UA124648C2 - Спосіб підтримання стерильної атмосфери у блоці розливу - Google Patents

Abstract

У способі використовують стерилізувальну суміш, що складається з гарячого повітря і розпиленого дрібнодисперсного перекису водню (Н2О2). При цьому створюють додатний тиск заданої концентрації суміші у внутрішньому контурі негерметичного ізолятора дроселюванням технологічних вікон для видалення надлишкового газоподібного перекису в область низького тиску зовнішнього негерметичного контуру протягом усього технологічного процесу розливу стерилізованого продукту в пляшки. Пляшки як всередині, так і зовні перед входом і у внутрішньому контурі негерметичного ізолятора, і укупорювальні кришки як всередині, так і зовні, що доставляються похилими дротовими напрямними, обробляють послідовно стерилізувальною сумішшю і стерильним повітрям перед розливом та закупорюванням напою. Крім цього, формують потоки стерилізувальної суміші для обробки передавальних зірочок внутрішнього контуру ізолятора. Винахід забезпечує підвищення надійності, спрощення і здешевлення процесу розливу.

Description

Винахід належить до способу наповнення та закриття пляшок з напоєм, що відбуваються в стерилізувальному середовищі, який складається з суміші гарячого повітря та перекису водню (НгО») - пероксиду.

Відомий спосіб асептичної технології розливу чутливих до бактеріологічного забруднення та окислення напоїв, що передбачає виконання операції в середовищі, в якому контролюється атмосфера мікробіологічного навантаження, щоб забезпечити більш тривалий термін зберігання готової продукції.

Таким чином, асептичний процес виробництва відбувається в стерилізованому середовищі при контрольованому забрудненні.

Відомий ультрачистий процес, під час якого контейнери (ємності) поставляються вже стерилізованими, або стерилізуються на вході наповнювача, з меншою кількістю мікробів в порівнянні з асептичною технологією, і тільки заповнення і закриття здійснюються в контрольованій атмосфері.

Причому, для забезпечення більш тривалого терміну зберігання готової продукції по відношенню до асептичної технології, потрібно зберігання контейнерів (ємностей) при низькій температурі.

Відомий спосіб контролю забруднення навколишнього середовища на асептичних заводах з розливу напоїв, що включає, як машину для формування ємностей, так і машини для наповнення і закупорювання, за рахунок використання "чистих кімнат" при будь-якій операції наповнення напоїв: виробництва, заповнення та упаковки ємностей.

Тому процес упаковки включає в себе створення та підтримання асептичних умов в об'ємі простору, який явно більше, ніж зони, в яких відбувається формування, наповнення та закриття ємності. "Чиста кімната" повністю закриває кожну машину без будь-якої різниці між зонами обробки і допоміжними зонами, такими як ті, що містять елементи приводу.

Основним недоліком традиційних методів і систем упаковки є значна громіздкість таких систем. Фактично, "чисті приміщення" обов'язково повинні мати значні розміри, задля забезпечення можливості ізолювання машин та їх відповідних елементів приводу від забрудненою зовнішнього середовища, при цьому машини повинні бути сконструйовані відповідним чином згідно з асептичними технологіями та оперативно сполучені з

Зо наповнювачами та укупорювальними машинами.

Крім того, у "чистих приміщеннях", через ризик забруднення, складно здійснювати операції зі зміни розміру або технічного обслуговування та регулювання деталей машин. Таким чином, доступ оператора до "чистої кімнаті" є особливо критичним і дозволений лише в разі використання стерильного спорядження: взуття, одягу, головного убору.

Відомий спосіб отримання газоподібного стерилізувального середовища, що містить перекис водню (див., Патент ВО Мо 2035919 МПК АбІЇ!. 2/20. публікація від 27.05.1995), який передбачає періодичне упорскування рідкого перекису водню в нагрітий потік повітря. При цьому повітря нагрівають за рахунок контакту з нагрівальним елементом, що має велику теплову інерційність.

Недоліком даного способу є те, що обробка контейнерів проводиться в різних камерах, а сам процес стерилізації відбувається послідовно для кожного окремого контейнера зі зміною стерилізувального середовища та його видалення, що незворотно призведе до низької швидкості роботи блока наповнення.

Відомий асептичний спосіб наповнення напою в контейнері в "чистій кімнаті" (див., Патент

УР Мо 3315918 МПК АбТІ 2/20, публікація від 19.08.2002), що передбачає розпилення пероцтової кислоти, стерильної води, гарячого повітря і перекису водню, що викидається з форсунки за допомогою туманного генератора, обприскуючи внутрішню частину камери, створюючи стерилізувальний агент у вигляді туману для отримання синергетичного ефекту (зростання ефективності), коли спільна дія цих факторів суттєво перевершує просту суму дій кожного із зазначених факторів.

Недоліком даного рішення є те. що наповнення напою відбувається в "чистій кімнаті", тобто не в стерильному, а в чистому середовищі.

Відомий спосіб стерилізації (див., Патент СМ Мо 104001198 В МПК АЄТІ 2/20; АЄТІ 101/22, публікація від 14.09.2016), що містить генератор перекису водню для подачі газу через клапани в двокамерні багатошарові стерилізатори.

Недоліком цього рішення є складний механічний пристрій, що знижує надійність системи, рознесення стерилізаційних камер для заповнення та видалення стерилізувального середовища.

Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, є спосіб отримання 60 газоподібної стерилізаційної рідини (див., Патент 5 Мо 52581 62А МПК АЄТІ 2/00, 2/16, 2/20,

публікація від 02.11.1993), що включає формування повітряного потоку, нагрівання повітряного потоку до практично постійної, підвищеної температури випаровування та періодичне випаровування зрідженого пероксиду водню в нагрітому потоці повітря.

Суміш готують стандартним загальновідомим методом: спочатку пероксид підігрівають, потім остаточно нагрівають та дозують у розпилювачі. Надалі його використовують для знезараження коробок у трисекційному обладнанні. Щоби запобігти випадінню конденсату у першому відділенні просто нагрівають тару, в наступному відділенні спочатку протягом 1 секунди подають пероксид, а далі протягом 0,5 секунди здійснюють обдув тари для його видалення гарячим стерильним повітрям.

Недоліком способу є: наявність окремої секція для попереднього нагріву, що ускладнює конструкцію та технологію; черговість дій у другому відділенні, тобто спочатку знезараження, далі обдув потребують зупинки конвеєра, що не дозволяє розвивати високу продуктивність; наповнення продуктом відбувається в окремому третьому відділенні, в яке не подають стерилізувальну суміш, і тому потребує герметичності при виконанні цієї технологічної операції; перемикання клапанів здійснюють з періодичністю в 1 сек. Скільки буде циклів перемикань за годину, зміну? Клапани довго не витримають, тобто надійність системи дуже низька.

Відомий спосіб відображає класичну асептику з попереднім знезараженням і подальшим наповненням у стерильному середовищі.

Технічним результатом запропонованого рішення є підвищення надійності, спрощення і здешевлення процесу розливу, за рахунок створення стерилізатора пероксиду водню розумної структури, що забезпечує необхідну високу біологічну чистоту напою, що розливається в стерилізувальному середовищі.

Технічний результат досягається тим, що спосіб підтримання стерильної атмосфери в блоці розливу передбачає використання стерилізувальної суміші, яка складається з гарячого повітря і розпиленого дрібнодисперсного перекису водню (НгОг) - пероксиду, який включає створення надлишкового тиску заданої концентрації цієї суміші у внутрішньому контурі негерметичного ізолятора при дроселюванні технологічних вікон для видалення надлишкового газоподібного

Зо пероксиду в область низького тиску зовнішнього негерметичного контуру протягом усього технологічного процесу розливу стерилізованого продукту в пляшки, причому пляшки як всередині, так і зовні перед входом і у внутрішньому контурі негерметичного ізолятора, а також укупорювальні кришки, що надходять похилими дротовими напрямними як всередині, так і зовні обробляють послідовно стерилізувальною сумішшю і стерильним повітрям перед розливом і закупорюванням напою, крім того формують потоки стерилізувальної суміші для обробки передавальних зірочок внутрішнього контуру негерметичного ізолятора.

У процесі розливу здійснюють багаторазову зміну середовища всередині негерметичного ізолятора, що гарантує повну стерильність процесу розливу напою в пляшки та стерильність закупорювання пляшок з готовим продуктом.

Основою цього рішення є використання стерилізувальної суміші, оскільки асептичні методи стають все більш важливими для обробки і наповнення контейнерів, тобто постійна присутність стерилізувальної суміші в просторі, де здійснюють розлив, забезпечує високу мікробіологічну чистоту процесу, оскільки пероксид є особливо надійним стерилізувальним агентом для знищення мікроорганізмів і для досягнення тривалого терміну зберігання вмісту контейнера.

Таким чином, введене хімічне стерилізувальне середовище під час циклу стерилізації розповсюджується у внутрішню частину негерметичного ізолятора через розпилювальні форсунки, що встановлені всередині, де реагує з будь-якими небажаними мікробами.

Запропоноване рішення дозволяє вирішити задачу без необхідності установки додаткових вартісних і складних систем очищення.

Раніше були запропоновані процеси, що протягом технологічного процесу розливу підтримували стерильне, але не стерилізувальне середовище, це здійснювалось за допомогою створення негерметичного ізолятора, в якому підтримувалася стерильна атмосфера та виключалися потрапляння в негерметичний ізолятор необробленого атмосферного повітря ззовні. Причому негерметичний ізолятор виконував функцію саме бар'єра захисту від зовнішнього середовища та будь-які мінімальні ризики відхилень від цього процесу приводили до необхідності зупиняти основний технологічний процес розливу та переходити до повторної стерилізації негерметичного ізолятора та повторного запуску процесу розливу.

Суміш розпиленого пероксиду та гарячого повітря є стерилізувальним середовищем, а негерметичний ізолятор є лише умовною перешкодою моментального виходу бо стерилізувального середовища назовні для забезпечення постійної розрахункової концентрації пероксиду всередині блока розливу. Задана концентрація суміші підтримується за рахунок подачі пари пероксиду через дозатор в потік гарячого повітря, що проходить із заданою швидкістю, обсяги якого контролюються витратоміром. Середовище всередині негерметичного ізолятора є стерилізувальним, що гарантує знищення будь-яких мікроорганізмів, що потрапляють в ізолятор ззовні під час розливу, та забезпечує асептичний режим розливу продуктів у пляшки та їх стерильного закупорювання.

Крім того, використання запропонованого способу стерилізації за рахунок розкладання пероксиду на водяну пару та кисень дозволяє захищати навколишнє середовище та здійснювати нетоксичний викид відпрацьованого агента.

Цей спосіб дозволяє також вирішити поставлену задачу без необхідності установки додаткових дорогих і складних систем очищення, забезпечення стерилізувальної суміші відомої концентрації та розміщення заданої кількості форсунок перекису водню та підігрітого повітря.

Таким чином, це технічне рішення спрямоване на створення пристрою, що реалізує запропонований спосіб для стерилізації розпиленням шляхом створення суміші, що дозволяє ефективно використовувати простір і спрощувати конструкцію, і в той же час підтримувати високий рівень гігієни. Дозування стерилізатора може бути виконане швидко та з високою точністю та за дуже нетривалого часу стерилізації.

Порівняння пропонованого способу з існуючими технічними рішеннями показує, що він містить нову сукупність суттєвих ознак, що спільно з вже відомими ознаками дозволяють успішно досягнути поставленої мети.

Винахід проілюстровано графічними матеріалами, де на кресленнях фіг. 1, 2 наведено пристрій реалізації запропонованого способу, а в таблиці та на графіку фіг. З відображено експериментальне дослідження органолептичних показників якості готового продукту за рахунок стерилізації сумішшю при мінімальному рівні залишкового пероксиду в готовому продукті.

Склад запропонованого об'єкта: (1) подача порожніх пляшок; (2) зовнішній контур корпусу моноблока; (3) суміш гарячого повітря і перекису водню Нео», (стерилізувальна суміш); (4) внутрішній контур негерметичного ізолятора; (5) ділянка продувки пляшок; (б) гаряче стерильне повітря; (7) ділянка розливу; (8) готовий продукт; (9) ділянка закупорювання пляшок; (10) закупорювальний пристрій; (11) подача укупорювальної кришки для закупорювання пляшок; (12)

Зо вихід готової продукції; (13) вентилятор витяжки; (14) технічні отвори (вікна); (15) стерильний продукт; (16) передавальні зірочки (на кресл. не показана).

Опис реалізації запропонованого способу:

Підвищений тиск створюють за рахунок нагнітання стерилізувальної суміші (3) і стерильного повітря (6), а знижений - за рахунок висмоктування середовища вентилятором витяжки (13) з регулятором обертів.

Перед початком процесу розливу, а саме подачею пляшок (1) й укупорювальних кришок (11) у негерметичний ізолятор (4), першим чином здійснюють його дезінфекцію. В простір внутрішнього контуру (4) протягом 5-ти хвилин безперервно подають стерилізувальну суміш з пероксиду та повітря (3), забезпечуючи мікробіологічну чистоту та тим самим виконуючи підготовку до основного технологічного процесу.

Перед входом до негерметичного ізолятора (4) порожні пляшки (1) обробляють стерилізувальною сумішшю (3) зовні і зсередини. Суміш (3), осідаючи на стінках пляшок (1), повністю дезінфікує пляшки (1).

Пляшки (1), потрапляючи в негерметичний ізолятор (4), спочатку проходять ділянку (5) продувки стерильним гарячим повітрям (6). За рахунок цього залишковий пероксид видаляють з внутрішніх стінок пляшки (1), і в самій пляшці суттєво знижується концентрація суміші пероксиду. При цьому досягають необхідний мінімальний рівень залишкового пероксиду в готовому продукті (8).

Відразу після продувки на ділянці (5) стерильним повітрям (б) пляшка (1) потрапляє на ділянку розливу (7).

На ділянці розливу (7) пляшки (1) наповнюють попередньо приготовленим стерилізованим продуктом (8). Далі пляшки (1) подають на закупорювання (9).

Кришки (11) при потраплянні в негерметичний ізолятор (4) також обробляють стерилізувальною сумішшю (3) зовні і зсередини та піддають продувці на ділянці (5) нагрітим стерильним повітрям (б) для видалення залишків пероксиду зі стінок укупорювальних кришок (11) безпосередньо перед закупорюванням пристроєм (10) пляшок (1) з налитим в них продуктом (8).

Пляшку (1) закупорюють кришкою (11), що надходить похилими дротовими напрямним в зону закупорювання. Готові пляшки (12) виходять з негерметичного ізолятора (4). бо У негерметичний ізолятор (4) додатково подають стерилізувальну суміш (3) для підтримання необхідної концентрації парів пероксиду, що забезпечує стерилізувальний ефект і гарантує відсутність живих мікроорганізмів усередині негерметичного ізолятора (4).

За рахунок подачі стерилізувальної суміші (3) до негерметичного ізолятора (4), в якому відносно простору, що оточує ізолятор, утворюється трохи підвищений тиск (Р»Ратм.), надлишкова суміш пероксиду (3) та повітря (б) виходить в зону закупорювання через технологічні отвори (вікна) (14) негерметичного ізолятора (4) і отвір для подачі кришок.

При проходженні пляшок через технологічні отвори (вікна) (14) та отвір для входу кришок внаслідок різниці їх перерізів виникає ефект дроселювання надлишкової стерилізувальної суміші (3) та повітря (6) в зону зниженого тиску корпусу моноблока (2).

Оскільки знижений тиск (РеРатм), що створюється за рахунок витяжної вентиляції (13), постійно видаляє повітряну суміш з зовнішнього контуру (2), повністю виключає її вихід за межі цього контуру, що гарантує захист від потрапляння в зовнішній простір (в зону роботи оператора) агресивної складової стерилізувальної суміші (3) і екологічно безпечних продуктів її розпаду - кисню та води. Забезпечення безпечної роботи оператора при розпаді пероксиду досягається за умови безперебійної роботи витяжної вентиляції, при відключенні якої відбувається блокування подачі пероксиду у внутрішній контур (4).

Результати проведених тестів по знезараженню і наповненню пляшок наведені в таблиці і графіку (фіг. 3) та відображають органолептичні показники якості процесу, що забезпечує отримання конкурентоспроможного готового продукту, одиниця виміру концентрації якого (залишковий рівень пероксиду) - ррт (раз рег тіїоп) - мільйонна частка, становить величину, рівну 0,3 ррт, що нижче загальноприйнятих світових стандартів.

Крива ряду 2 визначає процес розливу без здійснення продувки пляшки стерильним гарячим повітрям у негерметичному ізоляторі (4). Крива ряду 1 визначає процес розливу при здійсненні продувки пляшки стерильним гарячим повітрям в негерметичному ізоляторі (4).

Техніко-економічною перевагою запропонованого технічного рішення є підвищення надійності, спрощення і здешевлення процесу розливу при необхідній високій біологічній чистоті напою, який розливається, що виконується в безперервних асептичних умовах, і економічність в його реалізації.

Коо)

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб підтримання стерильної атмосфери у блоці розливу, що включає створення стерилізувальної суміші з гарячого повітря і розпиленого дрібнодисперсного перекису водню (Нг2О») - пероксиду, який відрізняється тим, що включає створення додатного тиску стерилізувальної суміші заданої концентрації внутрішнього контуру негерметичного ізолятора при дроселюванні технологічних вікон для видалення надлишкового газоподібного пероксиду до області низького тиску зовнішнього негерметичного контуру протягом усього технологічного процесу розливу стерилізованого продукту в пляшки, причому пляшки як всередині, так і зовні перед входом і у внутрішньому контурі негерметичного ізолятора, а також укупорювальні кришки, що надходять похилими дротовими напрямними, перед розливом і закупорюванням напою як всередині, так і зовні послідовно обробляють відповідно стерилізувальною сумішшю та стерильним повітрям, крім цього формують потоки стерилізувальної суміші для обробки передавальних зірочок внутрішнього контуру негерметичного ізолятора.