CN101247990B - 用于消毒包装件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在对填充机中待填充的部分成形包装件进行后续的填充和密封之前供应气体或气体混合物到该包装件内部的方法。该方法的特征在于，在任何给定时刻供应的该气体或气体混合物是作为相对于该包装件内壁径向地向外并向内而限定的流来供应的，该流相对于该包装件的几何主纵向轴线倾斜，该几何主纵向轴线与该包装件的开口相交，从而该流由于被该包装件的内壁限定而被正向控制，以用于形成螺旋流涡流。该方法还涉及一种设备。

Description

用于消毒包装件的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于消毒(sterilize)至少部分成形的包装件的方法和设备，这些部分成形的包装件为填充(fill，灌装)机中的待填充包装件。以下披露中，使用术语“无菌的”来表明该包装件在消毒之后达到商业上指定的无菌消毒水平。

更确切地，本发明涉及在填充这些包装件之前，在后续的无菌填充之前于填充机中处理和消毒这些包装件的方法。这些包装件具有开口端和封闭端。可在其中实现根据本发明的方法的第一场景是关于在填充这种包装件之前，首先从包装件的开口端供应热空气来加热包装件，以在后面的消毒阶段中防止消毒气体在包装件的壁上凝结。实现该方法的另一种方式是一旦已经对这些包装件提供消毒气体，则供应无菌的调节(tempered)空气。此处的目的是排走消毒气体。更具体地，本发明涉及向包装件的开口端供应或从该开口端去除可选气体以及消毒气体的方法。

本发明进一步涉及一种包含在较大背景环境中的用于实现对在所述填充机中的包装件进行气体消毒的设备，其中该较大的背景环境一方面包括加热区，另一方面包括消毒区或者包括其组合，并进一步包括通风区。消毒剂最好在整个消毒阶段保持为气体形式，并且最好可最大程度地再利用。在此可参考的对于一种类型的用于生产和消毒包装件的设备和方法的更详细的描述，可参见已公布的国际申请WO2004/054883。

背景技术

在所述类型的填充机中，一种先前使用的方法需在气体消毒阶段从与每个包装件的开口端相关的中心处供应消毒气体。出于工艺工程学原因，允许消毒气体流量保持恒定而不考虑在填充机内的必要运动。这与下面的情况相关：即相关技术可应用于不同类型的填充机(例如管填充或旋转式填充类型)。已经证明，在某些情况下，会有这样的微小风险：即，某些情况下，以现有技术中已知的方式供应到这种类型的包装件的消毒气体不能到达位于相对消毒剂供应设备而言最不易到达处的包装件小片区域和凹穴部分(pocket)。这尤其牵涉到那些长度与主轴横截面之间的比例相对较大的包装件。长久以来，人们认为，通过在供应的消毒气体内保持高的恒定气体质量流就能到达位于最不易到达处的包装件小片区域和凹穴部分。但是，已经证实，尤其是在某些情形下，仍存在无法简单地通过这种措施来达到预定消毒水平的风险。

发明内容

本发明的一个目的是披露一种方法，该方法具有在无菌条件下在填充待填充包装件之前的最佳超驰(overriding)控制，以利用与现有技术相比显著降低的供应气体或气体混合物的气体质量流来实施对所述包装件的内部进行气体消毒工艺至预选的消毒水平。

更具体地，本发明的一个目的是披露一种方法，该方法尤其在详细披露的情形中消除了消毒不完全的风险，而同时相比于现有技术，该供应气体的质量流大大减少。

本发明的另一个目的是实现一种方法，该方法有利于所供应消毒气体的相当高程度的再使用。

本发明的再一个目的是披露一种装置，一方面，该装置用于实现再感染或再污染风险的降低，目的在于保证随后填充入该包装体的产品的保存期限，另一方面，该装置用于实现与消毒有关的气体质量流的降低，从而改进该工艺的经济性，由此再利用的可能性有相当程度的提高，特别是对于所供应的消毒气体而言。结果是，在无菌室内的消毒气体的无意识的蔓延可被限制为比以前更高的程度。所述室一方面包括用于供应热空气的单元，另一方面包括用于供应和去除消毒剂的单元，并且还包括用于在填充包装件之前对具有消毒气体的包装件进行通风(ventilation)的单元。

根据本发明，提供了一种经由本说明书的介绍所披露类型的方法，借助于该方法可实现上述目的，其中各个供应的气体流(尤其是气态消毒剂)是作为相对于该包装件内壁径向向外且向内限定的流而供应的。该流相对于该包装件的几何主轴线倾斜(angle)，该几何主轴线与该包装件的开口成直角方式相交，该流由于被该包装件的内壁限定而形成正向螺旋状涡流。所形成的涡流具有非常好地到达包装件内的所有凹穴部分和角落处的能力。由此产生的涡流必须以某种方式再次找到流出路径，由于在中央区域的较低气体压力，该涡流形成中央返回流。因此，无论采用何种类型的气体，气体速度将会降低。这里一个固有的优点是由此可消除在处理室内的正向流旋涡。另外，根据本发明，提供了一种用于实现该方法的设备，该设备包括用于各个气流的喷嘴，该喷嘴包括至少一个气体供应装置，该气体供应装置指向这样的一个平面或相对于这样的一个平面而倾斜，该平面包括包装件的几何主轴线之一，该几何主轴线与该包装件的开口相交，从而当来自该喷嘴的流撞击到该包装件的内壁时，形成并维持向内并向外而径向限定的流，实际上是螺旋流。到目前为止的试验证明，当供应气体时，为达到最佳的可能的流分布，该供应装置应当包含十来个奇数孔，其中每个孔最好以这种方式倾斜，即它与关于包装体对称的两个平面的每一个成小于8°的角度，这两个对称平面具有与该开口成直角方式相交且作为公共线的对称轴。更确切地，这意味着每个孔在第一方向上略微指向周缘而在第二方向上略微指向包装件的中心。

由此，所获得的优点不仅是螺旋流可到达包装件内部的所有凹穴部分和角落处(包括较低区域)，而且所供应的气体以高度雅致且受控的方式，以流的形式离开该包装件，其中该流相对于螺旋流被反向引导并且该流在包装件中心或靠近包装件中心处产生。这同时表明供应气体的再利用是完全可以实现的，例如根据本发明，可设置与该气体供应装置的中心相关联的出口。

附图说明

以下将根据附图中示出的一个实施例更详细地描述本发明。在附图中：

图1是作为对本发明功能清楚说明的根据本发明的设备的横截面示意图；

图2是根据本发明的实际设备的等轴视图；

图3是同一设备的等轴分解视图；以及

图4是穿过正在讨论设备的中心的横截面示意图，其中，准备消毒的包装件设置在该设备下方。

具体实施方式

图1所示的横截面示意图示出了本发明的基本功能。位于相同包装件序列中并且在该情况下具有开口底部的包装件1沿带行进，该带用于在机器方向(MD)上每次对例如四个包装件1渐次标引(index)。包装件至少大体上经过的那些阶段包括：将包装件加热到约70℃的阶段，利用气态的过氧化氢或其它消毒气体对该包装件进行消毒的阶段，以及利用无菌空气对该包装件进行通风的阶段。关于这一点，应当注意到，这些阶段并不需要全部是单独进行的阶段，而是如果需要，其可在某种意义上“同步进行(phased)”，例如，在机器方向上，加热阶段可以逐渐与消毒阶段混合并且程度不断增加，从而消毒气体孔的数目逐渐增加。利用此种对该方法的修改，可达到暂时较长时间的且由此更有效的消毒的有利效果。

当经过这些阶段后，即进行填充，然后对各个包装件1进行密封。不管在根据本发明的设备3的通道2(如图1所示)中所供应的是热空气、消毒气体或无菌的通风空气，可以确定的是，流(其使得通道2在它们的下端以相对于两个对称平面成小于或等于8°角的方式倾斜，这两个对称平面具有对称轴H，该对称轴作为一条公共线成直角方式插入该包装件的开口，因而该通道在第一方向上朝周缘略微倾斜而在第二方向上朝向该包装件的中心略微倾斜)在其向下的路径中将最想得到的涡流螺旋状形式传递给在包装体中倾斜向下的气体流。另外，当供应气体时，为了在向下到包装体1的“底部”始终获得最佳的流分布，如实验也表明的，通道的数量应当适合包装件的体积，或者适合包装件的与该包装件的开口端相关联的周长。体积/周长越大，则通道的数量越多。在这里所说明的实施例中，该设备包括沿所述设备3的上部区域均匀分布的十个通道2。值得再次指出的是，利用水作为媒介的实验表明，经由具有这种构造的通道2输送的媒介将在包装体1中以基本上为中央的流向上流出包装件，以便在其上部区域4处能够流入中央返回通道5。如附图上部部分的虚线所示的，中央返回通道5可在上部区域6处直接向上卸流。从而依赖于所供应气体的量，可实现改善的加热、改善的消毒或改善的通风的期望效果。

图2示出了一种供气组件8，其包括根据本发明的与该组件8处于结合状态的设备3。组件8具有入口室9，该入口室9具有中央气体入口连接部10和用于将该组件固定于填充机(未示出)的板11。结合图2，图3是组件8的立体分解示意图。因此，此处也以立体状态示出设备3，所以其各个部件，尤其是通道2清晰可见。如上所述，通道2的数目为十个这一事实是凑巧，因为该数目取决于周长。

最后，图4以中央横截面的形式示出了组件8，其处于组件8在生产中运行时所对应的位置。着眼于与图1比较，该图示出了与图1中以基本轮廓说明的流动图案相对应的假想的流动图案。

以下给出该设备的基本操作的简要描述。在中央气体入口连接部10持续地供应期望类型的气体。既然如此，所供应的气体首先填充入口室9，经由通道2输入包装件1的流能够保持均一且恒定的压力。通道2以上述方式倾斜(相对于两个相互成直角的对称平面成小于8°的角)，从而使得产生沿该包装件内部周缘14的螺旋状气流13。当气流到达包装件1的底部15时，由于在包装件中央的较低的气体压力，在该部分中，流会力争离开该包装件。因此，在该包装件外部，产生所供应气体的可控方式的返回流。当该返回流到达包装件1的底部开口时，其被收纳入中央返回通道5中，在该中央返回通道5的上部区域中，该返回流相对螺旋流的轴向偏转约180°。本发明有利于质量流的相当程度的减少，由此，该流不再构成在包装件附近和下面的界面区域中发生紊流的潜在风险。

Claims (13)

1.一种在对待填充的部分成形包装件进行后续的填充和密封之前，在填充机的设备中供应气体或气体混合物到所述包装件内部的方法，其特征在于，在任何给定时刻供应的所述气体或气体混合物是作为相对于所述包装件的内壁径向向外并向内限定的流而供应的，所述流相对于所述包装件的几何主纵向轴线倾斜，所述轴线与所述包装件的开口相交，从而所述流由于被所述包装件的所述内壁限定而被正向控制，以用于形成螺旋状涡流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经由各个包装件的开口端逐渐向所述包装件的内部一方面供应无菌热空气流，另一方面供应气态消毒剂流、以及无菌空气流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，气态消毒剂在机器方向(MD)上逐渐与初始供应的热空气流混合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流在所述包装件中的向内径向限定受到每个包装件中央区域中返回流的约束。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于经由包装件开口端的两个或更多个通道(2)来供应所述流。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通道(2)倾斜成使得来自所述通道的流的方向落在两个对称平面之外，所述两个对称平面具有对称轴(H)，所述对称轴(H)作为公共线与所述包装件的所述开口成直角方式相交，即，所述通道在第一方向上向周缘略微倾斜而在第二方向上朝向所述包装件的中心略微倾斜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通道(2)在各个所述第一方向和第二方向上分别倾斜小于或等于8°的角度。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，来自所述通道(2)的所述流随时间维持连续。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少当所供应的气体流仅由消毒剂组成时，通过在各个相应包装件的口处于中心处设置出口(6)来循环所供应的气体流，以用于再利用。

10.一种用于在包装件(1)的后续填充和密封之前在填充机中供应气体或气体混合物到所述包装件内部的设备，其特征在于，所述设备包括用于气体或气体混合物流的喷嘴(3)，所述喷嘴包括用于气体或气体混合物的至少一个通道(2)，所述至少一个通道相对于包含所述包装件的几何主轴线(H)之一的至少一个平面倾斜，所述几何主轴线与所述包装件的开口成直角方式相交，从而来自所述喷嘴的流在其撞击到所述包装件的内壁时形成径向向内并向外限定的流，同时形成被正向驱动的螺旋状涡流。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述通道(2)倾斜成使得它们的流向落在平行于任何对称平面之外，所述对称平面具有对称轴(H)，所述对称轴(H)作为公共线与所述包装件(1)的所述开口成直角方式相交，并且所述通道在第一方向上略微指向周缘而在第二方向上略微指向所述包装件的中心。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述通道(2)在各个相应方向上倾斜的角度小于或等于8°。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括出口(6)形式的气体循环装置，所述出口关于与各个相应包装件(1)的口部而被设置在中心处。

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