CZ291671B6 - Způsob sterilizace obalů na bázi materiálů, obsahujících vlákna - Google Patents

Abstract

Zp sob sterilizace obalov²ch materi l s obsahem vl ken, v autokl vu, p°i n m se v pr b hu zah° v n a/nebo chlazen na teplotu, kritickou pro materi l obalu, vym n prost°ed pro p°enos tepla, u it p°i chlazen a/nebo zah° v n obalu.\

Description

Způsob sterilizace obalů na bázi materiálů, obsahujících vlákna

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu sterilizace obalů s obsahem vláknitého materiálu. Zejména se vynález týká sterilizace takových obalů v autoklávu.

Dosavadní stav techniky

Tepelné zpracování pro hubení a/nebo inaktivaci mikroorganismů je možno uskutečnit za vlhka i suchým teplem. V potravinářském průmyslu se dává přednost zpracování za vlhka vhledem k vyšší účinnosti postupu při vysokém obsahu vody než při nízkém obsahu vody. Mimoto je přenos tepla, použitého pro toto zpracování, daleko účinnější ve vlhkém prostředí.

Obalový materiál na bázi papíru nebo lepenky musí mít poměrně silné stěny v případě, že má být zachována pevnost materiálu, dostatečná pro zachování tvaru obalu. Avšak obaly z laminátů na bázi papíru nebo lepenky mají tu nevýhodu, že rychle ztrácejí svou mechanickou pevnost působením různých kapalin, zvláště vody, takže ztrácejí svůj tvar a stávají se neskladnými. Tyto obaly tedy není možno zpracovávat působením tepla za vlhka bez úpravy mechanické pevnosti použitého laminátu, jinak dochází ke ztrátě nebo nepříznivému ovlivnění rozměrové stálosti obalu.

Aby bylo možno tyto problémy překonat, byly vyvinuty lamináty pro výrobu obalů, které snášejí nepříznivé podmínky vlhka a/nebo teplo. V takovýchto obalových materiálech se například střídají vrstvy plastické hmoty a vrstvy plniva, smíšeného s plastickou hmotou. Materiály tohoto typu jsou méně citlivé na vodu než dříve užívané materiály na bázi papíru a lepenky. Obaly, vyrobené z těchto laminátů, jsou velmi vhodné pro zmrazení i pro působení tepla. V případě mrazení obalů, naplněných pevným a/nebo kapalným materiálem, je možno použití chlazení vodou.

Papír a lepenka však jsou levné obalové materiály, takže byly vyvinuty další obalové materiály, které jsou tvořeny laminátem se základní vrstvou z některého z uvedených materiálů. Obaly, vyrobené z takových materiálů typu laminátu ve formě fólie nebo pásu, je možno zahřívat na poměrně vysoké teploty i za vlhka.

Tyto lamináty je možno skládáním zpracovat na rozměrově stálé nepropustné obaly, použitelné i za velmi nepříznivých podmínek za vlhka, včetně tepelného zpracování vlhkým teplem za zvýšeného tlaku. K. takovým podmínkám dochází například u autoklávu při tepelném zpracování potravinářských výrobků. To znamená, že lamináty uvedeného typu jsou také velmi vhodné pro výrobu obalů, které mají být plněny za aseptických podmínek. Postupuje se tak, že se produkt sterilizuje a plní za téměř sterilních podmínek do sterilizovaného obalu, který se po naplnění těsně uzavře, takže produkt není v průběhu skladování znovu infikován mikroorganismy dříve, než dojde k jeho spotřebě.

Takového tepelného zpracování obalů je možno dosáhnout při použití prostředí pro přenos tepla s obsahem vody.Obecně se užívá tepelného zpracování za vlhka za přetlaku v autoklávu, naplněného vodou nebo vodní párou. Cyklus v autoklávu je možno rozdělit na zahřívání, udržování dosažené teploty a chlazení. Zahřívání je doba od začátku zahřívání do dosažení požadované teploty. Při přetlaku 0,05 MPa a má pára teplotu přibližně 110°C a při přetlaku 0,1 MPa přibližně 121 °C. P době, v jejímž průběhu se dosažená teplota udržuje po dobu, dostatečnou ke sterilizaci, se tlak v autoklávu sníží na atmosférický tlak a v průběhu chlazení se teplota snižuje chlazením autoklávu.

-1 CZ 291671 B6

Vzhledem k tomu, že sterilizace v autoklávu je postup, při němž se užívá přetlaku, je takový postup ve většině případů prováděn po vsázkách a nikoliv kontinuálně. Bylo by tedy žádoucí zkrátit jednotlivé cykly sterilizace.

Bylo však také zjištěno, že v případě, že svrchu uvedené obaly jsou tepelně příliš namáhány, dochází ke ztrátě jejich dobrých těsnicích vlastností pro vodu a kapalinu. Dojde k nasáknutí vrstev papíru nebo lepenky vodou a tím i k riziku ztráty mechanické pevnosti obalového materiálu a ke ztrátě jeho tvarového stálosti. Je tedy důležité, aby byly obaly tohoto typu vystaveny extrémním podmínkám na co nejkratší dobu.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří způsob sterilizace obalových materiálů s obsahem vláken, v autoklávu, 15 při němž se v průběhu zahřívání a/nebo chlazení na teplotu, kritickou pro materiál obalu, vymění prostředí pro přenos tepla, užité při chlazení a/nebo zahřívání.

Při sterilizaci obalů s obsahem vláknitého materiálu bylo až dosud chlazení prováděno vzduchem k odstranění svrchu uvedených problémů. Nyní bylo však zjištěno, že při sterilizaci v autoklávu 20 snášejí materiály s vrstvou papíru nebo lepenky zahřátí na kritickou teplotu i chlazení při použití vody jako prostředí pro přenos tepla.

Různé typy materiálů vyžadují různé doby zpracování a/nebo odlišné postupy pro sterilizaci teplem. Kritická teplota především závisí na tloušťce základní vrstvy a na obsahu vláknitého 25 materiálu, ostatní složky laminátu jsou však také důležité. Kritická teplota se může pohybovat v rozmezí 70 až 95 °C, s výhodou 80 až 85 °C. V případě složeného obalu z materiálu typu laminátu s obsahem základní vrstvy a zevního i vnitřního povlaku může být kritická teplota až 90 °C.

Příklady provedení vynálezu

Sterilizace naplněných obalů v autoklávu se provádí po jednotlivých fázích. Cyklus je tvořen svrchu uvedenými fázemi zahřívání, udržování teploty a chlazení. Podle vynálezu může být 35 prostředí pro přenos tepla vyměněno v průběhu udržování teploty. Vzhledem ktomu, že například chlazení vzduchem je podstatně pomalejší než chlazení vodou, může být chlazení uskutečněno výměnou vzduchu za vodu, čímž se dosáhne kratší doby chlazení. V průběhu jiného provedení je například zahřívání pomocí páry rychlejší než postřik vodou, jehož se obvykle užívá k předehřátí. Takovými výměnami prostředí pro přenos tepla je možno zvýšit účinnost 40 sterilizačního cyklu a tím i dosáhnout vyšší hospodárnosti celého postupu.

V této souvislosti je nutno uvést, že prostředí pro přenos teplaje prostředí, které teplo přenáší na obal nebo z obalu. Vhodným prostředím je například voda v kapalné fázi, pára nebo vzduch. Při chlazení obalů po sterilizaci v autoklávu je možno prostředí pro přenos tepla podle vynálezu 45 vyměnit při kritické teplotě, například ze vzduchu na vodu. Chlazení pod kritickou teplotu je rovněž možno uskutečnit postřikem chlazenou vodou, popřípadě za současného přívodu kysličníku uhličitého (CO₂) nebo dusíku (N₂), k rychlému dosažení dostatečně nízké teploty. Je také možno ukončit chlazení sušením. Stejným způsobem je možno prostředí pro přenos tepla vyměnit při kritické teplotě v průběhu zahřívání obalového materiálu před jeho sterilizací 50 v autoklávu.

Souhrnně je možno uvést, že existují obalové materiály, které je možno vystavit podmínkám, vyžadujícím dobré těsnění proti vodě a kapalinám. Nad určitou kritickou teplotu nejsou tyto materiály zcela odolné proti negativnímu účinku vody na jejich mechanické vlastnosti.

V důsledku toho jsou tyto obaly vystaveny nepříznivým podmínkám na co nejkratší dobu při

-2CZ 291671 B6 zachování sterilizačního účinku. Toho se podle vynálezu dosahuje tak, že se prostředí pro přenos tepla, užité pro zahřívání a/nebo chlazení obalu, vymění v průběhu zahřívání a/nebo chlazení obalu při teplotě pro obal kritické, při jeho sterilizaci teplem, s výhodou v autoklávu. Sterilizace se s výhodou provádí v autoklávu, v němž je možno teplotu zvýšit na požadovanou teplotu a udržovat ji po dostatečnou dobu. Při chlazení obalu prostředím, neobsahujícím vodu, s výhodou vzduchem, se při kritické teplotě toto prostředí vymění a nahradí se vodou.

Praktické pokusy prokázaly, že uvedeným cyklem použití páry, vzduchu a vody je možno podstatně zkrátit dobu zpracování. V závislosti na typu obalu je například možno dobu chlazení zkrátit o 10 minut při původní době chlazení v rozmezí 30 až 50 minut.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob sterilizace obalů na bázi materiálů, obsahujících vlákna, vyznačující se tím, že se v průběhu zahřívání a/nebo chlazení na teplotu, kritickou pro materiál obalu, vymění prostředí pro přenos tepla, užité při chlazení a/nebo zahřívání obalu.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se v průběhu chlazení vymění vzduch jako prostředí pro přenos tepla za vodu.
3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že kritická teplota jev rozmezí 70 až 95 °C.
4. 4. Způsob podle nároku 3,vyznačující se tím, že kritická teplota je v rozmezí 80 až 85 °C.