosphäre nicht in die sterile Kammer eintreten kann· Xndem die sterile Kammer 4 unter Druck gehalten wird, .kann die Begrenzung zwischen, diesen - -Kammern einfach aus einer einzigen Abschirmungswand 14 ο.dgl,, wie in den Figuren dargestellt, bestehen, und die Materialbahn wird in die sterile Kammer durch die Einlaßöffnung 13 eingeführt.
Die so bis sum Erweichen erhitzte Materialbahn 2 wird anschließend der . Warmformung durch die Formungselemente 19 bzw. 20 untersogen, bei der Behälterkörper 21 gebildet werden, die in einem späteren Stadium mit Hilfe der Fülleinrichtungen 22 mit dem zu verpackenden sterilen Füllgut
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gefüllt werden. Wenn die Behälter gefüllt sind, müssen sie dicht verschlossen werden, und dies geschieht durch Anbringung der zweiten Materialbahn 3 an der warmformbaren Materialbahn 2 in solcher Weise, daß diese vorzugsweise zur Gänze bedeckt ist.
Wie aus Fig. 1,3 und 5 ersichtlich, wird die zweite Materialbahn 3 von einer Rolle 27 in eine Wanne 28 geführt, die eine Reinigungs-, Wasch— und/oder Sterilisierungsflüssig—.. keit ähnlich jener für die Behandlung der ersten, warmformbaren Materialbahn 2, enthält. Nach Durchführen der Bahn 3 durch die Wanne 28 wird überflüssige Flüssigkeit von der Bahn mittels des dargestellten "Luftmessers" 30 oder mittels edass absorbierenden Elements 31 beseitigt. Anschließend wird die Bahn durch ein Heizelement 32 hindurch oder an einem solchen vorbeigeführt, das etwaige Restspuren der Behandlungsflüssigkeiten zum Verdampfen bringt. Die Materialbahn 3 wird dann durch die Öffnung 36* der Vorbehar-dlungskammer 6 in diese eingeführt. Xn der Öffnung gelangt die Bahn durch das Element 15" hindurch, das eine Schleuse oder einen Schlwier bildet, so daß die die Kammer umgebende Atmosphäre nicht in die Kammer eindringen kann. Wenn die Materialbahn beispielsweise in einer im wesentlichen horizontalen, oder vertikalen Stellung eingeführt wird und dLe Bahn im wesentlichen ebene Flächen darbietet, kann dieses Element für die Erzeugung eines vertikalen bzw. horizonMen sterilen Luftschleiers oder einer Luftdichtung ausgebildet sein, die den Zwischenraum zwischen den Wänden der Kammer und der Oberfläche der Materialbahn ausfüllt. In der Vorbehandlungskammer 6 gelangt die Materialbahn 3 an weiteren verschiedenen Elementen 3^ für die DesInfektion und/oder Sterilisierung der Bahn vorbei bzw. hindurch, so daß es, wie bereits früher erwähnt, möglich ist, die Element· derart anzuordnen, daß die Bahn einem Elektronenbeschuß und bzw«oder einer UV-Bestrahlung ausgesetzt werden kann.Anschließend wird die Materialbahn 3 in die sterile Kammer h eingeführt, in der sie mit der ersten
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warmformbaren Materialbahn 2 verbunden werden soll. Die Bahn 3 tritt durch eine Öffnung 36 in der Wand des sterilen Tunnels 1 hindurch. Diese Vorbehandlungskammer 6 Jb t, ähnlich wie die andere Vorbehandlungekamner 5# von der sterilen Kammer k durch eine Abachirmungewand 35 o.dgl. getrennt.
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Die zweite Materialbahn 3 wird eingeführt und mit der ersten Materialbahn 2 entlang der Längskantenteile der Bahn verbundent daß ein Schlauch gebildet wird* Nach Füllen des Schlauches mit Füllgut werden die beiden Bahnen durch Verschweißen oder Versiegeln aneinander mindestens entlang in sich geschlossenener, um die BehälterÖffnungen herum; -laufender Zonen miteinander verbunden· Dieses Versiegle η oder Verschließen erfolgt beispielsweise unter Anwendung von Wärme und Druck mit Hilfe der in Fig. 1, 3 und 5 dargestellten Werkseuge 23, 2k,
Beim Verlassen des sterilen Tunnels 1 durchwandern die vereinigten Materialbahnen 2 und 3 einen Schleier 15'» eine Schleuse oder ein sonstiges Element» das die Austrittsöffnung oder NUndung 37 des Tunnels derart abschirmt, daß die außerhalb der sterilen Kammer k herrschende Atmosphäre durch diese Öffnung nicht eindringen kann. Da die . warmformbare Materialbahn 2 durch Anbringung der zweiten Materialbahn 3 eine ebene Oberseite erhalten hat und da in diesem Fall die miteinander verbundenen Materialbahnen 2 und 3 beispielsweise im wesentlichen horizontal oder vertikal aus dem Tunnel 1 ausgeführt werden, kann der Schleier oder das Schleusenelement 1V aus einer Vorrichtung zur Erzeugung eines schichtartigen laminaren vertikal bzw. horizontal gerichteten sterilen LuftStromes bestehen, der den Raum zwischen der Stirnwand des Tunnels 1 und der Oberseite der miteinander verbundenen Bahnen in Form eines Schleiers ausfüllt.
Nach Ausführen aus dem Tunnel 1 werden die geformten, gefüllten und versiegelten Behälter 21 mittels Messern oder eines sonstigen geeigneten Elementes 38 voneinander getrennt, indem die beiden Bahnen 2, 3 zwischen jeweils zwei geformten Behälterkörpern zerschnitten oder abgetrennt werden, so daß getrennte Behältereinheiten 41 erhalten werden. Sin etwaiger Überschuß der Deckmaterialbahn oder der zweiten Bahn 3 kann auf eine Rolle 39 aufgewickelt werden. Die ge-
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ORIGINAL INSPECTED
trennten Behälter kl werden schließlich auf einem Förderer UO einem veiteren Arbeitsgang, beispielsweise der Verpackung in Transportbehälter o.dgl., zugeführt.
Abwandlungen d es beschriebenen Verfahrens sind ohne Abweichen vom Erfindung«gedanken in mannigfaltiger Weise möglich· So iat es durchaus möglich, zum Sterilisieren oder Desinfizieren der sterilen Kammer k und zur Aufrechterhaltung einer sterilen Atmosphäre in dieser, in diese Kammer k ein an sich aktiv sterilisierendes Gas anstelle der Sterilisierluft einzuführen* Bei Anwendung des Verfahrens bei der Verpackung von Lebens- bzw. Genußmitteln ist allerdings Sterilisierluft vorzuziehen.
Ferner können die Öffnungen 13 und 36 zwischen der sterilen
h
Kammer und den Vorbehandlungskammern 5 bzw« 6, wenn vorhanden, besonder· elemente aur Abgrenzung der Kammern gegeneinander haben· Derartige elemente können aus einer mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllten Flüaaigdichtung, einem Luftschleier, bestehend aus eine« laminaren, sterilen Luftstrom, einem Flüssigkeitssetilei er aus beispielsweise feinverteilten Wasserstoffperoxid- oder Alcoholteilohen, einem Hülsen- oder Manschettenelement oder irgendeiner anderen einrichtung zum Verhindern des Eintretens der in den Vorbehandlungskammern herrschenden Atmosphäre in die sterile Kammer k bestehen. Die hier genannten Elemente oder Mittel sind besonders zum Abschirmen der sterilen Kammer Jf und der Vorbehandlungskammern 5 t 6 in den Grenzsonenn derselben oder der Einlaß- und Auelaßöffnungen gegen die die Kammern umgebende Atmosphäre anwendbar»
Die Vorbehandlungskammern 5» 6 können natürlich die günstigste Form erhaltenf und sie kennen daher von der in der Beschreibung beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausbildung weltgehend abweichendste brauchen beispielsweise
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nicht, wie im Falle der in den Figuren gezeigten Vorbehandlungskammern 5 teilweise aus einem Tunnel und teilweise aus einer Materialbahn bestehen, die eigentlich zu Behälterkörpern verabeitet werden sollen. Es wäre also beispielsweise auch möglich, wenn sich dies als zweckmäßig erweist, wie oben bereits angedeutet, die Vorbehandlungskammern 5 und 6 gänzlich wegzulassen. Das Heizelement 12 an der Außenseite der sterilen Kammer k für das Erhitzen der warmformbaren Materialbahn 2 ermöglicht eine vorteilhafte Behandlung in solcher Weise, daß die Materialbahn direkt in die sterile Kammer eingeführt werden kann. Bs ist jedoch auch denkbar, die zweite Materialbahn vor oder während ihres Eintritts in die sterile Kammer 4 durch eine beheizte Zone hindurchzuführen, und dies bedeutet, daß in gewissen Fällen die Vorbehandlungskammer 6 entfallen kann.
Das Material oder die Kombination von Materialien in den . verwendeten Materialbahnen 2 und 3 kann natürlich von den oben empfohlenen abweichen. Als einziges Beispiel sei erwähnt, daß die zweite Materialbahn oder Deckmaterialbahn einfach aus Metallfolie, beispielsweise aus Aluminiumfolie bestehen kann, die gegebenenfalls, beispielsweise mit einem wänneaktivierbaren Haftmittel (das Anhaften förderndem Mittel) beschichtet ist.
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Es ist zu betonen, daß es darauf ankommt, daß die warmformbare Materialbann 2, die zweite Materialbahn 3 und/oder die zusammengefügten Materialbahnen 2, 3 an den Begrenzungen der sterilen Einheit gegenüber der umgebenden Atmosphäre mit einer ebenen Oberfläche oder Oberseite in die sterile Einheit eingeführt bzw. aus dieser ausgeführt werden und daß die Bahn oder Bahnen in einer entweder im wesentlichen horizontalen oder im wesentlichen vertikalen Ebene . oder mindestens unter rechtem Winkel zur Stirnwand des Tunnels geführt werden. Ferner ist es wichtig, daß die erste Materialbahn 2 und/oder die zusammengefügten Materialbahnen 2 und 3 gemeinsam mit dem sterilen Tunnel 1 die sterile Kammer 4 bilden, d.h. dass die Materialbahn bzw. die verbundenen Bahnen 2, 3 eine Wand in der sterilen Kammer bilden.
Die Ausbildung der in den Figuren dargestellten Anordnung außerhalb der Kammer 4, 5 und 6 ist daher von geringerer Bedeutung. Der Vollständigkeit halber sei jedoch erwähnt, daß die Materialbahnen 2 und 3, jede für sich sowie auch in Verbindung miteinander, mittels Führungsschienen, Rollen oder anderer geeigneter Elemente 46, 47» 48, 49 getragen, geführt usw. sind, die die Einzelbahnen oder die miteinander verbundenen Bahneriwährend der mannigfaltigen Bahnabschnitte vom Abrollen von der betreffenden Vorratsrolle 7 t 27 bis zur Fertigstellung der gefüllten, versiegelten und getrennten Behälter 41 in befriedigender Weise in die richtige Stellung bzw. die richtigen Stellungen zu bringen vermögen. Die Erfindung ist daher nicht auf die dargestellt«Ausführungsformen beschränkt, sondern lediglich durch die folgenden Patentansprüche umrissen.
Patentansprüche
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Claims (12)

-21-Patentansprüche 9 ^ ^ Q / Q £?
1. / Verfahren zum Verpacken eines sterilen Materials in Behälter unter aseptischen Bedingungen, bei dem eine warmformbare Materialbahn, nachdem sie einem .Steril!— sierungsmedium ausgesetzt wurde oder während der Sterilisation, auf eine für das Warmformen erforderliche Temperatur erhitzt wird, dann die Bahn oder ein ausgewählter Teil derselben zum Formen von.Behältern aus der Bahn einem Warmformvorgang unterzogen wird, mit dieser ersten warmformbaren Materialbahn eine zweite Materialbahn vorzugsweise entlang ihrer Bahnkanten zur Bildung eines Schlauches verbunden wird, dem Schlauch das einzufüllende sterile Material zugeführt wird und der Schlauch unter gleichzeitiger Unterteilung der in dem Schlauch vorhandenen Materialsäulen derart plattgedrückt wird, daß die Materialflächen in den Materialbahnen zum Einschließen des sterilen Materials in den Behältern mindestens 'entlang von in sich geschlossenen, um die Behälteröffnungen herumlaufenden Zonen miteinander verschweißt, versiegelt oder in anderer Weise verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet, daß ..· die erste, warraformbare Materialbahn und die zweite Materialbahn in einen Tunnel eingeführt und durch diesen in solcher Weise hindurchgeführt werden, daß die Materialbahnen im Verein mit den Wänden des Tunnels eine Kammer bilden, in der eine sterile Atmosphäre aufrecht, erhalten wird und in der der Warmformvorganj an der ersten Materialbahn und das Verbinden der beiden Materialbahnen entlang ihrer Bahnkanten zur Formung eines Schlauches Vorgenommenwerden, worauf anschließend der Schlauch aus dem Tunnel ausgeführt wird und das dem Schlauch zugeführte sterile Material unterteilt und in den gebildeten Behältern eingekapselt wird, die schÜeeslich mittels eines durch beide Bahnen geführten Schnittes voneinander getrennt werden.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Materialbahn aus einem warmformbaren Material besteht, das die Bahn, nachdem sie einem sterilisierenden Medium ausgesetzt wurde oder während einer Sterilisation gleichzeitig auf eine für das ■armformen erforderliche Temperatur erhitzt wird, worauf anschließend die Bahn oder ein ausgewählter Abschnitt derselben zur Bildung vpn den in der ersten warmforkbaren gebildeten Behälterkörpern zuzuordnenden Behälterkörpern in der sterilen Kammer einem Varmformvorgang unterzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmformbare Materialbahn oder warmformbaren Materialbahnen nach einem Wasch- und/oder Sterilisierungsvorgang zur Erhitzung auf eine für das Warmformen erforderliche Temperatur in einem Raum eingeführt wird bzw· weeden, der von der sterilen Kammer oder einer mit dieser in Verbindung stehenden Vorbehandlungskammer gebildet ist, die mittels einer mit Schlitzen, einer Schleuse, einem Flüssigkeits- oder Luftschleier oder einer anderen geeigeneten Anordnung versehenen Wand gegen die sterile Kammer abgeschirmt ist.
k, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die warmformbare Materialbahn oder die warmformbaren Materialbahnen vor dem Einführen in den Tunnel einem Wasch- und/oder Sterilisierungsvorgang unterzogen und anschließend auf eine für das Warmformen erforderliche Temperatur erhitzt wird bzw» werden·
5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die warmformbare Materialbahn oder die •wareformbaren Materialbahnen während dee Erhitzens derselben auf die für das Warmformen erforderliche Temperatur und in dem gleichen Erhitzungsvorgang einer Wärmesteri-
+ Materialbahn
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lisierung unterzogen wird bzw. werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste warmformbare Materialbahn und bzw. oder die zweite Materialbahn einer Sterilisierung durch Elektronenbeschuß und/oder durch UV-Bestrahlung ausgesetzt wird, wobei das Sterilisieren in einem sterilen Raum vorgenommen wird, der aus der sterilen Kammer oder aus eins r mit der sterilen Kammer in Verbindung stehenden Vorbehandlungskammer gebildet sein, die mittels einer mit Schlitzen, einer Schleuse, einem Flüssigkeits- oder Luftschleier oder einer sonstigen geeigneten Anordnung ausgestatteten Wand gegenüber der sterilen Kammer abgeschirmt ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der sterilen Kammer durch Einführen von sterilisierter Luft oder einem an sich aktiv sterilisationsfähigem Gas unter Druck in die sterile Kammer gegenüber der Umgebung ein Überdruck aufrechterhalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die erste, warmform^.bare Materialbahn und/oder die zweite Materialbahn in eine mit der sterilen Kammer in Verbindung stehende Vorbehandlungskammer und/oder in den Tunnel durch eine eine sterilisierende Flüssigkeit enthaltende Schleuse, einen aus einem sterilen Luftstrom bestehenden Luftschleier, einen aus fein verteilten Vasserstoffperoxyd- oder Alcoholteilchen oder Teilchen einer anderen Sterilisierungs-, Wasch- oder DesInfektionsflüssigkeit bestehenden Flüssigkeitsschleier eine Hülsen- oder Manschettenvorrichtung odereine sonstige Einrichtung, die das Eintreten der umgebenden
-24- + kann
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Atmosphäre in die Vorbehandlungskammer oder in die von dem Tunnel und der ersten und zweiten Bahn gebildete sterile Kammer verhindert, hindurchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus dem sterilen Tunnel über eine Schleuse, einen aus feinverteilten Flüssigkeitsteilchen einer Sterilisierungs-, Waschoder Desinfektionsflüssigkeit bestehenden Luftschleier, ein Hülsen- oder Manschettenelement oder eine sonstige Einrichtung, die ein Sintreten der umgebenden Atmosphäre in die von dem Tunnel und den Materialbahnengebildete sterile Kammer verhindert, ausgeführt wird,
10. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß der Tunneleinlaß für die erste warmformbare Materialbahn und/oder die zweite Materialbahn gegen die Umgebung mittels eines Luftschleier abgeschirmt ist, der aus einem laminaren, sterilen Luftstrom besteht, der mindestens die Öffnung zwischen der Wand des Tunnels und der ersten und zweiten Materialbahn verdeckt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sterile Luftstrom derart gerichtet wird, daß er einen vertikalen Schleier bildet, und daß die erste und die zweite Materialbahn in im wesentlichen horizontaler Lage in den Tunnel eingeführt werden·
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sterile Luftstrom derart geführt wird, daß er einen horizontalen Schleier bildet, und daß die erste und die zweite Materialbahn in im wesentlichen vertikaler Lage in den Tunnel eingeführt werden.
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13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der von der ersten und der zweiten Materialbahn gebildete Wandteil oder die von jenen gebildeten Wandteile sich an den Wandteil oder die Wandteile der von dem Tunnel gebildeten Kammer mittels einer Flüasigkeits- oder Luftschleuse oder eines Flüssigkeits- oder Luftschleiers, eines Hülsenoder Manschettenelementes oder einer Kombination dieser Binrichtungen oder mittels irgendeiner anderen Sinriohtung, die ein Eintreten der umgebenden Atmosphäre in die sterile Kammer verhindert, anschließt·
^k, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder zwei sogenannte Formkästen mit Elementen für die Formung von Behälterkörpern während des Formens der Behälterkörper der ersten und/oder der zweiten Materialbahn über eine Streck« in der Bewegungsrichtung folgen und anschließend für die Bearbeitung eines noch nicht bearbeiteten Teil·· der Bahn oder Bahnen schnell in ihre Ausgangsstellungen zurückkehren.
15· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und/oder der zweiten Materialbahn geformten Behälterkörper mindestens nach den Zusammenfügen der Materialbahnen zur Bildung gefüllter und geschlossener Behälter in ihren Formen gelassen werden, welch letztere an einer endlosen Kette oder an zwei gegeneinandergewendetenf parallellaufenden endlosen Ketten angeordnet sind.
16, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindesten· an einem Teil der Wände jede· Behälters beim Formen eine schwache linwärtswölbung oder Sicke gebildet und diese aufrechterhalten
-26- + in der sterilen Kammer
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wird, bis der Behälter geschlossen wird, derart, daß diese bis zum späteren Öffnen des Behälters erhalten bleibt, so daß als Folge des Öffnens dieser bisher einwärtsgewölbte Teil des Behälters sich leicht auswärt swö*Ibt,
17« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Materialbahn aus einer Metallfolie, beispielsweise Aluminiumfolie, oder aus einer mit einer oder mehreren Kunststoffschichten, beispielsweise Polyäthylenschichten, einer mechanisch steiferen Schicht, beispielsweise bestehend aus einer Faserschicht oder einem Polyester oder einer, das Anhaften fördernden einrichtung, beispielsweise einer heißversiegelbaren Beschichtung auf Peroxylenbasis, besteht.
18, Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 17t dadurch gekennaeiohnet, daß naoh Einführen der ersten und «weiten Materialbahn in den Tunnel in solcher Weise, daß die Bahnen im Verein mit dem Tunnel die Kammer bildenι jedoch vor Beginn des eigentlichen Verpackungsvorgang», eine Sterilisierung der Innenseite der Kammer sowie der in dieser liegenden £1 entente, wie der Abfüllanlage ο,dgl. durchgeführt wird.
+ Foil· in Kombination mit
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