CH360338A - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Füllen von Kunststoffschläuchen mit sterilen flüssigen Füllgütern - Google Patents

Description

  
 



   Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Füllen von Kunststoffschläuchen mit sterilen flüssigen Füllgütern
Es ist bekannt, Schläuche aus Kunststoff während der Schlauchbildung mit sterilen, flüssigen Füllgütern,   beispielsweise    mit steriler Milch, zu füllen und den so gefüllten Schlauch anschliessend in Einzelpackungen zu unterteilen. Es liegt auf der Hand, dass bei solchen Anordnungen Re-infektionen des aus der Schlauchspritzdüse   austretenden,    zunächst keimfreien Schlauchmaterials durch die Aussenatmosphäre unvermeidlich sind, solange der austretende Schlauchumfang nicht geschlossen ist.



   Die Erfinder haben sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaf  feld,    mit deren Hilfe es möglich ist, den von dem keimfrei erzeugten Schlauchmaterial umschlossenen und zur Aufnahme des Füllgutes bestimmten Raum einschliesslich der Zuflussleitung für das sterile Füllgut zum Füllraum zu sterilisieren, bevor mit dem Füllvorgang begonnen wird.



   Nunmehr kann der   Schlauchbildungs- und    Abfüllvorgang kontinuierlich in freier Aussenatmosphäre fortgesetzt werden, weil das sterile Innere des nunmehr verschlossenen Schlauches keines weiteren Schutzes mehr bedarf.



   Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum kontinuierlichen Füllen von Kunststoffschläuchen mit sterilen flüssigen Füllgütern, insbesondere keimfreier Milche, während des   Schlauchbildungs;vorgan-    ges durch Heissverformung des Kunststoffes und ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlegung des ersten Verschlusses des Schlauches vor Beginn des kontinuierlichen   Füll und    Abpackvorganges der Raum innerhalb des gebildeten Schlauchendes sterilisiert wird.



   Die Erfindung bietet insbesondere die Möglichkeit, den Vorgang der Schlauchbildung sowie die Einfädelung des Schlauches in die Abzugs-, Pakkungsformung- und Verschliessmaschine im freien   unsterilisierten    Raum ohne Rücksicht auf bakteriologische Folgen einzuleiten. Sobald die Erzeugung des Verpackungsschlauches ordnungsgemäss läuft, kann zu einem beliebigen Zeitpunkt die im Innern des Schlauches und der Apparatur befindliche Atmosphäre durch Hitzeschock sterilisiert werden, worauf die Abfüllung beginnen und ohne Notwendigkeit weiterer Sterilisationsvorgänge unbegrenzt kontinuierlich fortgesetzt werden kann, solange Füllgut und Schlauchbildungsmaterial zur Verfügung stehen.



   Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, die einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt, wie sie beispielsweise zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benutzt werden kann.



   Von einer Papierrolle 16 wird eine zur Schlauchbildung bestimmte Papierbahn um das Ende eines Extruderkopfes 1 schlauchartig herumgelegt. Die zur Schlauchbildung   zusammentreffendcn    beiden Kanten der Papierbahn werden, nachdem die Innenseite der Papierbahn in der weiter unten beschriebenen Weise mit Kunststoff überzogen (kaschiert) wurde, durch die   Schweissvorrichtung    7 der Länge nach verbunden, wodurch ein Papier schlauch entsteht. Der Papierschlauch lässt sich knapp über das unterste Ende des   Extruderkopfes    1 schieben, was durch einen   Kalibrier- und    Stützring 17 unterstützt wird. Der Papierschlauch wird sodann weiter hinuntergezogen und in eine bereits laufende Abzugs-, Packungsfor  mung und    Verschliessmaschine eingefädelt.

   Diese Packungsmaschine kann bekannter Art sein und stellt aus dem kontinuierlich erzeugten und mit Füllgut gefüllten Schlauch laufend Einzelpackungen von beutel-, tetraederförmiger oder sonstiger Gestalt her. Sie  ist in einem zweckentsprechenden Abstand unterhalb der weiter unten beschriebenen Quetschrollen 11 angeordnet. Insbesondere weist sie eine Schweissvorrichtung auf, mit deren Hilfe der Schlauchquerschnitt zur Bildung der Einzelpackungen in zweckentsprechenden Abständen geschlossen wird. Diese Maschine wird als bekannt unterstellt und ist demzufolge nicht veranschaulicht.



   Durch einen nicht abgebildeten Extruder wird thermoplastisches Material, z. B. Polyäthylen, durch den beheizten Kanal 6 über die Ringschlitzdüse 9 zu einem Schlauch geformt, der durch die Stellung der Ringschlitzdüse 9 gegen die innere Wandung des stetig vorbeilaufenden Papierschlauches gedrückt wird und sich mit diesem ähnlich einer Kaschierung verbindet. Der sich so dem Papierschlauch innen anlegende Kunststoffschlauch läuft also nun zusammen mit dem Papierschlauch in die Abzugsmaschine. Nunmehr kann das ordnungsgemässe Funktionieren der bis dahin in Betrieb gesetzten Apparaturteile ebenso wie der ordnungsgemässe Zustand des   Verpackungs    schlauches geprüft werden.



   Bevor nun das sterile Füllgut, z. B. Milch, durch das Ventil 3 in den kunststoffkaschierten Schlauch abgefüllt werden kann, muss die Milchleitung 2, die Luftleitung 13 und die sich am Abfüllende 18 im Innern des kontinuierlich laufenden Schlauches befindliche Luft sterilisiert werden. Das geschieht, indem Dampf durch das Ventil 5 in die Milchleitung 2 eingelassen wird. Damit dieser Dampf am Abfüllende 18 die Luft zuverlässig in kurzer Zeit sterilisieren kann, muss durch Verengung des Schlauchquerschnittes eine Dampfstauung erfolgen, die den erforderlichen Hitzeschock ermöglicht.



   Zu diesem Zweck werden zwei Formteile 10 zusammengepresst. Diese Formteile tragen an ihrem Ende zwei Rollen 11, deren Aufgabe es ist, den zusammengedrückten Schlauch ohne Reibung   passieren    zu lassen, da ja die Bildung des mit Kunststoff kaschierten Papierschlauches während der Sterilisation kontinuierlich weiterläuft. Die Formteile 10 mit den Rollen sind kräftig genug ausgeführt, um für den Dampfstoss einen Druck von 5-10 atü zu gestatten.



  Der nicht mehr durch die Rollen 11 des zusammengelegten Schlauchquerschnittes hindurchtretende Dampf findet seinen Ausgang über die ringförmig um das Milchrohr 2 angeordnete Luftleitung 13 und das Ventil 15 ins Freie.



   Die Dampfschocksterilisation erfolgt zweckmässigerweise mindestens solange, bis der bei Beginn der Sterilisation aus der Ringschlitzdüse 9 gerade austretende Schlauchquerschnitt die Rollen 11 passiert und bzw. oder der zu diesem Zeitpunkt zwischen die Rollen 11 tretende Schlauchquerschnitt die Schweissbacken der anschliessenden   Abzugs, maschine    erreicht hat und durch diese verschlossen ist. Nach Beendigung der Hitzeschocksterilisation von ca.



  10 Sekunden werden das Dampfaustrittsventil 15 und das Dampfventil 5 geschlossen und durch Öffnungen des Ventils 14 ein steriles Druckgas in den sterilisierten Raum 12 eingeleitet, da der Dampf durch Kondensation zusammenfällt. Dann wird das Ventil 14 ebenfalls wieder geschlossen und nun die zu verpackende Milch durch das Ventil 3 in den sterilisierten Raum 12 eingelassen. Die Milch wird den sterilisierten Raum 12 füllen, bis sich das über der Milch befindliche sterile   Luft- oder    Gaskissen entsprechend dem Milchdruck zusammengepresst hat.



  Eine Berührung der Milch mit den heissen Teilen des Extruderkopf-Endes am Ringschlitz 9 wird hierdurch ausgeschlossen.



   Wenn jetzt die Formteile 10 mit den Rollen 11 geöffnet werden, kann die Milch der Abzugsgeschwindigkeit des Schlauches entsprechend nachfliessen. Das über der Milch liegende   Luft- oder    Gaskissen wird ein genaues Milchniveau   bestirmmen.   



  Durch Vergrösserung dieses Luftkissens - indem mehr Luft durch das Ventil 14 eingelassen   wird    oder umgekehrt durch Verringerung des Luftkissens kann jedes gewünschte Milchniveau eingestellt werden.



   Ein besonderer Vorteil ist darin zu erblicken, dass dieses sterile Gaspolster nur einmal gesetzt und fortan nicht ständig nachgespeist zu werden braucht.



   Nachdem die Formteile 10 mit den Rollen 11 ge öffnet wurden, treten die in der Abzugsmaschine befindlichen   Schweissbacken    in Wirksamkeit, die den vorbeipassierenden gefüllten Schlauch durch Querund gegebenenfalls auch   Längsschweissung    in Einzelpackungen   unterteilen.    Die kontinuierliche Abpakkung des flüssigen Füllgutes wird also beginnen. Die Einzelpackungen können durch   zweckentsprechende    bekannte Mittel gewünschte Formen, wie beispielsweise Beutelformen, Kastenformen, Tetraederformen und dergleichen, erhalten. Der Abpackungsprozess kann kontinuierlich ohne Wiederholung der beschriebenen Dampfsterilisation unbegrenzt fortgesetzt werden, solange steriles Füllgut zufliesst und der Schlauchbildungsprozess an der Düse 9 einwandfrei verläuft.

   Re-infektionen des Füllkopfes und insbesondere des   Füllraumes    12 sind nicht zu befürchten da ja die Innenwandung des Papierschlauches durch den heiss aufkaschierten Kunststoff steril bleibt.



   Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass während des gesamten Vorganges der Sterilisation der Papierschlauch - von der Ringschlitzdüse 9 ab innen mit dem Kunststoff versehen - durch die nicht dargestellte Abzugsmaschine stetig und kontinuierlich abgezogen wird.



   Abänderungen sind möglich. So kann man z. B. den Sterilisierungsdampf auch in umgekehrter Richtung strömen lassen, d. h. durch das Ventil 15 einund durch das Ventil 5 austreten lassen.



   Wesentlich ist in jedem Fall die Durchführung eines einmaligen   Steril isierungsvorganges    für den Raum 12 innerhalb des gebildeten Schlauchanfanges beim Beginn des   Füllen und    Abpackvorganges, wodurch weitere Massnahmen zur Erhaltung der Sterilität während der anschliessenden Abfüllung und Verpackung überflüssig werden, da ja das Verpak  kungsmaterial durch seine Herstellung laufend keimfrei anfällt. Das Verfahren ermöglicht es, auf diese Weise zum Beispiel kalte keimfreie Flüssigkeit abzufüllen, deren Sterilität durch ihre Eigentemperatur nicht geschützt zu werden braucht. Auch die fertige Packung braucht nicht hitzebeständig für eine Sterilisation zu sein.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Füllen von Kunststoffschläuchen mit sterilen flüssigen Füllgütern, insbesondere keimfreier Milch, während des Schlauchbildungsvorganges durch Heissverformung des Kunststoffes, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlegung des ersten Verschlusses des Schlauches vor Beginn des kontinuierlichen Füllen und Abpackvorganges der Raum innerhalb des gebildeten Schlauchendes sterilisiert wird.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bewegliche Formteile (10) mit Rollen (11) an ihren unteren Enden unterhalb des Füllkopfes zur vorübergehenden Verjüngung des Schlauchquerschnittes vorgesehen sind, um einen Dampfsterilisierschock vor Beginn des kontinuierlichen Füllen und Abpackvorganges unter Druck zu ermöglichen und gleichzeitig den Verpackungsschlauch gegen den Sterilisierdruck abzustützen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die um das Füllende (18) des Schlauchspritz- und Füllkopfes (1) im Schlauchinnern befindliche Luft sowie das Innere des genannten Kopfes vor Beginn des Füllvorganges durch einen Dampfschock sterilisiert wird, so dass nach erstmaligem Abschluss des Schlauchquerschnittes, eine Reinfektion des stetig keimfrei entstehenden und nachfliessenden Kunststoffschlauches ausgeschlossen ist.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchquerschnitt während des Dampfschocks verengt wird, um den Dampfstoss unter Überdruck wirken lassen zu können.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkopf zentral von dem Füllrohr (2) durchsetzt ist, an welches an benachbarten Stellen der Tank für das sterile Füllgut und eine Zu- bzw. Ableitung für den Dampf angeschlossen sind.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlassventil (14) für ein steriles Druckgas vorgesehen ist, mit Hilfe dessen das Flüssigkeitsniveau des Füllgutes in dem Füllraum (12) im Schlauchinnern durch Erzeugung eines sterilen Gaspolsters eingestellt werden kann.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchspritz- und Füllkopf (1) oberhalb der Ringschlitzdüse (9) zur Erzeugung des Kunststoffschlauches mit Einrichtungen zur Zuführung einer Papierbahn (16), Formung derselben zu einem Schlauch und Schliessung seiner Längsnaht zur laufenden Erzeugung eines den Kunststoffschlauch bei und nach seiner Entstehung stützend umschliessenden Papierschlauches ausgestattet ist.