DK152348B - Fremgangsmaade til sterilisering af emballage - Google Patents

Description

DK 152348B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til sterilisering af emballage, navnlig beholdere, som er forudformede fra tilskirne stykker, og som er beregnet til flydende påfyldningsmateriale, ved hvilken fremgangsmåde den emballageflade, der skal steriliseres, 5 tilføres hed damp og syre.

Det har længe været kendt at sterilisere materiale af den forskelligste slags ved hjælp af overhedet damp. En virksom sterilisering af emballage ved hjælp af overhedet damp, hvad enten emballagen foreligger i form af baner, f.eks. af plastfolie eller af 10 plastlamineret karton, eller i form af allerede færdige beholdere, f.eks. fremstillet af kartontilskæringer, inden for den til automatisk aftapning nødvendige korte steriliseringstid af en størrelsesorden på få sekunder, kan imidlertid kun opnås ved anvendelse af temperaturer i området fra ca. 125 til 150°C. Dette indebærer, at sterili-15 sering må foretages ved forhøjet tryk af en størrelsesorden på fra 2,4 til 5 bar. Men herved forøges den til sterilisering nødvendige udgift i betragtelig grad, da det steriliseringsanlæg, hvorigennem emballagen skal føres, må gøres tæt overfor omgivelserne og være beregnet til forhøjet tryk. Ydermere udsættes materialet på grund af 20 den høje temperatur for en stor belastning.

For at sænke den til sterilisering nødvendige temperatur ved sterilisering med vanddamp er der derfor blevet foreslået en fremgangsmåde af den i indledningen nævnte type, ved hvilken fremgangsmåde vanddampen gøres sur (jvf. GB-PS 10 83 700). Også 25 ved denne kendte fremgangsmåde kan den damptemperatur, der er nødvendig for sterilisering ved en påvirkningstid på ca. 6 sekunder, imidlertid ikke presses under 118°C ved anvendelse af mættet damp, således at der også her må arbejdes med et vanddampovertryk på ca.

2 bar.

30 Opfindelsens formål er derfor at tilvejebringe en fremgangsmåde af den i indledningen nævnte art, hvilken fremgangsmåde gør det muligt at opnå en upåklagelig sterilisering af emballage ved hjælp af mættet damp uden anvendelse af forhøjet tryk.

Dette formål opnås med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 35 hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at den emballageflade, der skal steriliseres, først tilføres syre, og at den med syre befugtede flade derefter behandles ved atmosfærisk tryk med strømmende damp.

2

DK 152348B

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen udnyttes følgelig både den steriliseringseffekt, der opnås med syre, såvel som den effekt, der opnås ved opvarmning med damp. Herved har det overraskende vist sig, at ved den forudgående tilførsel af syre svækkes kimene så 5 meget i deres resistens overfor den efterfølgende varmebehandling i damp og syre, der dels virker samtidig, dels efter hinanden, at der kan arbejdes med mættet damp ved normalt tryk.

Syren påsprøjtes eller forstøves i findelt form på den emballageflade, der skal behandles, f.eks. en beholders indervæg, således 10 at der på denne flade dannes en tynd væskefilm. Det er imidlertid også muligt at dryppe eller hælde syren på fladen, således at der dannes et syrelag. Den samtidige anvendelse af begge forholdsregler er ligeledes tænkelig, f.eks. i det tilfælde, hvor syren forstøves ind i en stående beholder, således at sidevæggene herved befugtes, og 15 hvor der desuden dryppes syre ind i beholderen, således at der på den bund, der med sine hjørner og vinkler er særdeles problematisk hvad angår sterilisering, dannes et syrelag.

For at den efterfølgende behandling med hed damp fungerer både til sterilisering og fjernelse af syren, er det hensigtsmæssigt at 20 anvende vanddampflygtige syrer, der let kan uddrives med vanddamp. Der kan med særlig fordel arbejdes med syre, der enten findes i det materiale, der senere skal fyldes i emballagematerialet, eller som er beslægtet med sådanne syrer. Ved fyldmaterialet mælk eller frugtsaft gælder dette f.eks. mælkesyre og lignende nærings-25 syrer. Herved undgås, at spormængder af den til sterilisering anvendte syre, der under omstændighederne forbliver på emballagematerialet, som et fremmed stof forringer påfyldningsmaterialet.

Den virkning, der opnås med fremgangsmåden, kan yderligere forøges, enten ved at syren opvarmes før den tilføres til den flade, 30 der skal steriliseres, således at den i dampen iboende varme fører til en meget hurtig temperaturstigning af såvel syren som den flade, der skal behandles, eller ved, at selve fladen opvarmes, f.eks. ved hjælp af hed luft, før tilføring af syre.

Ifølge en yderligere udførelsesform for fremgangsmåden ifølge 35 opfindelsen kan opvarmningen af fladen med strømmende damp efterfølges af en behandling med strømmende hed luft.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan frit anvendes overfor kontinuerligt gennemløbende, baneformet emballagemateriale, såvel som allerede fremstillede beholdere, f.eks. foldebeholdere fremstillet 3

DK 152348 B

• fra kartonudskæringer. J sidstnævnte tilfælde er den ovenfor omtalte kombinerede behandling hensigtsmæssig, ved hvilken behandling syren ved indsprøjtning eller forstøvning ved hjælp af dyser påføres væggene som en tynd film, samtidig med at der ved drypning ind pi 5 beholderbunden frembringes et tyndt syrelag, hvorved de i beholderen liggende hjørner og snitkanter rammes. Derefter indblæses den damp, der bringer såvel syrefilmen pi sidevæggene som syrelaget på beholderens bund til at fordampe, og som følge af varmeovergang fremkaldes en varmebehandling af vægge og bund.

10 Fremgangsmåden kan imidlertid også udføres således, at der kun frembringes det omtalte syrelag ved drypning ind på beholderbunden, hvorefter den indstrømmende, hede damp beriges med den fordampede syre, og ved dennes overstrygning af sidevæggene udvirkes en tilstrækkelig sterilisering. Ved denne fremgangsmåde er 15 det hensigtsmæssigt, at der ved hjælp af en passende anordning, f.eks. et neddykningsrør, sørges for, at den hede damp udblæses umiddelbar på det syrelag, der findes på beholderens bund, således at dampen beriges med syre og ved udstrømning af beholderen tvinges til at overstryge sidevæggene.

20 Indsprøjtningen af syren kan ske ved hjælp af traditionelle forstøvningsdyser, der arbejder med trykluft eller med hed luft under tryk, og hvorigennem der frembringes en fin tåge og som følge heraf den omtalte ensartede befugtningsfilm på den flade, der skal steriliseres. Ved forstøvning med damp overtager forstøv-25 ningsmediet tillige en del af steriliseringsmetodens funktion. Syren foreligger herved delvist i dampform. Som syre har man navnlig opmærksomheden henledt på organiske syrer fra gruppen myresyre, eddikesyre, æblesyre, citronsyre, mælkesyre og ascorbinsyre. Dog er uorganiske syrer, f.eks. saltsyre, ikke udelukket.

30 Opfindelsen belyses nu nærmere under henvisning til de skema tiske udførelseseksempler på den tilhørende tegning.

Tegningen viser skematisk en transportlinie til emballagebeholdere i et påfyldningsanlæg, f.eks. til mælk. Påfyldningsanlægget vises ikke nærmere, da det med undtagelse af den efterfølgende 35 omtalte rækkefølge af tilføringsanordninger til syre henholdsvis hed damp og hed luft, kan være af en kendt type. Dette gælder også transportanlægget til fremføring af beholderne, hvilket f.eks. er en cellekæde, samt denne transportlinies anbringelse i en sterilluftszone, som det er sædvane ved aseptisk påfyldning.

4

DK 152348 B

En beholder 1, der f.eks. kan være en foldet beholder af plast-lamineret karton, bevæges af et transportanlæg 2, f.eks. en cellekæde, trinvis fra venstre mod højre, således at beholderen indtager de pi tegningen viste positioner efter hinanden. Takttiden 5 beløber sig f.eks. til 1-2 sekunder. Kapaciteten af beholderen 1 er 1 liter.

I en foropvarmningsstation I indblæses hed luft med en temperatur pi ca. 200°C i det indre af den beholder 1, der befinder sig der. Herved foropvarmes beholderens inderflade til en temperatur på 10 fra ca. 50 til 70°C. I den efterfølgende syresprøjtestation II frembringes ved hjælp af en forstøvningsdyse 3, der arbejder med trykluft, en syretåge i det indre af beholderen, hvorved der frembringes et fint og vidtgående kontinuerligt nedslag på indervæggene og til sidst på beholderbunden, således at væggene og bunden bærer 15 en syrefilm. Som syre anvendes 90% mælkesyre; den indsprøjtede mængde beløber sig ved det angivne rumindhold af beholderen 1 til 0,5 ml.

Den tilknyttede steriliseringsstation III omfatter i eksemplet tre taktpositioner, i hvilke der gennem passende damptilførselsledninger 20 4 indblæses mættet damp ved atmosfærisk tryk, dvs. med en temperatur på maximalt 100°C. Herved opvarmes den syrefilm, der findes på beholdervæggene, såvel som selve beholdervægfladerne til den tilsvarende temperatur. Tilstedeværende kim dræbes, dels på grund af den varme syres indvirkning, dels på grund af den 25 efterfølgende dampbehandling. Ved valg af et bestemt antal stationer II og III på transportkæden, i givet fald et antal, der kan ændres, kan syrens og dampens påvirkningstid varieres.

Steriliseringsstation III efterfølges af en efterbehandlingsstation IV, hvor der igen indblæses hed luft med en temperatur på 200°C 30 gennem passende dyser 5. Efterbehandlingsstationen IV omfatter i eksemplet to taktpositioner, således at alle rester af syre og vanddamp kan fjernes fra beholderens indre.

Ved en påfyldningsstation V fyldes beholderen 1 med fyldmateriale, f.eks. mælk; ved en forseglingsstation VI lukkes den øvre 35 ende af beholderen hermetisk.

Den dampmængde, der tilføres ved steriliseringsstationen III, er afmålt således, at den luft, der befinder sig i beholderen, i stor udstrækning fortrænges fuldstændig. Som følge af beholderen 11 s opholdstid i steriliseringsstationen III beløber dampens indvirknings 5

DK 152348 B

tid sig til ca. 6 sekunder. Alment tilrådes en indvirkningstid på fra 3 til 10 sekunder.

I efterbehandlingsstationen IV, hvor der blæses hed luft ind i beholderens indre, skal ethvert spor af syre- og dampkondensat 5 fjernes fra beholderens vægflader. Da der dog anvendes mælkesyre ved påfyldningsmaterialet mælk, altså en syre, der er forenelig med en del af påfyldningsmaterialet, er det uskadeligt, hvis der efter sterilisering i stationen III eventuelt forbliver ringe spor af mælkesyre i beholderens indre. Disse spor er for ringe til, at de 10 kan fremkalde en koagulering eller pH-ændring af mælken.

Som omtalt anvendes mælkesyren i en koncentration på 90%. Det gælder alment, at der skal anvendes si koncentreret syre som muligt, for at gøre forbehandlingstrinnet i stationen II virksom.

Uden at det er vist på udførelseseksemplet er det tænkeligt, at 15 beholderne ved hjælp af passende udformning af transportanordningen 2 føres således gennem stationerne II, fil og IV, at beholdernes åbne ende vender nedad. Herved vil eventuelle dråbeformige ansamlinger af syrekondensat under indvirkning af tyngdekraften løbe nedad og dryppe ud af beholderne. På denne mide kan også 20 ikke-vanddampflygtige syrer fjernes efter behandling, idet de skylles bort af dampkondensatet.

For at demonstrere effektiviteten af fremgangsmåden ifølge opfindelsen angives i den efterfølgende tabel resultatet af en forsøgsrække, hvor mælk påfyldtes aseptisk under forskellige betingelser i 25 en opstilling, der ligner opstillingen i det ovenfor beskrevne eksempel. Hver enkelt opstilling gennemførtes med ca. 500 pakker i 1-liters størrelse. Undersøgelse for sterilitet foretoges ved hjælp af pH-værdier efter en lagertid på 11 dage ved stuetemperatur.

I opstilling A, der tjente som nul-prøve, fyldtes mælk i 30 ubehandlede beholdere med det resultat, at 25% af beholderne var usterile. Hvis beholderne kun behandledes med hed luft (300°C, 8 sekunder), som i opstilling B, eller kun med damp (8 sekunder), som i opstilling C, så var 14 henholdsvis 7% usterile.

I opstilling D behandledes beholderne med 0,3 ml syre og med 35 hed luft (300°C, 8 sekunder); herved kunne der ikke iagttages en dårlig virkning med myresyre, men med eddike- og mælkesyre.

Ved opstilling E, der svarer til fremgangsmåden ifølge opfindelsen, skete der en behandling af beholderne med syre og damp (0,3 henholdsvis 1 ml syre plus 8 sekunders damppivirkning), 6

DK 152348 B

hvorved der indsprøjtes 0,3 ml syre (E^, Eg, Eg) eller pådryppedes 1 ml syre (E2, E^, Eg). Herved opnåedes tydelig en steriliseringseffekt; i 4 ud af 6 tilfælde opnåedes en særdeles god sterilitets rate. Fordelen med fremgangsmåden ifølge opfindelsen er åbenlys.

5 10 15 20 25 30 35

DK 152348B

7 Μ rø

+J

3 w 0) cvi (U “ S- li) |s 1\| O Is O O CVIO o o !2 <D OJ ΤΓ- Τ Ι i Έ 0\° <u _ " _ E £ _-ΕΕεε

£ £o°tV) E °v CO O

3 « o 0- a no o - 0- ^

3 O. "S ° ® j, I <D

Ό £ -c ~ g >. £. Ό ξ 2 > t g* -1173 + E £ ® S t, "S « ^ 5 . S.

Ό I, g g >> >«5« > > ? .¾ ra !EE wgE«E w S £ * £ 5 5 5 i i s g g g l?g g g

QQ Z -i£ -OC £ w 00 O O) E v> 00 O <D

D) c — r (VI (O r- CVI 00 ^ LD ίΩ ~ <CQU Q QQQ al lu lu luuj lu lu in Q.

O

+-> H- ! + + ο» -C Ό m d> E E α ϋ ® I 1 1 + + in .= T3 (Λ c σι .* Ό. t_ m ·- <d s. > i.

o ero >. i i i + + a. o. m

Claims (10)

1. Fremgangsmåde tii sterilisering af emballage, navnlig beholdere, som er forudformede af tilskirne stykker, og som er beregnet til 5 flydende påfyldningsmateriale, ved hvilken fremgangsmåde den emballageflade, der skal steriliseres, tilføres hed damp og syre, kendetegnet ved, at den emballageflade, der skal steriliseres, først tilføres syre, og at den med syre befugtede flade derefter ved atmosfærisk tryk behandles med strømmende damp. 10

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at syren påsprøjtes eller forstøves på fladen, til frembringelse af en tynd film pi fladen. « 15

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at syren dryppes eller hældes på fladen, til frembringelse af et lag på fladen.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, 20 kendetegnet ved, at der som syre anvendes en vanddampflygtig syre.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der som syre anvendes en syre, der 25 findes i påfyldningsmaterialet, eller en syre, der er artsbeslægtet med en sådan syre.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der anvendes en syre fra gruppen: 30 myresyre, eddikesyre, æblesyre, citronsyre, mælkesyre og ascorbin-syre.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at fladen opvarmes før tilføring af syre. 35

8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, kendetegnet ved, at syren opvarmes før den påføres fladen. DK 152348B

9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at fladen efter opvarmning af fladen med strømmende damp efterbehandles med strømmende hed luft.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at syren påsprøjtes eller forstøves på fladen ved hjælp af trykluft eller ved hjælp af hed damp under tryk. 10 15 20 * 25 30 35