DE68901685T2

DE68901685T2 - Verfahren zum sterilisieren einer verpackungsmaschine mit einem fluessigen desinfektionsmittel.

Info

Publication number: DE68901685T2
Application number: DE8989104508T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Bordini
Original assignee: Tetra Dev Co
Current assignee: Tetra Dev Co
Priority date: 1988-04-27
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2009-03-15
Also published as: SU1688784A3; AU3336289A; EP0341396B1; JPH01279025A; AU610382B2; DE68901685D1; EP0341396A1; JP2668383B2; CA1327516C; ES2032065T3; ATE76834T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sterilisierungsverfahren zum Sterlisieren von Bauteil-Oberflächen einer Maschine zum Füllen, Abgeben und/oder Verpacken von sterilen Flüssigkeiten mittels eines flüssigen Desinfektionsmittels.
Bei der Herstellung von Einweg-Verpackungsbehältern, die steril mit flüssigen Produkten wie z.B. Milch oder Fruchtsaft abgepackt sind, wird das diese Inhalte verpackende Bahnmaterial gebogen, während es nach der Sterilisierung durch eine Verpackungsmaschine läuft, und die Längskanten der Bahn überlappen gegenseitig ein wenig als Dichtung und bilden somit einen Schlauch, wobei die Inhalte kontinuierlich von einer Fülleitung zugeführt werden, die sich in das obere, offene Ende des Schlauches erstreckt. Während sich der Schlauch nach unten bewegt, wird der Schlauch an einer vorgegebenen Stelle flachgedrückt und abgedichtet, wodurch das Niveau der Inhalte automatisch gesteuert wird, so daß es sich in ausreichendem Maße oberhalb der Stelle, an der die Abdichtung durchgeführt wird, befindet.
Nach dem Abdichten trennt sich der Schlauch horizontal an der Abdichtstelle, und der Herstellungsvorgang ist nach dem vorgegebenen Nach formen vollendet.
Bei einer Verpackungsmaschine der oben beschriebenen Art wird das Abfüllen unter sterilisierten Bedingungen für sterile Verpackungsherstellung durchgeführt. Somit wird vor dem Ausführen des Füllvorganges die Sterilisierung von Bauteilen wie z.B. die Fülleitung für die Inhalte, die Rohrleitung zum Zuführen der Inhalte zur Fülleitung, eine sterile Lufteinlaßleitung und damit verbundene Rohrleitung, zum Zuführen steriler Luft, so daß nicht-sterile Luft nicht von der Außenseite der Fülleitung auf den oberen Teil der Inhalte im Bahnmaterialschlauch eindringen kann, und andere sterilisierungsbedürftige Teile, durchgeführt.
Herkömmliche Maschinen sterilisierten diese Teile mit auf hohe Temperatur erhitzter Luft, aber moderne Maschinen sterilisieren mit einem verdampften Wasserstoffperoxiddampf einer niedrigen Temperatur, um die ungünstigen Effekte der Wärme auf die Ventildichtungen entlang der Rohrleitung und der Bahn Gewebe zu verhindern. Das Desinfizieren mit Wasserstoffperoxid umfaßt das Sprühen von flüssigem Wasserstoffperoxid (wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid) durch Öffnen einer Düse an einer Mischkammer, die entlang der Heißluft zuführenden Rohrleitung errichtet ist, und das Bilden eines Dampfes, wodurch eine Mischung aus Dampf und der Heißluft der Fülleitung, der Rohrleitung und anderen sterilisierungbedürftigen Teilen zugeführt wird. Zum Beispiel beinhaltet, um die Fülleitung und sterilisierungsbedürftigen Rohrleitungen zu desinfizieren, das in der japanischen Patentveröffentlichung 53-47548, identisch zu FR-A-2366842 beschriebene Verfahren (die darin dargestellte Ausführungsform desinfiziert Gewebe) Desinfektionsmittel, das mit einem Hochtemperatur-Luftstrom sprühgemischt und verdampft ist, in dem der Luftgemisch-Taupunkt eine höhere Temperatur aufweist als die zu desinfizierende Oberfläche, so daß das Desinfektionsmittel abkühlt und gleichmäßig in Schichten über der zu desinfizierenden Oberfläche durch Zubewegen auf die Oberfläche niederschlägt, und das Desinfektionsmittel anschließend entfernt wird. In der Anwendung werden die Oberflächentemperaturen der sterilisierungsbedürftigen Teile zuerst von den hohen Temperaturen, die durch den Vorheizvorgang der Verpackungsmaschine etc. erzeugt werden, heruntergekühlt und nachfolgend mit einer Mischung aus Wasserstoffperoxiddampf und Heißluft sterilisiert.
In einem herkömmlichen Sterilisierungsverfahren, das Wasserstoffperoxid zum Sterilisieren der vorbeschriebenen Teile einer Verpackungsmaschine, wie den oben beschriebenen, verwendet, war das Kühlen der Teile (10-15 min.) vor der Sterilisierung notwendig, so daß die sterilisierungsbedürftigen Teile eine niedrigere Temperatur als der Taupunkt der Mischung aus Desinfektionsmittel und Luft hatten. Somit sind der Zeitverlust aufgrund der Kühlung und die daraus resultierenden steigenden Kosten nicht vermeidbar.
Die vorliegende Erfindung sieht unter Berücksichtigung obiger Punkte ein Sterilisierungsverfahren vor, das den Kühlungsvorgang beseitigt, bei dem die Temperatur der zu sterilisierenden Oberfläche abgesenkt wird. Somit überzieht und kondensiert die Mischung aus flüssigem Desinfektionsmitteldampf und Heißluft auf der zu sterilisierenden Oberfläche ohne Kühlung der Oberfläche, und ferner wird ein effizientes Verdampfungsverfahren für das flüssige Desinfektionsmittel vorgesehen, das den Zeitverlust, der bei der Verwendung von flüssigen Desinfektionsmitteln in Verpackungsmaschinen auftritt, ausschließt, die Betriebseffizienz verbessert und die Kosten senkt.
Die obigen Einwände werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein derartiges Sterilisierungsverfahren verwendet eine Rohrleitung, die eine großvolumige Wärmespeicherung ermöglicht, wenn warme Luft hindurchgeführt wird und nach dem Vorheizen der wärmespeichernden Rohrleitung mittels einer durchströmenden Hochtemperatur-Heißluft, wird ein großes Volumen an flüssigem Desinfektionsmittel für eine vorbestimmte Zeit in die vorgegebene, durch die wärmespeichernde Rohrleitung strömende Hochtemperatur- Heißluft sprühgefördert und verdampft, wobei bei der Mischung aus verdampftem Desinfektionsmitteldampf und Heißluft der Temperaturabfall unterdrückt wird und die Mischung aus Dampf und Heißluft kontinuierlich in der vorgegebenen wärmespeichernden Rohrleitung gebildet wird, so daß die Mischung ohne Kühlung mit der bei niedrigerer Temperatur als dem Taupunkt der Mischung zu sterilisierenden Rohrleitung in Kontakt steht und durch sie hindurchstromt, somit selbst Innenoberflächen der steriliserungsbedürftigen Bauteile überzieht und sich darauf niederschlägt, und wobei schließlich warme Luft bei einer niedrigeren vorbestimmten Temperatur als die Hochtemperatur-Heißluft, wie oben erwähnt, durchströmt und mit dem niedergeschlagenen Desinfektionsmittel, welches verdampft und entfernt wird, in Kontakt tritt.
Die Oberflächentemperatur der zu sterilisierenden Bauteile weist eine niedrigere Temperatur als der Taupunkt der Mischung aus Desinfektionsmittel und Heißluft auf, insbesondere im Maximumbereich von 70ºC bis 90ºC, und der Taupunkt der Mischung muß 90ºC oder höher sein.
Vorzugsweise sollte das Sprühen des Desinfektionsmittels durch Anordnen der Düsenöffnung nahe der Desinfektionsmittel-Versorgungs-Leitung und durch öffnen der Verjüngung eines Venturirohres, das in der vorbestimmten wärmespeichernden Rohrleitung angeordnet ist, funktionieren.
Ferner sollte vorzugsweise die Dicke der vorbestimmten wärmespeichernden Rohrleitung eine spezielle Dicke sein, dicker als die zu sterilierende Rohrleitung. In diesem Fall ist das Anordnen von wärmetauschendem Material wie z.B. radialen Rippen in der dicken wärmespeichernden Rohrleitung ausreichend.
Einsprühen für 10-20 Sekunden ist ausreichend. Desweiteren ist Wasserstoffperoxid sehr geeignet als flüssiges, in dieser Vorrichtung verwendetes Desinfektionsmittel und es wird auf übliche Weise erhaltene, wässrige Wasserstoffperoxidlösung verwendet.
Hochtemperatur-Heißluft, die zum Vorheizen der vorgegebenen wärmespeichernden Rohrleitung verwendet wird, wird vom Verbindungsglied zwischen der wärmespeichernden Rohrleitung und der zu sterilisierenden Rohrleitung abgesaugt, so daß sie nicht zu der zu sterilisierenden Rohrleitung strömt.
Mit dem Sterilisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben angeordnet, speichert die vorzuheizende, wärmespeichernde Rohrleitung ein großes Wärmevolumen mittels Durchströmen von Hochtemperatur-Heißluft. Somit, wenn eine große Menge von flüssigen Desinfektionsmitteln für eine vorgegebene Zeit in den Hochtemperatur- Heißluftstrom in die wärmespeichernde Rohrleitung sprühgefördert wird, verdampft das flüssige Desinfektionsmittel und wird Dampf, wobei seine Verdampfungswärme absorbiert wird, so daß die Mischung aus flüssigem Desinfektionsmitteldampf und Heißluft versucht, in großem Umfang einen Temperaturabfall zu erreichen;
jedoch wird die Verdampfungswärme durch die Wärme, welche in der wärmespeichernden Rohrleitung bei der Verdampfung gespeichert wurde, über das Innere der Wände der Rohrleitung wiedergewonnen, und ein Temperaturabfall unterdrückt. Aus diesem Grund wird ein Taupunktabfall der Mischung, welcher gemäß der Lufttemperatur und dem Verhältnis von Desinfektionsmittelvolumen zu Luftvolumen schwankt, verhindert und der Taupunkt steigt, verglichen mit dem Fall, daß Verdampfungswärme nicht von den wärmespeichernden Rohrleitungswänden wiedergewonnen wird. Wenn die Mischung kontinuierlich gebildet wird und mit zu sterilisierenden Objekten in Kontakt ist, wie z.B.der zu sterilisierende Rohrleitung, wenn sie durchströmt, sind die Objekte normalerweise auf einer niedrigeren Temperatur als der Taupunkt der Mischung, folglich kühlt die Mischung auf den Oberflächen der sterilisierungsbedürftigen Teile wie den Innenoberflächen der Rohrleitung ab, wobei der Desinfektionsmitteldampf sich niederschlägt und einen gleichmäßigen Überzug auf den Oberflächen bildet. Danach durchströmt und berührt erwärmte Luft einer vorgegebenen Temperatur durchströmt und berührt das kondensierte Desinfektionsmittel, welches dann verdampft und entfernt wird, und die Oberflächen sind sterilisiert.
Wenn die Oberflächentemperaturen des zu sterilisierenden Rohrleitungsinneren im Maximumbereich von 70º bis 90ºC sind, erlaubt dies Verpackungsmaschinen ohne Kühlung gewöhnlich aufzustellen. Wenn der Taupunkt der Mischung in diesem Fall 90ºC oder größer ist, kann das Desinfektionsmittel glatt auf den zu sterilisierenden Oberflächen kondensieren.
Zusätzlich wenn flüssiges Desinfektionsmittel eingesprüht wird, läuft die Verdampfung schnell durch öffnen der Verengung des in der wärmespeichernden Rohrleitung angeordneten Venturirohres ab, da die Flußgeschwindigkeit der Heißluft zunimmt und der Innendruck an der Venturirohr-Verengung abnimmt.
Ferner wird durch Vergrößerung der Rohrleitungswanddicke der wärmespeichernden Rohrleitung, dicker als die gewöhnliche, zu sterilisierende Rohrleitung, die Wärmekapazität größer und die Wärmespeicherkapazität nimmt zu, wodurch sehr einfach eine Taupunktabnahme der Mischung aus Desinfektionsmittel und Heißluft verhindert wird. Die Wärmeübertragung zur Mischung ist effizient und schnell durch Anordnen von wärmetauschendem Material wie radialen Rippen in der oben beschriebenen, wärmespeichernden Rohrleitung, und ein Einsprühen für 15 bis 20 sec. ermöglicht ein effizientes Betreiben.
Zusätzlich wirkt Wasserstoffperoxid effektiv als flüssiges Desinfektionsmittel.
Wenn die die oben beschriebene wärmespeichernde Rohrleitung vorgeheizt wird, wird die verwendete Hochtemperaturheißluft vom Verbindungsweg zwischen wärmespeichernden Rohrleitung und zu sterilisierende Rohrleitung abgesaugt, und vermeidet somit vollständig einen Temperaturanstieg der zu sterilisierenden Rohrleitung.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die Zeichnung zeigt schematisch eine Verpackungsmaschinen- Füllvorrichtung, die das Sterilisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung zum Sterilisieren der vorgegebenen Bauteile verwendet und zeigt den Zustand während der flüssigen Desinfektionsmittel-Einsprühung.
Um das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, wird das Grundprinzip der flüssigen Desinfektionsmittel-Sterilisierungsverfahren als Hintergrundinformation beschrieben.
Es wird, wenn Heißluft mit einer spezifischen Menge von flüssigem Desinfektionsmittel beschickt wird, solange die Lufttemperatur ausreichend hoch und höher als die Kondensationstemperatur der Luftmischung des flüssigen Desinfektionsmittels ist, die Luft das Desinfektionsmittel absorbieren und aufnehmen. Wenn die Luftmischung, welche den verdampften Desinfektionsmitteldampf absorbiert und enthält, einer Temperaturabnahme unter den Taupunkt, welcher die Kondensationstemperatur darstellt, unterliegt, kann die Luft nicht eine derartig große Flüssigkeitsmenge enthalten und ein Teil der Flüssigkeit kondensiert. Die Lufttemperatur und das Verhältnis von flüssigem Desinfektionsmittelvolumen zu Luftvolumen für die Luftmischung, die den Dampf enthält, bestimmen den Taupunkt. Somit verursacht der Kontakt mit einem zu sterilisierenden Objekt, das eine niedrigere Temperatur als der Taupunkt der gebildeten Mischung aufweist, eine Abkühlung des Teils der Mischung, der die Oberflächen berührt, und der Dampfanteil kondensiert und überzieht die Oberflächen mit einer gleichmäßigen Flüssigdesinfektionsmittelschicht. Später erwärmt Heißluft einer geeigneten Temperatur die Obeflächen und verdampft das Desinfektionsmittel um Sterilisierung zu erreichen. Die vorliegende Erfindung sterilisiert die vorgegebenen, zu sterilisierenden Teile einer Verpackungsmaschine effizient, basierend auf dem oben dargestellten Prinzip.
Zum Füllen bei der Verpackungsmaschine, die in der Zeichnung dargestellt ist, wird Bahnmaterial 1 von einer nicht dargestellten Rolle abgewickelt, durch ein Wasserstoffperoxidbad geführt und sterilisiert, läuft über vorgegebene Führungsrollen oben an der Verpackungsmaschine, wird getrocknet und läuft vertikal durch die Verpackungsmaschine in Richtung ihrer unteren Teile mit einer regulierten Zufuhr.
Während der unteren Abwärtsbewegung durch die Verpackungsmaschine wird das Bahnmaterial 1 in einen Schlauch umgeformt, nachdem beide Längskanten abgedichtet sind, und in das so gebildete Schlauchmaterial 4 werden vorbestimmte, sterilisierte Inhalte wie Milch gefüllt, durch eine Fülleitung 12, welche nach unten nahe der unteren Kante des Materialschlauches 4, wo der Materialschlauch 4 aufhört, und jenseits der oberen offenen Öffnung des Materialschlauches 4 verläuft. Die Dichtbacken 7, die in einem bestimmten Abstand unterhalb des unteren Endes der Fülleitung 12 auf beiden Seiten des Materialschlauches 4 angeordnet sind, dichten den Schlauch 4 gleichmäßig horizontal ab, während der Schlauch 4 gefüllt wird und vertikal nach unten läuft, und der Schlauch 4 wird gleichermaßen horizontal abgeschnitten und an der Dichtung getrennt. Das derart gebildete, verpackte Objekt 9 ist nach dem vorgegebenen Nachformieren komplett.
Vorgegebene Teile der Verpackungsmaschine werden vor der Herstellung mit flüssigem Desinfektionsmittel sterilisiert. Wasserstoffperoxid wird als Desinfektionsmittel verwendet. Die Verpackungsmaschine und die Sterilisierungsvorrichtung gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, welches in Verbindung mit der Verpackungsmaschine betrieben wird, sind beide mit einem Luftkompressor 8 verbunden, welcher mit einem Wasserabscheider 11 zum Entfernen von kondensiertem Wasser aus der Luft ausgerüstet ist. Da Luft kleine Mengen von Wasser enthält, vermeidet der Wasserabscheider 11 das Verdünnen des Desinfektionsmittels, wenn es mit der Luft gemischt wird, und entfernt Wasser im größten Umfang für die Luft zum Vorheizen, Trocknen und andere Handhabungen. Die so entwässerte trockene Luft 3 wird erhitzt und zum Bilden von Wasserstoffperoxiddampf verwendet, durch Verdampfen von Wasserstoffperoxid-Flüssigdesinfektionsmittel (normalerweise erhält ich als 35 %ige wässrige Lösung) welche in die Luft eingebracht wird, zum Halten hoher Temperaturen und zum Vermeiden, daß die Mischungstemperatur von Wasserstoffperoxiddampf und Heißluft abnimmt, und zum Vorheizen der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, die später beschrieben wird. Dehydrierte Luft 3, die vom Wasserabscheider 11 abgegeben wird, läuft zum Wärmetauscherfluß-Umschaltventil 29 durch die vorgegebene Rohrleitung. Entsprechend den Betriebsbedingungen der Sterilisierungsvorrichtung und des Kolbens 29a im Umschaltventil 29 schaltet das Umschaltventil 29 zwischen Flußwegen zum Sprühen von Wasserstoffperoxid 5 und zum Beschicken von Heißluft zur wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, zum Vorheizen der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, vor dem Sprühen und zum Schicken trockener Luft mit einer niedrigeren Temperatur als die vorgegebene Hochtemperaturluft zur zu sterilisierenden Rohrleitung, die durch die Ventilvorrichtung verbunden ist, um das flüssige Wasserstoffperoxid- Desinfektionsmittel 5 von der zu sterilisierenden Rohrleitung wie z.B. die Innenoberflächen der Rohrleitung, zu verdampfen. Folglich ist zum Beschicken von Hochtemperaturheißluft zur wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, der Kolben 29a, der sich nach oben und unten bewegt, unten wie in der Figur gezeigt wird, und entwässerte Luft 3, die vom Wasserabscheider 11 ausgestoßen wird, strömt zum Hochtemperatur-Lufterwärmer 10 via den oberen Teil des vorgegebenen Umschaltventils 29 und ein Seitenwegrohr 19a des Wärmetauschers 19. Ein Heizgerät 10a der Hochtemperatur-Heizeinrichtung heizt die Luft 3 auf ungefähr 300ºC, während sie vorbeiströmt, wobei die Luft 3 wieder am Wärmetauscher 19 vorbeiströmt und an der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 via Rohrleitungsverteilungspunkt 27 ankommt. Zum Verwenden der Heißluft zum Trocknen bewegt sich der oben angeführte Kolben 29a in der Figur nach oben und trockene Luft 3 strömt durch das Innere des Wärmetauschers 19 und strömt zur Hochtemperatur-Luftheizeinrichtung 10, wobei Hochtemperatur-Heißluft an wärmetauschenden Platten 19b vorbeiströmt und mittels Luft 3 gekühlt wird, die vom Wasserabscheider 11 zugeführt wird, um eine geeignete, warme Temperatur zu erreichen, so daß Luft 3 der Rohrleitung 13, 15 zugeführt wird, welche zu verdampfendes und zu trocknendes Desinfektionsmittel benötigt, mittels Ventilen 23, 26, die später beschrieben werden und mit der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 verbunden sind. Die Venturirohre sind mit den Seiten der beiden Rohre 16, 17 verbunden, die die vom Wärmetauscher 19 zugeführte Luft leiten und vom Verteilungspunkt 27 führen. Die Rohrleitung 16 (in der Zeichnung die untere Rohrleitung) ist mit der Fülleitung 12 des sterilen Produktionsmaterials 2, welches den flüssigen Inhalt zum Füllen von Verpackungsbehältern darstellt, und mit der Rohrleitung 13 verbunden, die mit der sterilen Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung 23 verbunden ist, welche die Versorgung zu Rohrleitung 13 reguliert. Die Rohrleitung 17 (die obere Rohrleitung in der Zeichnung) ist mit dem Heißluft-Flußweg-Umschaltventil 26 verbunden, welches Heißluft entsprechend den Bedienungsbedingungen absaugt oder welches Heißluft zur Rohrleitung 15 schickt, wobei sterile Luft zum oberen Teil des schlauchförmigen Bahnmaterials 4 geschickt wird, während des Füllens durch die sterile Luft-Einlaßrohrleitung 14, die die Rohrleitung 15a und die Rohrleitung 15b verbindet, welche mit der sterilen Kammer 30 verbunden sind.
Die oben beschriebene sterile Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung 23 besteht aus einem Produktionsmaterialventil 23a, das mit der Haupt-Produktlinien-Rohrleitung und einem sterilen Luft-Ventil 23b verbunden ist, das den Weg der sterilisierenden Luftmischung und einer später beschriebenen Reinigungsflüssigkeit öffnet und schließt, und einem Dampfsperrventil 23c, das eine sterilisierte Dampfsperre gegen das Ventilinnere der oben beschriebenen Hauptleitung bildet, das den Fluß des sterilen Produktionsmaterials 2 von der Produktlinie schaltet und das auch den Fluß der sterilen Luftmischung 6 von der wärmespeichernden Rohrleitung 16 schaltet. Somit ist während der Produktion das Produktionsmaterialventil 23a offen, das sterile Luftventil 23b geschlossen und das Produktionsmaterial 2 gelangt durch die Ventilvorrichtung in die Rohrleitung 13. Während der Sterilisierung ist der Zustand aber wie in der Zeichnung dargestellt.
An den Verjüngungen 20a der jeweiligen Venturi-Rohre 20 weist die Rohrleitung 22, die unter Druck stehendes des Wasserstoffperoxid 5 von einem nichtdargestellten Wasserstoffperoxidtank mittels einer Pumpe leitet, getrennte Enden mit offenen Düsen 21 auf. Durch Bewegung des Kolbens 26a schaltet das oben beschriebene Heißluft-Weg-Umschaltventil 26 den Luftfluß von der wärmespeichernden Rohrleitung 17 zur Rohrleitung 15 auf der Seite der sterilen Luft-Zuführrohrleitung 14 oder zur externen Seite. Somit bewegt, wenn Heißluft zur Rohrleitung 15 geleitet wird, der Kolben 26 a, welcher sich nach rechts und links bewegt, sich nach links wie in der Zeichnung gezeigt und wenn Heißluft ausströmt bewegt sich der Kolben 26a nach rechts. Außer dem sterilen Luftventil 23b der vorgegebenen sterilen Produktionsmaterial-Ventileinrichtung 23, ist das Ventil 24 neben der Rohrleitung 34 angeordnet, welche dem offenen Ende der wärmespeichernden Rohrleitung 16 gegenüberliegt und welche mit der Rohrleitung 16 verbunden ist.
Entsprechend den Betriebsbedingungen der Sterilisierungsvorrichtung ermöglicht das Ventil 24 das externe Ausstoßen von zum Vorheizen verwendeter Heißluft, wenn die wärmespeichernde Rohrleitung 16 mit Heißluft vorgeheizt wurde vor dem Verdampfen von Wasserstoffperoxid 5 in der Rohrleitung 16, während das Ventil 24 geschlossen bleibt in der ganzen Zeit, außer dem Vorheizen, um das Übertragen von Heißluft, die von der wärmespeichernden Rohrleitung 16 fließt, und das Übertragen der Reinigungsflüssigkeit von der Fülleitung 12 zur Rohrleitung 13 zu ermöglichen. Wird die Rohrleitungswanddicke der oben beschriebenen wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 z.B. auf 5 mm festgelegt, ermöglicht dies ein großes Wärmespeichervolumen durch Erhöhung der Wärmekapazität der wärmespeichernden Rohrleitung. (Die Zeichnung zeigt Rohrleitungswände als Querschnitt und dicke Wände sind kurz vor dem Verteilungspunkt 27 gebildet). Die Bezugsziffer 32, die unten im Sterilisierungsraum angeordnet ist, bezieht sich auf Heißluftdüsen zum vertikalen Abdichten der zwei Längskanten des schlauchförmigen Bahnmaterials 4 mittels Erwärmen und Verschmelzen. Die Ziffer 33 betrifft eine Luftheizeinrichtung, die Heißluftdüsen 32 mit Heißluft beschickt.
Das Folgende beschreibt die Sterilisierung des Verpackungsmaschine-Füllabschnittes durch flüssiges Wasserstoffperoxid-Desinfektionsmittel 5.
Die Zeichnung zeigt den Zustand zum Sterilisieren der vorgegebenen Teile durch Bilden einer Mischung aus Wasserstoffperoxiddampf und Heißluft mittels Einsprühen von Wasserstoffperoxid in die wärmespeichernde Rohrleitung 16, 17. Das Wasserstoffperoxid 5 (normalerweise als wässrige Lösung erhältlich) ist eine Mischung aus Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) und Wasser mit einem Minimum von 35 % Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) und am geeignetesten ist eine 35 %ige Konzentration. Vor der Sterilisierung mit diesem Wasserstoffperoxid 5 wird die wärmespeichernde Rohrleitung 16, 17 mit Hochtemperatur- Heißluft vorgeheizt. Mit anderen Worten Luft wird mit einem Luftkompressor 8 komprimiert und das enthaltende Wasser mit einem Wasserabscheider 11 abgetrennt, um eine entwässerte Luft 3 zu erhalten, welche in das Wärmetauscher-Flußweg- Schaltventil 29 eintritt, anschließend über dem Ventil in die Hochtemperatur-Luftheizeinrichtung 10 via einer Seitenrohrleitung 19a eintritt und mittels der heißen und eingeschalteten Heizeinrichtung 10a erhitzt wird. Die Hochtemperatur-Heißluft (ungefähr 360º) strömt durch den Wärmetauscher ohne Wärmeaustausch zum Flußverteilpunkt 27. Vom Verteilpunkt 27 wird während dem Vorheizen vor dem Einsprühen von Wasserstoffperoxid 5, in bezug auf die Seite der wärmespeichernden Rohrleitung 16 der Fülleitung 12 und auf die andere Seite der sterilen Luft-Einlaß-Rohrleitung 14 und des sterilen Raums 30, 2/3 des Flußvolumens der oben beschriebenen Hochtemperatur-Heißluft zur vorherigen Seite der wärmespeichernden Rohrleitung 16 geschickt und 1/3 des Flußvolumens der Heißluft wird zu der nachfolgenden Seite der wärmespeichernden Rohrleitung 17 geschickt. Dies ermöglicht ein effizientes Vorheizen der vorgegebenen Teile für die Wasserstoffperoxidsterilisierung. Die Hochtemperatur- Heißluft, welche den Verteilpunkt 27 durchströmt und in die wärmespeichernde Rohrleitung 16 auf der Fülleitungsseite und in die wärmespeichernde Rohrleitung 17 auf der anderen Seite fließt, heizt die Rohrleitungswände für eine vorbestimmte Dauer (15 bis 20 sec.). Die Luft, die in die wärmespeichernde Rohrleitung 16 auf der Fülleitungsseite floß, durchströmt das sterile Luft-Ventil 23b der sterilen Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung 23 und wird vom Ventil 24 auf der Rohrleitung 34 ausgestoßen, welche nur während dem Vorheizen geöffnet ist. Gleichzeitig hat sich das sterile Luft-Ventil 23b der sterilen Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung 23 bewegt (nach oben vom Zustand in der Zeichnung) und ist geschlossen, so daß Hochtemperatur- Heißluft nicht in die Rohrleitung 13 eindringt, welche mit der Fülleitung 12 verbunden ist. Das Dampfsperrventil 23c und das Produktionsmaterial-Ventil 23a verbleiben in ihrem in der Zeichnung gezeigten Zustand, wodurch der Fluß von sterilem Produktionsmaterial 2 zur Fülleitungsseite gestoppt wird und steriler Dampf füllt das Innere des Dampfsperrventils 23c. Die Hochtemperatur-Heißluft, die in die wärmespeichernde Rohrleitung 17 zum Heizen der Rohrleitungswände floß, wird extern ausgestoßen durch Bewegen des Heißluft-Flußweg-Umschlagventils 26a nach links (mit imaginären Linien dargestellt), da der Kolben sich nach rechts bewegt hat während dem Vorheizen. Auf diese Art, da keine Hochtemperatur-Heißluft zur Fülleitung 12, und Verbindungs-Rohrleitung 13 steriler Luftzuführ-Leitung 14 und Verbindungs-Rohrleitung 15, 15a und Rohrleitung 15b fließt, die mit dem oberen Teil des Sterilisierungsraumes 30 verbunden ist, wird ein Temperaturanstieg der sterilisierungsbedürftigen Teile vollständig vermieden, so daß die innere Maschinentemperatur (Maximum 70º bis 90ºC) für die Vorgänge beibehalten bleibt vor dem oben beschriebenen Vorheizen wie Vorheizen, der vertikalen Abdicht-Heißluftdüsen 32.
Nach dem Vorheizen für eine vorbestimmte Dauer und nachdem eine ausreichend große Wärmespeicherung innerhalb der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, stattgefunden hat, wird Hochtemperatur-Heißluft kontinuierlich zur wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, geschickt. Anschließend wird im unter Druck stehenden Zustand Wasserstoffperoxid (wässrige Lösung) 5, die eine Mischung aus mindestens 35 % Wasserstoffperoxyd (H&sub2;O&sub2;) und Wasser ist, von einem nicht dargestellten Wasserstoffperoxidtank durch eine Pumpe via Rohrleitung 22 zu den getrennten Düsen 21 geschickt und in Hochtemperatur-Heißluft eingesprüht, die durch die Venturirohre 20 strömt, welche auf der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 angeordnet sind. Eine Sprühdauer von 15 bis 20 sec ist geeignet, mit einem oberen zulässigen Limit von 40 bis 50 sec. Da die Düsenöffnungen an den Verjüngungen 20a der Venturirohre 20 angeordnet sind, erhöht die Hochtemperatur-Heißluft, welche durch die Venturirohre 20 strömt, ihre Fließgeschwindigkeit an den Verjüngungen 20a und der Druck nimmt ab, während Wärme von den Wandoberflächen der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 an das als Nebel gesprühte Wasserstoffperoxid abgegeben wird und sofortiges Verdampfen bewirkt. Während des Sprühens ändert sich die Heißlufttemperatur von 320ºC (Sprühbeginn) auf 200ºC (Sprühende). Zusätzlich wird durch Anordnen von radialen Rippen in der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17, wie oben beschrieben, die Verdampfung effizient ohne Probleme von Rekondensierung, da der Wärmeübergang von der wärmespeichernden Rohrleitung 16, 17 vereinfacht wird. Der verdampfte Wasserstoffperoxiddampf mischt sich mit dem Hochtemperatur-Luftfluß und wird eine Mischung 6 aus Wasserstoffperoxyd und Luft. Aufgrund der Absorption der Verdampfungswärme während des Verdampfens würde die Temperatur der Mischung 6 stark absinken, aber stattdessen wird sie mit einem großen Wärmevolumen, wenn sie durch die wärmespeichernde Rohrleitung 16, 17, fließt, wiedergewonnen und erlangt eine Temperatur, die relativ höher ist als wenn der Taupunkt der Mischung 6 mit Wärme nicht durch Wärme wiederhergestellt wird, wobei die Mischung 6, die entlang der wärmespeichernden Rohrleitung 16 strömt, zur Fülleitung 12 durch die zu sterilisierende Rohrleitung 13 und durch die sterile Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung 23 geführt wird, und wobei die Mischung 6, die entlang der wärmespeichernden Rohrleitung 17 strömt, durch das Hochtemperatur-Luftflußweg-Umschaltventil 26 (in diesem Fall ist der Ventilstopfen 26a des Ventils 26 links wie in der Zeichnung dargestellt) und von der Rohrleitung 15 teilweise zur sterilen Luft-Einlaßrohrleitung 14 im schlauchförmigen Bahnmaterial 4 durch die Rohrleitung 15a und teilweise zum Sterilisierungsraum 30 vom oberen Teil des Raumes 30 durch die Rohrleitung 15b geleitet wird.
Gleichzeitig sind, da die Oberflächentemperatur der zu sterilisierenden Rohrleitungen 13, 15, 15a, 15b, der Fülleitung 12, der Innenoberflächen der sterilen Luft-Einlaßleitung 14, der Außenoberfläche der sterilen Lufteinlaßleitung 14 innerhalb des Sterilisierungsraums 30 und die Außenoberflächen der Fülleitung 12 innerhalb des Maximumbereichs von 70º bis 90ºC bleibt um die Wärmequelle herum für die vertikalen Abdicht-Heißluftdüsen 32, spezielle Kühlvorgänge (normalerweise 10 bis 15 Minuten) nicht notwendig und der Wasserstoffperoxiddampf in der oben beschriebenen Mischung überzieht und schlägt sich nieder als dünne Schicht auf diesen zu sterilisierenden Oberflächen, welche unter dem Taupunkt der oben beschriebenen Mischung sind. Das Ventil 24 auf der Rohrleitung 34, die mit dem sterile Luft-Ventil 23b der sterilen Produktionsmaterial-Ventilvorrichtung verbunden ist, ist während des obigen Vorganges geschlossen. Nach Ablauf einer angemessenen Zeit, wird Heißluft einer vorgegebenen Temperatur, die niedriger als die oben beschriebene Hochtemperatur-Heißluft (um die ungünstigen Effekte der hohen Temperatur auf die Abdichtung der Fülleitung, etc., zu vermeiden) zum Verdampfen des Überzugfilms des Wasserstoffperoxid-Desinfektionsmittels und zum vollständigen Sterilisieren verwendet. Folglich ist in diesem Fall der Kolben 29a des Wärmetausch-Flußweg-Umschaltventils 29 oben (mit imaginären Linien gezeigt) und entwässerte Luft 3, die vom Wasserabscheider 11 ausgestoßen wird, tritt in das Flußweg-Umschaltventil 29 ein und strömt durch den Wärmetauscher 19 vom unteren Teil des Ventils 29 zur Hochtemperatur-Luftheizvorrichtung 10. Die Hochtemperatur-Heißluft strömt nochmal durch den Wärmetauscher 19, wird aber durch Wärmetauschplatten 19b mittels entwässerter Luft 3, die in den Wärmetauscher 19 fließt, gekühlt und wird als Heißluft mit einer niedrigeren Temperatur als die Hochtemperatur-Heißluft zum Wasserstoffperoxid Einsprühen, zur zu sterilisierenden Rohrleitung und Fülleitung vom Rohrleitungsverteilpunkt 27 geschickt, wie vorher beschrieben, zum Sterilisieren und Trocknen von Wasserstoffperoxid 5, das die zu sterilisierenden Oberflächen überzogen und sich darauf niedergeschlagen hat, und verdampftes Wasserstoffperoxid wird zusammen mit Heißluft von der Verpackungsmaschine ausgestoßen. Während dieser Zeit ändert sich die Heißlufttemperatur von anfänglich 200ºC auf 130ºC nach dem Verdampfen und dem Trocknen. In diesem Fall werden die zu sterilisierenden Oberflächen nicht gekühlt, wodurch die anfängliche Temperatur höher ist für hervorragendes Trocknen und die verbleibenden Mengen von Wasserstoffperoxid können bei der Produktionszeit auf einem Minimum gehalten werden.
Wie die obige Erläuterung verdeutlicht, sieht die vorliegende Erfingung folgende Effekte vor.
Bei der Herstellung von Einweg-Verpackungsbehältern zum sterilen Verpacken von flüssigen Getränken wie z.B. Milch, haben vor dem Eindringen von sterilen flüssigen Inhalten von der Hauptproduktlinie-Rohrleitung durch eine Regulierung-Ventilvorrichtung für seinen Flußweg, unlängst verbesserte Sterilisierungssysteme Wasserstoffperoxiddampf eingesetzt zum Sterilisieren von Fülleitungen von Inhalten und anderen zu sterilisierenden Teilen, aber diese benötigten die anfängliche Kühlung der zu sterilisierenden Oberflächen. Somit war ein Zeitverlust und eine resultierende Zunahme der Kosten unvermeidbar. Durch die Übernahme des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ermöglichen höchst konzentrierte Bedingungen die Erzeugung von Desinfektionsmitteldampf, wie Wasserstoffperoxid, eine bessere Kondensation auf den zu sterilisierenden Oberflächen vorzusehen und alle Kühlvorgänge für die zu sterilisierenden Oberflächen können beseitigt werden für erhöhte betriebliche Leistungsfähigkeit und verringerte Kosten. Und da keine Kühlvorgänge auf den zu sterilisierenden Oberflächen nicht durchgeführt werden, findet gutes Trocknen statt, welches die verbleibenden Mengen von Desinfektionsmittel für sicherere Sterilisationsvorgänge minimiert.
Das Festlegen eines Maximum-Oberflächen-Temperaturbereiches von 70º bis 90ºC ist eine geeignete Temperatur zum Eliminieren der Kühlvorgänge und durch Festlegen eines Taupunktes von 90ºC oder höher für die Mischung von Luft und flüssigem Desinfektionsmittel, können die Sterilisierungsvorgänge ohne Kühlen der zu sterilisierenden Oberflächen und somit mit weniger Arbeit glatt durchgeführt werden.
Zusätzlich tritt schnelles Verdampfen auf durch Öffnen der Düsenöffnungen an den Verjüngungen der Venturirohre in der wärmespeichernden Rohrleitung und ferner wird durch "Erhöhen" der Rohrleitungswandstärke in der wärmespeichernden Rohrleitung eine große Menge von Wärmespeicherung erleichtert und dies ist effektiv zum Anheben des Taupunktes der Mischung aus Luft und Desinfektionsmittel. Das Vorsehen von wärmetauschenden Teilen wie radialen Rippen erhöht den Taupunkt der oben beschriebenen Mischung wirkungsvoll.
Desweiteren können durch Festlegen der Einsprühzeit des flüssigen Desinfektionsmittels auf 15 bis 20 sec wirksame Sterilisierungsverfahren durchgeführt werden, ohne Verlust an der Verpackungsmaschine. Als flüssiges Desinfektionsmittel ist Wasserstoffperoxid am meisten geeignet.
Bei der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens wird durch externes Ausblasen der Heizluft, die zum Vorheizen der wärmespeichernden Rohrleitung verwendet wird, an dem Verbindungsglied zwischen der wärmespeichernden Rohrleitung und der zu sterilisierenden Rohrleitung ein Temperaturanstieg der zu sterilisierenden Oberfläche vollständig vermieden zum wirksamen Kondensieren des flüssigen Desinfektionsmittels auf den zu sterilisierenden desinfizierenden Oberflächen.

Claims

1. Sterilisierungsverfahren zum Sterilisieren von Bauteile- Oberflächen einer Maschine zum Füllen, Abgeben und/oder Verpacken von Flüssigkeiten mittels eines flüssigen Desinfektionsmittels, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Vorheizen einer wärmespeichernden Rohrleitung (16, 17) mit einer geeigneten Wärmekapazität durch Übertragen der Wärme eines durchströmenden, überhitzten Luftstroms;

- Sprühen einer geeigneten Menge flüssigen Desinfektionsmittels (5) in den überhitzten Luftstrom, während eines vorbestimmten Zeitintervalls und dadurch Verdampfen des flüssigen Desinfektionsmittels, und Mischen des verdampften flüssigen Desinfektionsmittels mit der überhitzten Luft, und Verhindern eines Temperaturabfalls des Gemisches (6) durch Übertragen der in der wärmespeichernden Rohrleitung gespeicherten Wärme;

- Führen des Gemisches (6) aus überhitzter Luft und verdampftem, flüssigem Desinfektionsmittel durch die wärmespeichernde Rohrleitung und in Kontakt mit den zu sterilisierenden Bauteilen, die mit der wärmespeichernden Rohrleitung verbunden sind und eine Temperatur auf einem Niveau unterhalb der Taupunkttemperatur des Gemisches aufweisen, um dadurch einen Film des flüssigen Desinfektionsmittels auf den Bauteile-Oberflächen niederschlagen;

- Beenden des Zuführens des Gemisches (6) aus überhitzter Luft und verdampftem, flüssigem Desinfektionsmittel;

- Führen eines weiteren erhitzten Luftstroms durch die wärmespeichernde Rohrleitung und in Verbindung mit dem niedergeschlagenen Film auf den Bauteile-Oberflächen, um dadurch den Film aus flüssigem Desinfektionsmittel verdampfen zu lassen.

2. Sterilisierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Oberflächentemperatur an den zu sterilierenden Bauteile-Oberflächen auf einem Niveau unterhalb des Bereiches von 70º bis 90º C ist, welches niedriger als die Taupunkttemperatur des Gemisches aus Desinfektionsmittel und überhitzter Luft ist.

3. Sterilisierungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taupunkttemperatur des Gemisches aus Desinfektionsmittel und überhitzter Luft höher als 90º C ist.

4. Sterilisierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprühen des flüssigen Desinfektionsmittels in die wärmespeichernde Rohrleitung durch die Öffnung einer Düse einer Desinfektionsmittel-Versorgungs-Leitung (22) durchgeführt wird, welche zu einem Versorgungsbereich eines Venturirohres (21) gerichtet ist, das in der wärmespeichernden Rohrleitung angeordnet ist.

5. Sterilisierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der wärmespeichernden Rohrleitung eine spezielle Wanddicke ist, die dicker als die der mit der wärmespeichernden Rohrleitung verbundenen Bauteile ist.

6. Sterilisierungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmespeichernde Rohrleitung mit Wärmetauschelementen wie z.B. einer radialen Rippe versehen ist.

7. Sterilisierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprühen des flüssigen Desinfektionsmittels über einen Zeitraum von 15 bis 20 Sekunden durchgeführt wird.

8. Sterilisierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Desinfektionsmittel Wasserstoffperoxid ist.

9. Sterilisierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die überhitzte Luft an einem Verbindungsbereich (24) der wärmespeichernden Rohrleitung und der zu sterilisierenden Bauteile nach dem Vorheizen der wärmespeichernden Rohrleitung entweicht.