DE2361655A1 - Verfahren und sterile behandlungskammer zum sterilisieren von gegenstaenden - Google Patents
Verfahren und sterile behandlungskammer zum sterilisieren von gegenstaendenInfo
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Description
Tetra Pak DeveloppenientSA, Lausanne (Schweiz)
2, rue de la Paix ""·".-
Verfahren und sterile Be hand lungs kammer zum Sterilisieren
von Gegenständen . . .. . .
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren
von Gegenständen, insbesondere von Verpackungsmaterial, Verpackungszusehnitten oder fertigen Verpackungsbehältern,
mittels energiereicher bzw,, hochenergetischer Teilchenstrahlung sowie eine sterile Behandlungskammer, in deren Innerem
eine stets, sterile Atmosphäre aufrechterhalten wird»
In der Verpäckungstechnik istVbekannt, dass Verpackungsmaterialien
und verpackte Güter durch Bestrahlung z.B. mit. Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen
sterilisiert werden können*Bei den "bisher bekannten Vorrichtungen
zur Sterilisierung von beispielsWeise Verpackungsmaterial wird eine Sterilisierung im,Prinzip nur auf denjenigen
Flächen erzielt, die der Strahlung unmittelbar ausgesetzt sind. Allerdings kann mit einer Elektronenstrahlungauch
ein gewisser Sekundär effekt dadurch erziel-t werden, dass
während der Bestrahlung mit Elektronen durch Sekundäremission sogenannte Sekundär^- Elektronen erzeugt werden, deren Strah~
lungsrichturig von der Richtung der Hauptstrahlung abweicht.
Trotzdem war es bisher in keinem lall möglich, solche Oberflächen zu sterilisieren, die von der Strahlungsquelle vollständig
abgewandt sind, also z.B*-die Rückseite von Verpackungsmaterialbahnen
und Verpackungszusehnitten oder die Unterseite
von Verpackungsbehältern, die einer von oben auf die Behälteröffnung
gerichteten Elektronenstrahlung ausgesetzt sind«
- 2 4098 27/09 71
Bei den bisher "benutzten Bestrahlungsvorrichtungen wurden
zum Oberflächensterilisieren Elektronenstrahl η mit einer
Energie von weniger als ca· 100 keV .angewendet taο dass
für jede Oberfläche ein erneuter Bestrahlungsvorgang erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe1 zugrunde,ein Verfahren
zum Sterilisieren von insbesondere zur Verpackung dienenden Gegenständen anzugehen, bei welchem die Gegenstände in
einem einzigen Behandlungs- oder Arbeitsgang vollständig d.h. außen und im Inneren sterilisiert werden. Es soll
ferner eine sterile Kammer für den gleichen Zweck geschaffen werden«.
Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
jeder Gegenstand, der sterilisiert werden soll, also z.B. Verpackungsmaterial oder ein Verpackungsbehälter,
einer Elektronenstrahlung mit einem derartigen Energiegehalt ausgesetzt wird, dass ein Teil der auftreffenden
Elektronen die Wände jedes Gegenstandes durchdringt und
dadurch sowohl die der Elektronenstrahlung unmittelbar , ausgesetzten Teile als auch die von der Strahlungsquelle
abgewandten Teile jedes Gegenstandes sterilisiert werden.
Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können z. B. Verpackungsbehälter in einem Arbeitsgang sowohl außen als auch innen
sterilisiert werden.
Bei einer sterilen Behandlungskämme ir, insbesondere zum
Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung,, in deren Innerem eine sterile Atmosphäre aufrechterhalten wird,
ist erfindungsgemäß mindestens am Einlaß der Kammer eine
Bestrahlungsvorrichtung zur Erzeugung einer vorhangartigen ständigen Elektronenstrahlung angeordnet, welche die Einlaßöffnung
bedeckt und einen solchen Energiegehalt hat, daß ein in die Kammer eingeführter Gegenstand, wie ein
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Verpackungsbehälter ooer-zuschnitt, beim ;. urchv;andern
der Eiektronenstrahlung durch diese insgesamt sterilisiert
wird·* ■
Im folgenden ist 'die Erfindung mit v/eiteren vorteilhaften
Einzelheiten anhand schematisch dargestellter -Ausführungsbeispiele
näher erläutert« In der Zeichnung zeigen:
j?ig.1 Eine Bestrahlungsvorrichtung zur Urzeugung energie—
reicher Elektronenstrahlung,
jf'ige 2 eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern,
iilig»3 einen sterilen als Behandlungskammer dienenden Tunnel,
der. mindestens an einem Ende durch einen Vorhang energiereieher
Elektronenstrahlung abgeschlossen ist»
Ii1Ig. 4- zeigt einen Generator 1 zur Erzeugung energiereieher
oder hochenergetischer Elektronenstrahlung. Der Generator,1
umfaßt ein Gehäuse 2, das einen Hochspannungs-Transformator
mit Primärwicklung 4 und einer Sekundärwicklung 5 umschließt.
Das Gehäuse umschließt ferner eine Vakuumröhre 3, die im Inneren
,an einem Ende eine Kathode 7 und außerdem Aneden 6 aufweist,
die in Längsrichtung der Röhre 3 nebeneinander angeordnet und mit Anzapfungen der Sekundärwicklung 5 des Transformators
elektrisch verbunden sind. Am unteren Ende geht die Vakuumröhre
3 in einen Ablenkabschnitt 8 über, in welchem die Elektronenstrahlung mittels Ablenkspulen 23, die die Vakuumröhre
3 umschließen, in der gewünschten Form zu einem breiten
Strahl gespreizt werden kann»
Zum Betrieb des Generators 1 nach lig.1 wird die Primärwicklung
4 des Transformators an eine Wechseispannungsquelle
angeschlossen, wodurch eine Spannung in der Bekundär-.wicklung
5 des Transformators induziert wird« Da die Sekundärwicklung
5 mehr Windungen als die Primärwicklung 4 aufweist, ist die induzierte Sekundärspannung erheblich größer als
die Primärspannung und liegt im Bereich von einigen kV*
AO9827/0971 ,
Die Kathode 7 der Vakuumröhre 3 besteht aus einem Werkstoff
, der im erhitzten Zustand leicht Elektronen emittiert« Die Kathode 7 steht mit einer Heizwicklung oder einer anderen
Heizvorrichtung in Verbindung, durch welche die Kathode 7 auf eine solche Temperatur erhitzt werden kann,
daß eine starke Elektronenemission stattfindet^Pie Kathode
ist zur Festlegung ihres elektrischen Potentials mit einem Ende der Sekundärwicklung 5 verbunden, während die Anoden 6,
die in der Vakuumröhre 3 vorzugsweise mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnet sind,an die Anzapfungen der
Sekundärwicklung 5 angeschlossen sind. Dadurch erhalten die Anoden 6 jeweils ein gegenüber den anderen Anoden 6 und
gegenüber der Kathode 7 unterschiedliches Potential, Die Anoden 6 sind vorzugsweise durch ringförmige Metallplatten
gebildet.
Die Kathode 7 wird mittels der nicht gezeigten Heizvorrichtung
erhitzt und emittiert dann Elektronen, welche durch die Anoden. 6, deren Potential längs der Vakuumröhre 3
zunimmt, längs der Vakuumröhre 3 beschleunigt und dadurch • zunehmend energiereicher werden. laehdem die Elektronen alle
Anoden 6 passiert haben und ihnen der erforderliche Energiegehalt
erteilt worden ist, können Sie mit Hilfe der Ablenkspulen
23 xocussiert werden. Im vorliegenden Fall wird eine Aufspreizung des Elektronenstrahles angestrebt, damit er
eine große !""lache abdeckt. Am Ende verläßt die Elektronenstrahlung
die Vakuumröhre 3 als gerichteter Strahl 9·
Oben wurde angegeben, daß der Generator 1 einen Hochspannungstrans
format or umfaßt. Er kann aber auch mit Vorteil ein Van*·
der^-G-raf-SaS^h1Ieuniger » ein Mikrowellenbeschleuniger oder
jede andere Vorrichtung zur Erzeugung einer gerichteten, energiereichen Elektronenstrahlung sein. Fig, 2 zeigt eine geschlossene
Kammer 10 mit einer Vorrichtung 13 zur Erzeugung
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„ 5 —
einer energiereichen Elektronenstrahlung 14 und mit einer * Vorrichtung 11 für die Halterung und den Transport von Verpackungsbehältern
12, die im Ausführungsbeispiel als Becher
gezeigt sindj Die Verpackungsbehälter 12 werden der energie—
reichen Elektronenstrahlung 14 ausgesetzt, die einen Energiegehalt in der Größenordnung zwischen 1 und 10 MeV hat.
Wenn die Verpackungsbehälter 12 einer derart energiereiohen Elektronenstrahlung 1 4 ausgesetzt werden, werden nicht
nur die Innenseiten der Behälter 12, die der Strahlungsquelle
13 zugekehrt sind, sondern auch die τοπ der Strahlungsquelle
13 abgewandten und dadurch nicht unmittelbar mit Elektronen, bestrahlten Teile der Verpackungsbehälter
sterilisiert, da die Elektronen aufgrund ihrer hohen Energie die Wände der Verpackungsbehälter 12 durchdringen. Die Anwendung
einer sehr energierreichen Elektronenstrahlung 14 ermöglicht es daher, in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig die Innenseite und die Außenseite von Verpackungsbehältern
12 zu sterilisieren» Diea ist in vielen Fällen die Voraussetzung dafür, daß eine neuerliche Infektion deszuvor
sterilisieren, Inneren der Verpackungsbehälter 12
vor dem Füllen mit dem vorgesehenen Inhalt und dem Verschließen der Verpackungsbehälter 12 mit Sicherheit vermieden
werden^kann.
Fig, 3 zeigt einen sterilen Tunnel bzw« eine Kammer 15 weloher
bzw, welche einen mechanischen Förderer 20 mit Haltern"
für Verpackungsbehälter 19 umfaßt«, Die Verpackungsbehälter
sollen wiederum Becher SeIn5, obwohl es sieh natürlich auch
um andere Arten von Verpackungsbehältern handeln kann« in
der sterilen Kammer 15 wird eine sterile Atmosphäre aufrechterhalten, indem sterile, gefilterte luft durch einen
Einlaß 16 eingeleitet wird. In der sterilen Kammer 15 sind
ferner ein Abfüllglied 21 für das Füllen der Verpackungsbehälter
19 und eine Schließvorrichtung 22 füy das Ver-
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schließen und Versiegeln der Verpackungsbehälter 19 angeordnet. Die Verpackungsbehälter 19 werden-außerhalb des Tunnels
oder der Kammer 15 in die Halter des Förderers 20 eingesetzt und mittels des Förderers in den sterilen Tunnel
hineintransportiert. Dabei müssen die Verpackungsbehälter
an einer Strahlungsquelle 17 vorbeiv/andern, welche eine
vorhangartige, energiereiche -Jlelrtronenstrahlung 18 nbgibt.
_Jie Elektronenstrahlung 18 hat einen.so hohen Energiegehalt
von beispiels..eise 1 bis 10 MeV, daß die Verpackungsbehälter sowohl im Inneren als auch an der Aussenseite sterilisiert
werden, da die Strahlung von der Strahlungsquelle 17 die Wände der Verpackungsbehälter 19 durchdringen kann. Ausser
den Verpackungsbehältern 19 wird auch die Oberfläche des Förderers 20 beim Passieren des Elektronenstrahl ^-Vorhangs
durch die Strahlung sterilisiert. Es werden aber nicht nur die durch die Verpackungsbehälter 19 verdeckten oder abgeschirmten
Maschinenelemente des Förderers 20 durch die Elektronenstrahlung 18 sterilisiert, sondern es wird ferner auch
ein'sterilisierender Effekt dadurch erzielt, daß die energiereichen
Elektronen aus der Strahlungsquelle 13 durch Kollision mit Luftmolekülen Sekundär-Elektronen erzeugen, die in alle
Richtungen fortgeschleudert werden und einen sterilisierenden Effekt auch an der Unterseite des Förderers 20 haben.
Nach dem Transport der Verpackungsbehälter 19 mittels des Förderers 20 durch den Vorhang energiereicher Elektronenstrahlen
18 in den sterilen Tunnel bzw. die Kammer 15 hinein
sind also sowohl die Verpackungsbehälter 19 als auch der Förderer
20 sterilisiert; innerhalb der sterilen Kammer 15 wird, wie zuvor bereits erwähnt, durch Zufuhr steriler, gefalteter
luft über den Einlaß 16 eine sterile Atmosphäre aufrechterhalten« In der sterilen Kammer 15 wird ein leichter Über-
- 7 '■ΑΠ 9 ft 7 7/Q 9 7 1
druck erzeugt, damit keine mit Bakterien verseuchte 'Luft von außen eintreten kann«, lachdem Eintritt in den sterilen
Tunnel werden die Verpackungsbehälter 19 auf dem Förderer 20
an dem Abfüllglied 21 vorzeige führt, mit welchem die Verpackungsbehälter
19 mit einem sterilen Inhalt angefüllt werden. Hinter dem Abfüllglied 21 werden die Verpackungsbehälter 19
mittels der Schließvorrichtung 22 hermetisch verschlossen
und versiegelt, Die Schließvorrichtung 22 ist als Walze dargestellt,
welche einen Deckelstreifen aufweist, der oben, auf die Öffnung der Verpackungsbehälter 19 aufgesiegelt werden
kann und dann einen dichten und .dauerhaften Verschluß der Behälter 19 bildet. Die gefüllten und geschlossenen Verpackungsbehälter^
werden schließlich durch eine Schleuse hindurch aus der sterilen Kammer 15 entfernt. Die Schleuse umfaßt entweder
eine vorhangartige Elektronenstrahlung oder ist bekannterweise als Luft- oder Flüßigkeitsschleuse ausgebildet.
Es wurde bereits erwähnt, daß auch andere Arten von Verpackungen, z,Bo Tuben, Flaschen, Gefäße oder flache Verpackungs
zuschnitt e oder Verpackungsbahnen durch Bestrahlung
mit einer, energiereichen Elektronenstrahlung sterilisiert
werden können, deren Energiegehalt so hoch ist, daß die Elek·*
tronenstrahlung das Verpackungsmaterial durchtritt und nicht nur diejenige Teile, die der Strahlungsquelle unmittelbar ausgesetzt
sind, sondern auch diejenigen Teile, welche von der Strahlungsquelle abgewandt sind,sterilisiert.. Die hierjfür den
Energiegehalt angegebenen Zahlenbeispiele beziehen sich auf normales Verpackungsmaterial in Form von Karton oder kunststoffüberzogenem
Karton, Natürlich können Fälle vorkommen, wo die Anwendung einer Elektronenstrahlung mit noch höherem
Energiegehalt notwendig ist, um den gewünschten Sterilisationseffekt
zu erzielen.
Patentansprüche: 409827/0971
Claims (4)
- Pateta η s prücheVerfahren zum Sterilisieren von G-egenständen, insbesondere von Verpackungsmaterial, Verpackungszuschnitten oder fertigen "Verpackungsbehältern, -mittels energiereicher Teilchenstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder G-egenstand einer Elektronenstrahlung mit einem derartigen Energiegehalt ausgesetzt wird, daß ein Teil der auftreffenden Elektronen die Wände jedes Gegenstandes durchdringt und dadurch sowohl die der Elektronenstrahlung unmittelbar ausgesetzten Teile jedes Gegenstandes, als auch die "von der Strahlungsquelle angewandten Teile sterilisiert werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit Elektronen eines- solchen liner— g-iegeh<es durchgeführt wird, daß auch weitere in der näheren Umgebung jedes Gegenstandes befindliche T?ile, \.rie Haltevorrichtungen oder, andere Maschinenelemente, auch bei Anordnung des Gegenstandes zwischen der strahlungsquelle: und den Teilen an der Oberfläche sterilJ niert vrerden«,
- 3« ,.iterilc- Echandlunqskammer, insbesondere' zum Durchführen des Verfahrens-nach Patentanspruch 1, in deren Innerem eiiiG sterile Atmosphäre aufrechterhalten v/ird, dadurch gekennzeichnet,., daß mindestens am Einlaß der Kammer(15) ei no Bestrahlungsvorrichtung (17) zur Erzeugung einer vorhcngartigen ständigen ülfiktronenstrahlung (1R) ange — ordnet ist, welche die Einlaßöffnung bedeckt und einen solchen Encrgiegehalt hat, daß ein in die Kammer (15)BAD ORIGINAL _ _. QftieiNALtNSPECTED-409827/0971eingeführter Gegenstand, .wie ein Yerpäckungs"behälter (19) oder -zuschnitt, "beim Durchwandern der Elektronenstrahlung (18) durch diese insgesamt sterilisiert wird»
- 4. Sterile Behandlungskammer nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer ( 15) über eine getrennte Zuleitung ( 16) an eine Quelle für sterile Druckluft angeschlossen ist, mittels welcher ein Überdruck in der Kammer (15) aufrechterhalten wird.GAU40 9827/0971JOLeerseife
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Legal Events
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