Apparoil à emballer dans des conditions stériles.
L'invention concerne un appareil pour l'emballage stérile de produits de consommation stériles, dans lequel, à partir d'une bande d'un matériau d'emballage flexible résistant aux conditions de stérilisation, tel que du papier, une matière plastique ou similaire, mise en forme de gaine, qui est partiellement emplie du produit devant être emballé et façonnée en des récipients fermés par une compression transversale à sa direction longitudinale, appareil qui comporte une conduite amenant un fluide stérile du côté de l'entrée de la bande de matériau d'emballage dans l'appareil, ainsi qu'à la partie supérieure da la gaine formée.
Un appareil du type général précité est dans l'ensemble décrit dans le brevet allemand N[deg.] 1.053.740. Pour exécuter, à partir d'une bande de matériau, un emballage devant contenir un produit stérile, il suffit de stériliser la face de la bande destinée à former ultérieurement le côté intérieur de l'emballage, pour autant que des mesures soient prises pour empêcher la face stérilisée de la bande de venir au contact de parties de surface non stériles ou d'une atmosphère contenant des germes, ce qui aurait pour conséquence une infection ultérieure. Dans ce but, il est
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
partir d'un emplacement d'arrivée se trouvant sur celle-ci. L'appareil connu comporte des. moyens pour guider la bande en circulation, des parois s'étendant à une certaine distance de la bande, et au moins une sortie permettant de diriger un courant du fluide stérile sur la face stérile de la bande.
Dans l'appareil connu, la stérilisation d'une face de la bande est effectuée par rayonnement de chaleur. L'air, aspiré dans l'atmosphère et débarrassé des germes entraînés dans un filtre en céramique, peut être dirigé sur la bande au moyen des conduites décrites. La bande est formée d'un papier enduit d'un côté d'une matière plastique, par exemple de polyétbylène et sa face stérile est constituée par le côté revêtu de matière plastique. Pour mettre en service l'appareil connu, on façonne la bande, stérilisée sur sa face enduite de matière plastique, alors que le produit devant être introduit n'est pas encore délivré, en une gaine qui
est comprimée transversalement à sa direction, longitudinale de façon à ne s'ouvrir que vers le haut.. L'appareil de remplissage et d'emballage étant à l'arrêt, on introduit par le haut, dans la paroi ouverte formant la gaine de bande, de la vapeur surchauf-
<EMI ID=3.1>
ties de l'appareil de remplissage devant être maintenues stériles, sont donc stérilisés à la vapeur d'eau. Au bout d'un certain temps, on interrompt l'admission de vapeur d'eau surchauffée et l'on fait arriver de l'air stérile'après avoir mis en marche l'appareil de remplissage et d'emballage. Le produit amené tel que le lait est alors emballé par conséquent dans des conditions de stérilité permanente.
<EMI ID=4.1>
pression du lait à son arrivée dans la gaine n'est pas réglée à une valeur constante, en ce que le processus de stérilisation a lieu en deux stades, c'est-à-dire nécessite l'utilisation de deux fluides stériles - d'une part pour la stérilisation préliminaire de l'appareil et d'autre part, pour le maintien de la stérilité en service - et en ce que la formation de la gaine de section circulaire est compliquée.
Selon d'autres propositions antérieures, la stérilisation du matériau d'emballage ainsi que de l'appareil est effectuée par action thermique. Différentes conditions et obligations sont indiquées pour montrer l'intérêt qu'offre l'introduction d'éléments chauffants à l'intérieur de la gaine. En relation avec ce chauffage, on a décrit de plus divers procédas et dispositifs pour refroidir les parois ou l'emballage, portés par le chauffage à une température trop élevée.
Il est connu enfin d'effectuer la mise en forme de la gaine dans une enceinte stérile fermée sur elle-même. La stérilisation de cette enceinte est réalisée de nouveau par chauffage au moyen de porteurs de chaleur. On utilise de préférence à cet effet de la vapeur d'eau surchauffée. Les températures appliquées sont de l'ordre de 400[deg.]C. C'est seulement après une demi-heure de passage de cette vapeur d'eau surchauffée qu'on considère la stérilisation comme achevée et qu'on introduit alors de l'air stérile au deuxième stade.
Les appareils connus sus-décrits prévoient des dispositions particulières pour des températures de stérilisation élevées, ainsi qu'une commande compliquée par soupapes pour l'admission
de deux fluides de stérilisation différents; tous les appareils <EMI ID=5.1> connus ont un point commun, savoir qu'il se produit au remplissage des fluctuations de pression non négligeables du produit de consommation stérile, notamment du lait, ce qui peut entraîner des difficultés au dosage exact du produit amené dans la gaine
et à la fermeture de celle-ci par soudage.
Le problème servant de base à l'invention est donc de perfectionner l'appareil du type cité au début, en prévoyant par des moyens simples un régulateur de la pression du produit de consommation stérile, qui fonctionne en service de façon sure, sans commandes électroniques ou pneumatiques compliquées, et qui peut être maintenu stérile par les mêmes moyens que les autres éléments de conduites, régulateur qui peut.être stérilisé en même temps que toute l'installation de tuyauteries lors de la mise en service sans moyens auxiliaires supplémentaires, un seul et même fluide stérile pouvant être utilisé ainsi en vue de la stérilisation et du maintien à l'état stérile.
Conformément à l'invention, la conduite d'admission d'air stérile est munie d'un récipient préalable à flotteur servant à régler la pression de remplissage du produit de consommation, et il est prévu, pour former un coussin d'air, une conduite amenant de l'air stérile dans la partie supérieure du récipient préalable à flotteur. On a constaté avec étonnement que des récipients à flotteur usuels et connus en soi peuvent être montés facilement, sous certaines conditions, dans une conduire du type sus-décrit, de sorte que, dans un appareil pour l'emballage stérile de lait stérilisé, on obtient une valeur de pression remarquablement constante, du seul fait qu'un flotteur ouvre l'arrivée du produit de consommation stérile lorsque le niveau de remplissage baisse, et forme cette arrivée lorsque le niveau monte.
Les éléments intérieurs du récipient préalable à flotteur peuvent être ceux des
<EMI ID=6.1>
du siège commandant l'arrivée du produit.
Dans les appareils de remplissage connus jusqu'à présent à fonctionnement cadencé, un équilibrage de la pression ne pouvait pas être obtenu en un laps de temps très court avec les régulateurs de pression usuels. Les installations connues sont équipées généralement de soupapes régulatrices à commande pneumatique, pourvues de transmetteurs pneumatiques de valeur de consigne, destinés à un ajustement à distance de la valour de consigne. Pour examiner les fluctuations de la pression dans la conduite de série ame-
"7 nant du lait à des appareils d'emballage, on a fait varier la pression entre 0,5 et 1,5 kg/cm<2> eff. L'appareil a présenté des temps de fermeture-et d'ouverture de 1,3 ainsi que de 6 secondes. Comme résultat de l'examen, on a trouvé-une suroscillation de 0,6 kg/cm<2> eff. pour un temps de fermeture de 3 secondes. Au démarrage on obtenait une sur-oscillation de 0,2 kg/cm<2> eff. On considérait jusqu'à présent ces fluctuations de pression comme suffisantes, car des résultats meilleurs ne pouvaient pas être atteints dans des conditions stériles. Ces résultats peuvent être toutefois sensiblement améliorés par les moyens sus-décrits proposés par l'invention...
Dans le cadre de l'invention, il s'est avéré particulièrement judicieux que le coussin d'air au-dessus du flotteur soit maintenu par l'admission d'air stérile sous une pression d'envi-
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
appareils connus ne sont pas nécessaires avec l'appareil conforme à l'invention, ce qui représente une simplification manifeste, sans altérer les bons résultats de la stérilisation.
La subdivision en deux stades des procédés connus est évitée pareillement de manière surprenante par l'invention, grâce
au fait que la conduite entre le filtre et le réchauffeur est munie d'un dispositif pour une injection de peroxyde d'hydrogène ciaprès dénommée de façon plus usuelle "eau oxygénée" bien que le produit soit mis en oeuvre sous forme gazeuse. Ce dispositif est tout simplement un réservoir d'eau oxygénée, qui est raccordé à la conduite au moyen d'une soupape magnétique et se trouve sous une pression d'air de 1 kg/cm<2> eff. Après que l'air usé dans le système de conduites, ou l'air frais aspiré à l'atmosphère, contenant des germes et utilisé en complément, a été préparé dans un filtre stérile, il passe devant une buse pour l'eau oxygénée précitée et pénètre dans un échangeur de chaleur, où il est porté'à une température d'environ 150[deg.]C.
A la mise en service de l'installation, c'est-à-dire lors de la stérilisation initiale, on injecte de l'eau oxygénée par périodes de 0,3 seconde pendant un temps global de seulement 20 minutes, chaque période d'injection étant suivie d'un temps de séchage de 10 secondes. La soupape magnétique ouvre-et ferme l'admission d'eau oxygénée à la manière voulue. Pendant cette stérilisation initiale, l'eau oxygénée est dirigée
à travers tout le système de conduites et à travers l'appareil, y compris le récipient préalable'à flotteur, de sorte que la totalité de l'installation, y compris les conduites du produit de consommation stérile, s'échauffe à 130[deg.]C environ et peut devenir stérile. La stérilisation préalable est achevée au bout
des 20 minutes. Aussitôt après, il est prévu de préférence une période de séchage de 10 minutes; qui normalise de nouveau l'atmosphère fortement enrichie en gaz (H202 gazeux). L'appareil d'emballage et de remplissage est alors mis en marche sans aucun changement dans le circuit d'air stérile.
L'utilisation avantageuse et facilement réalisable d'air chaud stérile, tant pour la stérilisation initiale que pour le maintien à l'état stérile pendant l'opération ultérieure de remplissage, procure conformément à l'invention un avantage supplémentaire, dû à ce que la bande de matériau d'emballage peut être stérilisée elle-même à l'eau oxygénée liquide. Il est prévu par l'invention qu'un bain d'eau oxygénée muni de deux cylindres d'application et deux cylindres exprimeurs est disposé avant l'entrée de la bande du matériau d'emballage dans l'appareil pour humecter la bande sur une face. La première paire de cylindres d'application assure un mouillage parfait de l'une des surfaces de la bande formant ultérieurement le côté intérieur de la gaine, tandis que la deuxième paire de cylindres répartit uniformément le film liquide appliqué.
Lorsque la bande entre ensuite dans l'appareil d'emballage, l'air stérile chaud lèche la surface mouillée et la sèche. Il est par conséquent certain qu'il ne reste pas d'eau oxygénée liquide sur la surface stérile et ceci est réalisé de manière avantageuse.
En vue du séchage du film d'eau oxygénée, il est prévu, dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, un tuyau d'évacuation d'air disposé à l'extrémité supérieure d'un parcours de séchage de la bande humectée de matériau d'emballage. Le tuyau d'évacuation d'air forme un parcours de séchage, tout au long duquel est maintenu un courant d'air, de sorte qu'un séchage suffisant du filn liquide est toujours garanti.
Selon une autre caractéristique de l'invention, destinée à rendre plus compact l'appareil d'emballage, il est prévu en outre un rail de renvoi en demi-cercle, monté entre l'extrémité supérieure du parcours de séchage et l'extrémité supérieure du parcours de remplissage et de soudage.
Après que la bande de matériau d'emballage a été humectée, une ligne de pliage lui est imprimée à peu près en son milieu, ligne le long de laquelle une pliure est exécutée au passage à travers le parcours de séchage, de telle sorte que les bords de la gaine ouverte d'un côté, qui se forme par la suite, se transforment en un caisson ou un canal ouvert d'un côté est maintenu stérile en permanence, il ne peut pas pénétrer de l'air atmosphérique contenant des germes à l'intérieur de la gaine en formation, qui entre, après le séchage de ses.faces intérieures,.dans le rail de renvoi en demi-cercle susdécrit.
D'autres avantages, caractéristiques et possibilités d'application de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins anne-
<EMI ID=9.1> Fig. 1 montre schématiquement le trajet suivi par la bande de matériau d'emballage de la bobine de réserve jusqu'au rail de renvoi en demi-cercle en passant par le bain d'eau oxygénée; Fig. 2 montre la suite du trajet de la bande vue en plan de la gauche de l'appareil selon fig. 1, Fig. 3 représente le système de conduites vu en direction de fig. 2 - pendant la stérilisation initiale; <EMI ID=10.1> direction de fig. 1; Fig. 5 est une vue en plan du système de conduites suivant fig. 3 et 4; Fig. 6 représente schématiquement en coupe les conduites du produit de consommation stérile avec tuyau de remplissage et gaine de matériau d'emballage partiellement arrachée;
Fig. 7a et 7b montrent le fonctionnement de la soupape à membrane à deux voies selon fig. 6, Fig. 8 représente en coupe partielle l'agencement du récipient préalable à flotteur conforme à l'invention.
Conformément à fig. 1, la bande 1 de matériau d'emballage se dévidant d'une bobine de réserve 2 est dirigée par des rouleaux de renvoi 3 devant un bain d'eau oxygénée 4 à niveau constant, passe à travers une première paire 5 de cylindres d'application, à travers une deuxième paire 6 de cylindres exprimeurs
<EMI ID=11.1>
ler la bande, puis sur un cylindre de renvoi 8, pour être amenée dans un canal 9 ouvert d'un côté à un rail de renvoi en demi--
1 <EMI ID=12.1>
cercle 10.
Le cylindre inférieur de la paire de cylindres d'application 5 tourne dans le liquide (eau oxygénée) maintenu à niveau constant, de sorte que l'oau oxygénée est appliquée sur la face inférieure de la bande 1 devant former ultérieurement le côté intérieur de la gaine mise en forme. Les cylindres exprimeurs
de la deuxième paire 6 ont pour fonction d'assurer la répartition uniforme d'un film mince d'eau oxygénée sur le côté intérieur do la bande. Conformément à l'invention, il est fait usage de préférence d'une bande de papier, revêtue intérieurement d'une feuille d'aluminium. Le cylindre supérieur de la.troisième paire est un cylindre à canneler négatif vis-à-vis duquel est disposé un cylindre à canneler positif. Le pliage est effectué suivant la ligne 11 représentée en fig. 1. La gaine se formant s'ouvre
<EMI ID=13.1>
montrant le bord de la gaine en formation qui s'applique sur le canal 9 et dans celui-ci.
la
Comme le montre/fig. 2, la bande 1 sortant du rail de renvoi 10 passe sur une paire de cylindres 13 et les deux moitiés latérales de la bande 1 circulent alors à travers un tuyau d'air
<EMI ID=14.1>
longitudinal a lieu à l'emplacement de soudage 16. La gaine n'est plus ouverte ensuite que vers le haut de sorte qu'il peut se former en dessous une colonne de liquide du produit de consommation stérile 17. L'extrémité inférieure de cette colonne est définie par un deuxième dispositif de soudage 18 servant au scellement transversal.
Le système de conduites selon l'invention est représenté de façon détaillée dans les fig. 3 à 5.
L'air aspiré dans l'atmosphère par une tubulure 20 parcourt d'abord une conduite 21 dans la direction des flèches représentées pour parvenir à un ventilateur à haute pression. 22, possédant-un débit de refoulement de 180 m<3>/h sous une pression maximum de
<EMI ID=15.1>
ne d'eau sert par la conduite 23 du ventilateur à haute pression
22 et entre dans un filtre stérile 2'+, dont la finesse est fixée
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1>
les à double effet, dee éléments intérieurs facilement accessibles et un traitement superficiel spécial, ainsi que d'autres caractéristiques des formes de réalisation connues. L'unité
de filtration est formée, par exemple, d'une enveloppo en acier
<EMI ID=19.1>
bit en circulation. Les éléments constituant le réservoir,.lec joints d'étanchéité et les raccords auxiliaires peuvent être montés et desservis facilement. Des filtres de ce genre sont fabriqués et commercialisés, par exemple par la Société,Pall GmbH.
Entre la sortie du filtre stérile et l'entrée de l'air stérile dans un échangeur de chaleur 25 servant à porter l'air
<EMI ID=20.1>
pulvériser de l'eau oxygénée. Cette buse est en communication avec une soupape magnétique 27 qui la relie à un récipient d'eau oxygénée 28. Ce récipient est muni à son extrémité supérieure d'un raccord d'air 29 sous 1 kg/cm<2> eff. Après avoir parcouru une conduite 30, dans laquelle il possède une pression d'environ 150 mm de colonne d'eau et une température de 150[deg.]C, l'air stérile réchauffé se ramifie, d'une part, par une conduite 31 vers un parcours de séchage 32 formé par le canal 9 pour être ramené à l'extrémité supérieure à la tubulure d'aspiration 20 comme air recyclé par une conduite 33 et, d'autre part, vers un récipient préalable à flotteur et vers l'installation de conduites du produit de consommation stérile.
Après la ramification 34, l'air s'écoule en deux directions:
1. dans le récipient préalable à flotteur 36,
<EMI ID=21.1>
la gaine ouverte.
1. Pour la stérilisation initiale selon les fig. 3 à 5, l'air sortant du filtre stérile 24 est arrosé d'eau oxygénée par périodes de 20 minutes, chaque pulvérisation durant 0,3 seconde et étant suivie d'un temps de séchage de 10 secondes. Après avoir été réchauffé et être sorti de la .ramification 34, l'air stérile entre par le haut dans le récipient préalable à flotteur
36 en direction des flèches 38. Il lèche le flotteur 39, est dirige vers le bas dans une tubulure 40 fixée au flatteur 39 et représentée en fig. 8 de façon plus détaillée, par quatre ouvertures 41 distantes de son extrémité inférieure, passe devant un
J
<EMI ID=22.1>
du couvercle 43 vers le bas au centre du récipient. L'air chaud stérile sort du récipient préalable à flotteur par le tube 44, traverse, une soupape à membrane à deux voies 45 à commando pnou-
<EMI ID=23.1>
sort par un pot d'échappement 46.. '
<EMI ID=24.1>
stérilisation de l'air chaud à travers là soupape de remplissage jusqu'à l'intérieur du tuyau de remplissage 15. A cet emplacement, de même qu'à sa sortie dans la gaine ouverte vers le haut, l'air est à une température voisine de.13000. Les flèches 47 de fig. 4 montrent le parcours que suit l'air entrant dans la gaine <EMI ID=25.1>
tion initiale que pendant tout le service, la pénétration d'air extérieur porteur de germes étant interdite par le contre-courant d'air stérile.
En fig. 6 sont représentées, respectivement en tirets et
<EMI ID=26.1>
trent le trajet suivi par l'air stérile lors de la stérilisation préalable et les flèches 48 le parcours suivi par le produit, par exemple par le lait stérile devant être emballé. La disposition de fig. 6 va être décrite d'abord en ce qui concerne la stérilisation préalable. Après que l'air chaud stérile a franchi la ramification 34, la fraction inférieure entre par la con-
<EMI ID=27.1>
sort de la gaine suivant les flèches 38. L'autre fraction de l'air chaud quittant la ramification 34 entre par le . haut dans le récipient préalable 36' représenté ici sous la forme d'une tubulure et s'en échappe par le bas pour circuler dans le tuyau de remplissage 15. L'air sort vers le haut de la gaine, qui n'est pas remplie pendant la stérilisation préalable.
<EMI ID=28.1>
de raccords I à IV. La jonction entre les raccords I et II - et en sens opposé - sert à la circulation du produit et est constamment ouverte. Le raccord III est ouvert pendant la stérilisation préalable, de sorte qu'il existe, selon les flèches 38 de fig. 6, un passage libre du raccord IV vers le raccord III jusqu'à l'in-
<EMI ID=29.1>
pas en communication avec les raccords III ou IV.
Après que la stérilisation préalable a été effectuée, l'appareil d'emballage est mis en marche. L'arrivée du produit
<EMI ID=30.1>
niveau du produit de consommation ait atteint une hauteur fixée
à l'avance.
Dans la forme de réalisation de fig. 6, il est prévu uné électrode 50 pour signaler que le niveau est atteint. L'électrode donne alors une impulsion de fermeture ou d'ouverture du raccord de passage IV.
Dans la forme de réalisation de fig. 8, l'élévation du flotteur 39 au-dessus d'un niveau déterminé assure la fermeture du clapet d'étanchéité 42. L'arrivée du produit est alors fermée. Lorsque le niveau de remplissage baisse, le flotteur des- ' cend et ouvre de nouveau l'arrivée. De cette manière, une valeur constante de la pression du produit de consommation dans le récipient préalable à flotteur 36 est maintenue en permanence. Dans le tuyau de remplissage 15, c'est-à-dire dans la gaine du matériau d'emballage 1, la pression s'exerçant à chaque pas de travail est la même, ce qui garantit un emballage régulier et sans à-coups.de pression. la
Lorsque le niveau du liquide 51 selon/fig. 6 baisse dans la gaine du matériau d'emballage 1, un interrupteur électrique 52 placé sur la gaine donne une impulsion pour l'ouverture du passage de IV vers III. Ce passage est refermé au moyen de l'interrup-
<EMI ID=31.1>
Au remplissage, le produit de consommation stérile traverse le récipient préalable à flotteur selon/fig. 8 par le tube
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
pace se trouvant autour du flotteur 39. A partir d'un certain
<EMI ID=34.1>
se ferme de manière étanche et que l'arrivée précitée du produit de consommation est interrompue.
REVENDICATIONS
1. Appareil pour l'emballage stérile de produits de consommation stériles, dans lequel, à partir d'une bande d'un matériau d'emballage flexible résistant aux conditions de stérilisation, tel que du papier, une matière plastique ou similaire, - mise sous forme de gaine, qui est partiellement emplie du produit devant être emballé et façonnée en des récipients fermés
par une compression transversale à sa direction, longitudinale, appareil qui comporte une conduite amenant un fluide stérile du côté de l'entrée de la bande de matériau d'emballage dans l'appa-
<EMI ID=35.1>
est caractérisé en ce que la conduite d'admission d'air stérile est munie d'un récipient préalable à flotteur (36) servant à
<EMI ID=36.1>
et en ce qu'il est prévu, pour former un coussin d'air, une conduite (34-) amenant de l'air stérile dans la partie supérieure du récipient préalable à flotteur (36).
Apparatus to be packaged under sterile conditions.
The invention relates to an apparatus for the sterile packaging of sterile consumer products, wherein from a strip of flexible packaging material resistant to sterilization conditions, such as paper, plastic or the like. , shaping sheath, which is partially filled with the product to be packaged and shaped into closed containers by compression transverse to its longitudinal direction, apparatus which has a conduit for supplying sterile fluid to the side of the inlet of the strip of packaging material in the apparatus, as well as in the upper part of the formed sheath.
An apparatus of the aforementioned general type is generally described in German patent N [deg.] 1,053,740. To produce, from a strip of material, a package to contain a sterile product, it suffices to sterilize the face of the strip intended to subsequently form the inner side of the package, provided that measures are taken to prevent the sterilized face of the strip to come into contact with non-sterile surface parts or an atmosphere containing germs, which would result in subsequent infection. For this purpose, it is
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
from an arrival location on it. The known apparatus has. means for guiding the band in circulation, walls extending a certain distance from the band, and at least one outlet for directing a stream of sterile fluid on the sterile side of the band.
In the known apparatus, the sterilization of one face of the strip is carried out by heat radiation. The air, sucked into the atmosphere and freed from germs entrained in a ceramic filter, can be directed onto the belt by means of the pipes described. The strip is formed from a paper coated on one side with a plastic material, for example polyethylene, and its sterile side is formed by the side coated with plastic. To put the known apparatus into service, the strip, sterilized on its face coated with plastic material, while the product to be introduced has not yet been delivered, is shaped into a sheath which
is compressed transversely to its direction, longitudinal so as to open only upwards. The filling and packaging device being stationary, we introduce from above, into the open wall forming the sheath of band, overheated steam
<EMI ID = 3.1>
Parts of the filling apparatus to be kept sterile, are therefore sterilized with steam. After a certain time, the admission of superheated steam is interrupted and sterile air is brought in after switching on the filling and packaging apparatus. The supplied product such as milk is therefore packaged under conditions of permanent sterility.
<EMI ID = 4.1>
pressure of the milk on its arrival in the sheath is not set to a constant value, in that the sterilization process takes place in two stages, that is, requires the use of two sterile fluids - to on the one hand for the preliminary sterilization of the device and on the other hand for maintaining sterility in service - and in that the formation of the sheath of circular section is complicated.
According to other prior proposals, the sterilization of the packaging material as well as the apparatus is effected by thermal action. Different conditions and obligations are indicated to show the benefit of the introduction of heating elements inside the sheath. In connection with this heating, various procedures and devices have also been described for cooling the walls or the packaging, brought by the heating to an excessively high temperature.
Finally, it is known to carry out the shaping of the sheath in a sterile enclosure closed on itself. The sterilization of this enclosure is carried out again by heating by means of heat carriers. Superheated steam is preferably used for this purpose. The temperatures applied are of the order of 400 [deg.] C. It is only after half an hour of passage of this superheated water vapor that the sterilization is considered to be completed and that sterile air is then introduced at the second stage.
The known devices described above provide special arrangements for high sterilization temperatures, as well as a complicated control by valves for the admission.
two different sterilization fluids; all known <EMI ID = 5.1> devices have one thing in common, namely that when filling there are not insignificant pressure fluctuations of the sterile consumer product, especially milk, which can cause difficulties in the exact dosage of the product brought into the sheath
and closing it by welding.
The problem serving as a basis for the invention is therefore to improve the apparatus of the type mentioned at the beginning, by providing by simple means a regulator of the pressure of the sterile consumer product, which operates reliably in service, without electronic controls. or complicated tires, and which can be kept sterile by the same means as the other pipe elements, regulator which can be sterilized together with the entire piping installation during commissioning without additional aids, only one and even sterile fluid which can thus be used for sterilization and maintenance in the sterile state.
According to the invention, the sterile air inlet pipe is provided with a preliminary float container serving to adjust the filling pressure of the consumer product, and it is provided, to form an air cushion, a pipe bringing sterile air into the upper part of the pre-float container. It has been surprisingly found that customary float vessels known per se can be mounted easily, under certain conditions, in a conduit of the type described above, so that, in an apparatus for the sterile packaging of sterilized milk, one obtains a remarkably constant pressure value, simply because a float opens the inlet of the sterile consumer product when the filling level drops, and forms this inlet when the level rises.
The interior elements of the pre-float vessel may be those of the
<EMI ID = 6.1>
of the seat controlling the arrival of the product.
In the filling devices known hitherto with timed operation, pressure equalization could not be obtained in a very short time with the usual pressure regulators. The known installations are generally equipped with pneumatically controlled regulating valves, provided with pneumatic setpoint value transmitters, intended for remote adjustment of the setpoint value. To examine the pressure fluctuations in the ame- series line
When feeding milk to packaging machines, the pressure was varied between 0.5 and 1.5 kg / cm <2> rms. The apparatus exhibited closing and opening times of 1 , 3 as well as 6 seconds. As a result of the examination, an overshoot of 0.6 kg / cm <2> rms was found for a closing time of 3 seconds. On start-up, an overshoot was obtained. of 0.2 kg / cm <2> g. These pressure fluctuations were heretofore considered sufficient, as better results could not be achieved under sterile conditions. These results can, however, be significantly improved by the above means. -descriptions proposed by the invention ...
In the context of the invention, it has proved to be particularly judicious that the air cushion above the float is maintained by the admission of sterile air under a pressure of approx.
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
Known devices are not necessary with the device according to the invention, which represents an obvious simplification, without affecting the good results of sterilization.
The subdivision into two stages of the known processes is also surprisingly avoided by the invention, thanks to
the fact that the pipe between the filter and the heater is provided with a device for injecting hydrogen peroxide hereafter referred to more commonly as “hydrogen peroxide” although the product is used in gaseous form. This device is simply a reservoir of hydrogen peroxide, which is connected to the pipe by means of a magnetic valve and is under an air pressure of 1 kg / cm <2> eff. After the waste air in the piping system, or the fresh air drawn into the atmosphere, containing germs and used in addition, has been prepared in a sterile filter, it passes in front of a nozzle for the aforementioned hydrogen peroxide and enters a heat exchanger, where it is brought to a temperature of about 150 [deg.] C.
When the installation is put into service, that is to say during the initial sterilization, hydrogen peroxide is injected in periods of 0.3 seconds for an overall time of only 20 minutes, each period of injection being followed by a drying time of 10 seconds. The magnetic valve opens and closes the hydrogen peroxide inlet as desired. During this initial sterilization, hydrogen peroxide is directed
through the entire piping system and through the apparatus, including the pre-float vessel, so that the entire plant, including the sterile consumer product pipelines, heats up to 130 [deg .] C approximately and may become sterile. The pre-sterilization is completed after
20 minutes. Immediately thereafter, there is preferably a drying period of 10 minutes; which again normalizes the atmosphere highly enriched in gas (H202 gas). The packaging and filling apparatus is then started without any change in the sterile air circuit.
The advantageous and easily achievable use of sterile hot air, both for the initial sterilization and for the maintenance in the sterile state during the subsequent filling operation, provides in accordance with the invention an additional advantage, due to the fact that the wrapping material strip can be sterilized itself with liquid hydrogen peroxide. It is provided by the invention that a hydrogen peroxide bath provided with two application cylinders and two squeezing cylinders is arranged before the entry of the strip of packaging material into the apparatus to moisten the strip on a face. The first pair of application rolls ensures perfect wetting of one of the surfaces of the strip subsequently forming the inner side of the sheath, while the second pair of rolls uniformly distributes the applied liquid film.
When the tape then enters the packaging apparatus, the hot sterile air licks the wet surface and dries it. It is therefore certain that no liquid hydrogen peroxide remains on the sterile surface and this is advantageously done.
With a view to drying the film of hydrogen peroxide, there is provided, in an advantageous embodiment of the invention, an air discharge pipe arranged at the upper end of a path for drying the wet strip. of packing material. The air discharge pipe forms a drying path, along which an air stream is maintained, so that sufficient drying of the liquid yarn is always guaranteed.
According to another characteristic of the invention, intended to make the packaging apparatus more compact, a semi-circular return rail is also provided, mounted between the upper end of the drying path and the upper end. of the filling and welding path.
After the web of wrapping material has been wetted, a fold line is imprinted on it at approximately its middle, along which a fold is made as it passes through the drying path, so that the edges of the open sheath on one side, which subsequently forms, turn into a chamber or an open channel on one side is kept sterile at all times, it cannot penetrate atmospheric air containing germs to the inside of the sheath being formed, which enters, after the drying of its internal faces,. in the aforementioned semi-circular return rail.
Other advantages, characteristics and possibilities of application of the present invention will become apparent from the description which follows, made with reference to the drawings.
<EMI ID = 9.1> Fig. 1 schematically shows the path followed by the strip of packaging material from the reserve reel to the return rail in a semi-circle, passing through the hydrogen peroxide bath; Fig. 2 shows the continuation of the path of the strip seen in plan from the left of the device according to FIG. 1, Fig. 3 shows the pipe system seen in the direction of FIG. 2 - during the initial sterilization; <EMI ID = 10.1> direction of fig. 1; Fig. 5 is a plan view of the pipe system according to FIG. 3 and 4; Fig. 6 shows schematically in section the conduits of the sterile consumer product with the filling pipe and the sheath of packaging material partially broken off;
Fig. 7a and 7b show the operation of the two-way diaphragm valve according to fig. 6, Fig. 8 shows in partial section the arrangement of the preliminary float container according to the invention.
In accordance with fig. 1, the strip 1 of packaging material unwinding from a reserve reel 2 is directed by return rollers 3 past a bath of hydrogen peroxide 4 at constant level, passes through a first pair 5 of cylinders of application, through a second pair 6 of squeezing cylinders
<EMI ID = 11.1>
First the strip, then on a return cylinder 8, to be brought into a channel 9 open on one side to a return rail in half -
1 <EMI ID = 12.1>
circle 10.
The lower cylinder of the pair of application cylinders 5 rotates in the liquid (hydrogen peroxide) kept at a constant level, so that the hydrogen peroxide is applied to the underside of the strip 1 to subsequently form the inner side of the strip. shaping sheath. Expressing cylinders
of the second pair 6 have the function of ensuring the uniform distribution of a thin film of hydrogen peroxide on the inner side of the strip. According to the invention, use is preferably made of a strip of paper, internally coated with aluminum foil. The upper cylinder of the third pair is a negative spline cylinder, opposite which a positive spline cylinder is disposed. The folding is carried out along line 11 shown in FIG. 1. The forming sheath opens
<EMI ID = 13.1>
showing the edge of the sheath being formed which is applied to and in channel 9.
the
As shown in / fig. 2, the strip 1 coming out of the return rail 10 passes over a pair of cylinders 13 and the two side halves of the strip 1 then circulate through an air pipe
<EMI ID = 14.1>
longitudinal takes place at the welding location 16. The sheath is then only opened upwards so that a column of liquid of the sterile consumer product can form below 17. The lower end of this column is defined by a second welding device 18 serving for transverse sealing.
The pipe system according to the invention is shown in detail in FIGS. 3 to 5.
The air drawn into the atmosphere by a pipe 20 first travels through a pipe 21 in the direction of the arrows shown to reach a high pressure fan. 22, having a delivery rate of 180 m <3> / h under a maximum pressure of
<EMI ID = 15.1>
no water is used via line 23 of the high pressure fan
22 and enters a sterile 2 '+ filter, the fineness of which is fixed
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1> <EMI ID = 18.1>
the double-acting, easily accessible interior elements and a special surface treatment, as well as other features of the known embodiments. Unity
filter is formed, for example, of a steel casing
<EMI ID = 19.1>
bit in circulation. The elements constituting the tank, the seals and the auxiliary connections can be easily assembled and serviced. Filters of this kind are manufactured and marketed, for example, by the Company, Pall GmbH.
Between the outlet of the sterile filter and the inlet of the sterile air in a heat exchanger 25 serving to carry the air
<EMI ID = 20.1>
spray with hydrogen peroxide. This nozzle is in communication with a magnetic valve 27 which connects it to a container of hydrogen peroxide 28. This container is provided at its upper end with an air connection 29 under 1 kg / cm <2> eff. After having passed through a pipe 30, in which it has a pressure of about 150 mm of water column and a temperature of 150 [deg.] C, the heated sterile air branches out, on the one hand, through a pipe 31 to a drying path 32 formed by the channel 9 to be returned at the upper end to the suction pipe 20 as recirculated air by a pipe 33 and, on the other hand, to a prior float container and to the 'installation of sterile consumer product lines.
After branching 34, air flows in two directions:
1.in the pre-float vessel 36,
<EMI ID = 21.1>
the sheath open.
1. For the initial sterilization according to fig. 3 to 5, the air leaving the sterile filter 24 is sprayed with hydrogen peroxide in periods of 20 minutes, each spray for 0.3 seconds and being followed by a drying time of 10 seconds. After being warmed up and coming out of branch 34, sterile air enters from above into the pre-float container
36 in the direction of the arrows 38. It licks the float 39, is directed downwards into a tube 40 attached to the flatter 39 and shown in FIG. 8 in more detail, through four openings 41 distant from its lower end, passes in front of a
J
<EMI ID = 22.1>
from the cover 43 down to the center of the container. The sterile hot air leaves the preliminary float container through tube 44, passes through a two-way membrane valve 45 with pneumatic control.
<EMI ID = 23.1>
comes out of an exhaust 46 .. '
<EMI ID = 24.1>
sterilization of the hot air through the filling valve to the interior of the filling pipe 15. At this location, as well as at its outlet in the open duct upwards, the air is at a temperature close to 13000. The arrows 47 in fig. 4 show the path followed by the air entering the duct <EMI ID = 25.1>
initial warning only during the whole service, the penetration of outside air carrying germs being prohibited by the sterile air counter-current.
In fig. 6 are represented, respectively in dashes and
<EMI ID = 26.1>
trent the path followed by the sterile air during the prior sterilization and arrows 48 the path followed by the product, for example by the sterile milk to be packaged. The arrangement of fig. 6 will be described first with regard to the prior sterilization. After the hot sterile air has passed branch 34, the lower fraction enters through the con-
<EMI ID = 27.1>
leaves the sheath according to the arrows 38. The other fraction of the hot air leaving the branch 34 enters through the. up into the preliminary container 36 'shown here in the form of a tube and escapes from the bottom to circulate in the filling pipe 15. The air comes out towards the top of the duct, which is not filled during prior sterilization.
<EMI ID = 28.1>
of fittings I to IV. The junction between connections I and II - and in the opposite direction - is used for the circulation of the product and is constantly open. The connector III is open during the prior sterilization, so that it exists, according to the arrows 38 of fig. 6, a free passage from connection IV to connection III until the
<EMI ID = 29.1>
not in communication with fittings III or IV.
After the pre-sterilization has been carried out, the packaging apparatus is switched on. The arrival of the product
<EMI ID = 30.1>
level of the consumer product has reached a fixed height
in advance.
In the embodiment of FIG. 6, an electrode 50 is provided to signal that the level has been reached. The electrode then gives an impulse to close or open the IV passage fitting.
In the embodiment of FIG. 8, raising the float 39 above a determined level ensures the closing of the sealing valve 42. The product inlet is then closed. When the fill level drops, the float goes down and opens the inlet again. In this way, a constant value of the pressure of the consumer product in the pre-float vessel 36 is permanently maintained. In the filling pipe 15, that is to say in the sheath of the packaging material 1, the pressure exerted at each working step is the same, which guarantees a regular and smooth packaging. pressure. the
When the level of the liquid 51 according to / fig. 6 drops in the sheath of the packaging material 1, an electrical switch 52 placed on the sheath gives an impetus for opening the passage from IV to III. This passage is closed by means of the interrupt
<EMI ID = 31.1>
On filling, the sterile consumer product passes through the preliminary float container according to / fig. 8 by tube
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
pace around the float 39. From a certain
<EMI ID = 34.1>
closes tightly and the aforementioned arrival of the consumer product is interrupted.
CLAIMS
1. Apparatus for sterile packaging of sterile consumer products, wherein, from a strip of flexible packaging material resistant to sterilization conditions, such as paper, plastic or the like, - placing in the form of a sheath, which is partially filled with the product to be packaged and shaped into closed containers
by compression transverse to its direction, longitudinal, apparatus which comprises a conduit for supplying a sterile fluid on the side of the entry of the strip of packaging material into the apparatus.
<EMI ID = 35.1>
is characterized in that the sterile air inlet pipe is provided with a preliminary float vessel (36) serving to
<EMI ID = 36.1>
and in that, to form an air cushion, a pipe (34-) is provided for supplying sterile air into the upper part of the preliminary float container (36).