專利名稱：用于包裝容器殺菌的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于包裝容器殺菌的按權利要求1前序部分的方法以及適合于該方法的按權利要求13前序部分的裝置。
已知一種這一類型的方法，用這種方法時H2O2混合蒸汽通過一雙原料噴嘴和一加熱腔以及一管道輸入一殺菌寶(DE 39 00 448 A1)。待處理包裝容器以錐形塑料桶的形式穿過殺菌室，并在那里受加熱的H2O2混合蒸汽擴散的作用。此外殺菌室還吹入熱空氣，它可以使H2O2化學分解。接著將剩余的殺菌劑或混合物從殺菌室中抽出。
這種已知方法流程非常復雜，實施起來成本也相應地較高。由于H2O2混合蒸汽無方向性地、擴散地輸入殺菌室，它只適用于具有較大入口的包裝容器，而不適合于具有較小入口的包裝容器，例如塑料飲料瓶，這種飲料瓶在飲料工業中應用越來越廣。
還已知一種專門針對PET-瓶殺菌的方法，用這種方法時在一通壓縮空氣的管子中借助于霧化噴嘴連續地噴灑濃度為0.1至1.5％的過醋酸(DE 198 08 318 A1)。接著這樣形成的氣溶膠在一熱交換器中加熱，最后通過管道和單組分噴嘴引入倒立的PET-瓶中。在作用以后殺菌劑通過PET-瓶用去礦質水的噴射去除。
用這種已知方法雖然也可以對窄瓶頸的包裝容器殺菌，但是它只能用高的器械費用實現。問題還在于這種方法在不可避免的運行中斷時，這時加熱的氣溶膠在通向噴嘴的長管道中為凝結。這導致在中斷后的包裝容器的不是無可挑剔的殺菌。
本發明的目的在于，創造一種用于包裝容器殺菌的容易實現和運行可靠地工作的方法，用這種方法具有較小入口的包裝容器也可以可靠地殺菌。此外還應提出一種用來實施這種方法的可成本低廉地制造的裝置。
在方法方面這個任務通過權利要求1的特征，在裝置方面通過權利要求13的特征來解決。
在按本發明的方法中僅僅通過用水蒸汽的混合既進行液態消毒劑的霧化和蒸發，也進行加熱。這里加熱可以用最簡的方法通過選擇水蒸汽的溫度和數量確定。這時所進行的消毒劑的“稀釋”同時可以用簡單的方法通過相應地提高輸送到混合噴嘴的消毒劑的輸出濃度加以補償，使得在尤其是具有室溫的包裝容器上凝結的混合物具有所希望的濃度。
由于消毒劑-水蒸汽混合物通過混和噴嘴直接噴射在包裝容器上，不需要加熱腔，管道等等，在這些管道中混合物可能凝結。因此混和噴嘴可以按節拍運行，即使較長的運行中斷也沒有不利影響。通過混和噴嘴相應的造型和由此得到的霧狀混合物的噴射形狀混合物既可以吹在或噴霧在窄的入口內，也可以寬面地吹在或噴霧在包裝容器的外壁上。此外噴在包裝容器上的混合物可以精確地定量給料，因此消耗可以特別省。
本發明優良的改進結構包含在從屬權利要求中。
下面借助于圖形對本發明的實施例加以說明，它們表示
圖1用于包裝容器殺菌的裝置的示意俯視圖。
圖2以放大圖表示的圖1的AB剖視。
圖3以放大圖表示的X局部視圖，圖4以放大圖表示的圖1的CD剖視。
圖5以放大圖表示的圖1的EF剖視。
按圖1至5的裝置用于PET-飲料瓶，以下簡稱瓶1的形式的包裝容器的殺菌。它主要包括一注射機5。一噴淋機(涮洗機)6和一連接兩臺機器的輸送帶7。待殺菌的瓶1通過輸入帶8直立地輸送給此裝置；殺完菌的瓶1通過一輸出帶9直立地從裝置中輸出。
注射機5具有一位置固定的殼體10，它上面支承一具有垂直轉軸12的轉臺11。在轉臺11圓周上剛性固定許多按歐洲專利721808的彈性夾鉗13。這些夾鉗13當它們隨轉臺11在一圓弧形軌道上回轉時，在瓶頸下方以直立位置并且入口朝上地夾住瓶1。直立的瓶1通過一分配蝸桿14，一星形輸入輪15，一星形輸出輪16和一弧形導向板17輸入和輸出類鉗13，如在所述歐洲專利721 808中詳細說明的那樣。但是瓶不翻轉180°。在以陰影線表示的處理區內它們完全保持其直立的正常位置。
其次在注射機5的轉臺11上剛性固定許多帶一約20°噴射角的雙組分噴霧咀。以下簡稱混和噴嘴2。確切地說在每個夾鉗13上方與由它夾持的瓶1同心地設置各一個垂直向下的到瓶1的入口具有很小間距(約2cm)的混和噴嘴2。
每個混和噴嘴2的第一通道18通過第一管道22在中間連接一第一控制閥20和一與轉軸12同心設置的旋轉分配器27的情況下與一固定不動的水蒸汽發生器24連接。它供給壓力為2Bar和溫度為121℃的水蒸汽。每個混和噴嘴2的第一通道通過第二管道23和在中間連接一第二控制閥21以及旋轉分配器27和一泵25的情況下與一固定不動的用于處于室溫下的消毒劑3的貯存罐26相連。消毒劑由具有4％消毒劑濃度以及0.04％用來更好地濕潤的表面活性劑的水溶液組成。這種液態消毒劑3通過泵25以2Bar的壓力輸送給混和噴嘴2。消毒劑含有作為殺菌成分的4000ppmH2O2和2500ppm的過醋酸。
用注射機5的上述裝置將液態消毒劑3和水蒸汽4的霧化混合物噴入瓶1內部。為了瓶1外表面的消毒，緊接著星形輸入輪15固定地和離瓶1運動軌道側向很小距離地設置多個混和噴嘴2a。這些混和噴嘴2a-除這里不需要的旋轉分配器之外-和跟隨轉臺一起回轉的混合噴嘴2一樣通過管道23和控制閥21與貯存罐26連接，并且水平布置。此外它通過管道38與殺菌的壓縮空氣源連接。
按圖1和5噴淋機6具有一部分類似于按圖1至4的注射機5的結構。因此相同的部分配備相同的圖形標記和足標“a”。這里彈簧夾鉗13a可借助于控制凸輪29繞水平回轉軸28回轉，如具體地在歐洲專利文獻721 808號中所述。因此瓶1在其跟隨轉臺11a作回轉運動的大部分時間內倒立放置，或者說其入口朝下。而在星形輸入輪15a和星形輸出輪16a區域內它們具有直立的正常位置。
在噴淋機6中瓶1的處理通過設置在轉臺11a上的，配設于夾鉗13a的噴嘴30進行，噴嘴可略微插入瓶1中。每個噴嘴30分別通過一控制閥31、32、33連接在總共三個通道34，35，36上，它們會有不同的噴淋介質。在所述情況下它們是消毒空氣，消毒水和液態消毒劑3，最好和貯存罐26中的一樣。噴嘴30做成單管或多管噴嘴，使得在某些情況下也可以同時將不同噴淋介質噴入瓶1中。
輸送帶7將注射機5的星形輸出輪16與噴淋機6的輸入蝸桿14a和星形輸入輪15a連接。其長度這樣地選擇，使得在裝置的額定效率時對于在注射機5內噴入瓶1內的消毒劑-水蒸汽霧得到所希望的作用時間。在正常運行時注射機5，輸送帶7和噴淋機6通過未畫出的驅動機構相互同步地驅動，使得得到一無干擾的，瓶1從輸入裝置8到輸出裝置9的連續輸送。整個裝置設置在一用點劃線表示的空腔37內，它通入100級的殺菌空氣。從而防止消毒過的瓶1的重復感染．用上述裝置實行下述殺菌方法一來自未畫出的拉伸吹塑機的直立供給的新瓶1通過輸入裝置8輸入，通過輸入螺桿14進入節拍，并由星形輸入輪15轉交給注射機5的一個夾鉗工3。現在它位于中心圖2和3中所示的位置配設于夾鉗13的混和噴嘴2之下，噴嘴到瓶口具有2至3厘米的距離。現在起混和噴嘴2的兩個控制閥20和21同步打開1.5秒的時間段．這時從貯存罐26中將具有已經作過說明的成分的室溫下的壓力為2Bar的液態消毒劑3以及從蒸汽發生器24中將具有2Bar壓力和121℃溫度的水蒸汽單獨地同時輸送給混和噴嘴2。在從混和噴嘴2的通道18，19申流出時兩種組分劇烈混和，這時形成一能量充足的具有約60至80℃的溫度和一約20°的開口角的混合射束。混合射束主要包含精細霧化的消毒劑，水蒸汽和在某些情況下汽化的消毒劑和水滴。通過起催化作用的溫度提高和熱量輸入消毒劑3最佳地活化。
混和噴嘴2設置和制作成這樣，使由它產生的混合射束基本上垂直向下通過入口進入瓶1內部，并將它完全灌滿。因為瓶1只具有室溫，混合物的大部分立即以細滴的形式冷凝在瓶內壁上，并形成一封閉的，高效殺菌冷凝膜。這時由于噴入的混合物總共只有很少的熱含量瓶1的內部溫度上升到約45℃。
此外通過上述過程原來在瓶1中含有的環境空氣大部分從瓶內腔中擠出。在1.5秒噴射時間結束時兩個控制閥20，21同步關閉。所述1.5秒噴射時間加載在圖1中交叉的陰影線表示的轉臺11的回轉區內。現在起接著經過5秒鐘的作用時間，它通過轉臺11的單陰影線表示的區域表示。這時霧化在瓶內壁上的消毒劑3起劇烈的殺菌作用。瓶口的外部區域也通過溢出的混合物一起進行處理。
在瓶1和轉臺11一起回轉的區域的末尾階段再次以同樣的方法通過同一混和噴嘴2進行持續1.5秒的消毒劑-水蒸汽混合物的噴射。這時瓶內部加熱到約58℃。因此并不接近于達到約65℃的PET-瓶的臨界溫度。此后瓶1被輸出星形輪16和弧形導向板17捕獲并停放在輸送帶7上。接著是取決于輸送帶7長度的作用時間，它可以根據瓶的類型，所希望的殺菌效果和所采用的消毒劑的不同而改變，最好是在5至10秒的范圍內。
由于通過混和噴嘴直接噴入瓶內部和其精確的時間控制噴入的消毒劑3和水蒸汽4可以精確地定量供給。因此例如在用所提參數和相應地確定尺寸的混和噴嘴2消毒1.5升的PET-瓶時在持續1.5秒的噴射階段期間在瓶1內分別噴入3.4毫升消毒劑3和1.4克水蒸汽4。在效率為19.000只瓶/小時時每小時消耗129.2升消毒劑3和53.2公斤蒸汽4。可以達到的殺菌率為99.99％至99.999％，根據所采用的試驗病菌類型的不同而有所不同。這滿足將飲料消毒地裝入PET-瓶時的所有要求。
此外在某些情況下還消耗每小時33升的消毒劑3，以用來在轉臺11的入口區內通過噴嘴2a對瓶1外部進行消毒，通過它在必要情況下可靠地防止由于在瓶外側上的病菌的重復感染。
在輸送帶7的末尾外部和內部帶有消毒劑膜的瓶1通過輸入螺桿14a按節拍分配，并由星形輸入輪15a以直立的正常位置轉交給噴淋機6的夾鉗13。接著夾鉗13a在轉臺11a旋轉期間通過控制裝置29回轉180°，使瓶1最后以其入口垂直向下。這時噴嘴30插入瓶口幾毫米(圖5)。現在起通過相應地控制控制閥31，32，33作為第一次短時間的液態消毒劑噴入瓶1內(交叉陰影線區域)，然后瓶1交替地用消毒水和消毒空氣沖洗(單陰影線區域)，直至最后殘存的消毒劑實際上完全從瓶1中去除。然后瓶1翻轉回其正常位置，被星形輸出輪16a接收，并以直立的正常位置停放在輸出裝置9上。從那里它被輸送到一未畫出的消毒-裝灌和封口機，而且是在一少菌或無菌氣氛中，如在空腔37中所籠罩的氣氛那樣。
代替輸送帶7瓶1也可通過一個或多個星形輸送輪按節律輸送。通過這種模塊化結構注射機5和噴淋機6可以直接并排地以最小的空間需求設置。瓶1也可以直接從噴淋機的星形輸出輪16a轉移到裝灌和封口機的星形輸入輪上。在這種結構時也可以通過相應地選擇星形輸送輪的尺寸達到所希望的處理和作用時間。特別是在殺菌要求較低時也可以設想，混和噴嘴10安裝在一和噴淋機6的星形輸入輪一起旋轉的轉臺上，其中作用時間移到轉臺11a的區域內。在所有情況下由于從混和噴嘴流出的消毒劑-水蒸汽混合物直接噴入瓶1內可以實現節約的、可靠和可重復的殺菌處理。
權利要求
1.用于包裝容器殺菌的方法，其中在采用一噴嘴的情況下產生加熱的消毒劑-蒸汽混合物，輸送給包裝容器，在對待殺菌表面產生作用以后重新去除，其特征為液態消毒劑和水蒸汽同時單獨地輸送給混和噴嘴，通過混和噴嘴形成由霧化和/或汽化的消毒劑和水蒸汽組成的混合物，離開混和噴嘴的混合物射束直接對準包裝容器。
2.按權利要求1的方法，其特征為液態消毒劑和水蒸汽的混合比約為2∶1。
3.按權利要求1或2的方法，其特征為輸送給混和噴嘴的水蒸汽具有約2Bar的壓力和約121℃溫度。
4.按權利要求1至3之任一項的方法，其特征為輸送給混和噴咀的消毒劑具有室溫。
5.按權利要求1至4之任一項的方法，其特征為包裝容器在噴入從混和噴嘴中流出的混合物射束之前具有室溫。
6.按權利要求1至4之任一項的方法，其特征為輸送給混和噴嘴的消毒劑由H2O2，過醋酸和某些情況下表面活性劑的水溶液構成。
7.按權利要求1至6之任一項的方法，其特征為每個包裝容器混和噴嘴的噴射時間為1至2秒。
8.按權利要求1至7之任一項的方法，其特征為冷凝的消毒劑-蒸汽霧在包裝容器上的作用時間約為5至10秒。
9.按權利要求1至8之任一項的方法，其特征為在去除冷凝在包裝容器上的冷凝液前用液態消毒劑對包裝容器進行噴淋。
10.按權利要求1至9之任一項的方法，其特征為瓶和配設于它的混和噴嘴在噴射消毒劑-水蒸汽混合物期間相互相對靜止。
11.按權利要求1的方法，其特征為瓶和配設于它的混合噴嘴在噴射消毒劑-水蒸汽混合物期間共同作連續的平移運動。
12.按權利要求1至11之任一項的方法，其特征為混合物射束經過混和噴嘴直接噴入包裝容器內部，尤其是通過其入口。
13.實施按權利要求1的方法的裝置，具有一用于待殺菌的包裝容器的輸送裝置和至少一個噴嘴，其特征為至少一個混和噴嘴(2)直接對準由輸送裝置(11)輸送的包裝容器(1)，混和噴嘴(2)通過同時打開的控制閥(20，21)與一水蒸汽發生器(24)和一液態消毒劑(3)貯存罐(26)連接。
14.按權利要求13的裝置，其特征為混和噴嘴做成雙組分噴霧咀。
15.按權利要求13或14的裝置，其特征為混和噴嘴對準包裝容器(1)的入口。
16.按權利要求13至15之任一項的裝置，其特征為輸送裝置(11)以直立位置和沿水平方向輸送包裝容器(1)，混和噴嘴垂直向下對準包裝容器(1)。
17.按權利要求16的裝置，其特片為輸送裝置(11)可連續驅動，并設有多個與輸送裝置(11)一起運動的混和噴嘴(2)。
18.按權利要求17的裝置，其特征為輸送裝置(11)做成一轉臺，它在圓周上帶有許多用于包裝容器(1)的夾鉗(13)，并在輸送裝置(11)上設有許多混和噴嘴(2)，每個夾鉗(13)上方至少有一個噴嘴。
19.按權利要求18的裝置，其特征為配設于每個混和噴嘴(2)的控制閥(20，21)安裝在輸送裝置(11)上，并在中間連接一旋轉分配器(27)的情況下通過管道(22，23)與水蒸汽發生器(24)和貯存罐(26)連接。
全文摘要
在用于包裝容器,特別是瓶的殺菌的方法中液態消毒劑和水蒸汽同時單獨地輸送給一混和噴嘴,離開混和噴嘴的由霧化和/或汽化的消毒劑和水蒸汽組成的混合物射束直接噴在包裝容器上和內。這種方法容易實現,運行可靠地工作。并可以對具有較小入口的包裝容器進行可靠的殺菌。
文檔編號B65B55/06GK1336829SQ00802955
公開日2002年2月20日 申請日期2000年10月27日 優先權日1999年11月22日
發明者歐文·克尼林, 漢斯·欣德爾 申請人:克羅內斯股份公司