专利名称：包装件灭菌的设备以及方法
技术领域：
本发明涉及用于包装件灭菌的设备。该设备包括用于将包装件暴露在气态灭菌剂中的气体处理区、用于将气态灭菌剂导入到气体处理区的输入装置、以及用于沿传输方向传输包装件穿过气体处理区的传送机。此外，本发明还涉及对包装件灭菌的方法。
背景技术：
在食品工业中，饮料和其他产品往往是由纸基包装件或纸板基包装件来包装。预定用于液体食品的包装件往往由包装层压板制成，所述包装层压板包括纸或纸板核心层以及至少在形成包装件里侧的核心层的一侧上的热塑性材料液封外层。一种常见包装件称为纸板瓶。实质上，这些纸板瓶由包装层压板(如上述的包装层压板)的套管形式的下部和具有颈部的塑料顶部形式的上部形成，所述颈部具有打开/ 关闭装置，如螺旋帽。纸板瓶往往由包装层压板的片材(又称为坯料)生成，密封所述片材的每一个片材的在重叠条件下的两个相反边缘来封闭形成管状物。然后，根据第一变体，将热塑性材料直接注射铸模在管状物一末端上。注射铸模的顶部可具有由薄膜密封、用于之后提供螺旋帽的颈部。替代地，可使用螺旋帽作为铸模铸件的一部分来对顶部进行注射铸模。在这种情况下，包装件具有与注射铸模的顶部相连的螺旋帽。在注射铸模之后，在管状物的开放末端填充、密封包装件，以获得套筒并封闭包装件，形成为所需的形状。根据第二变体，与在管状物上直接注射铸模顶部相反，管状物套上各自预制的塑料顶部，以及被设置为顶部的主要部分伸出管状物。预制顶部具有由螺旋帽所封闭的颈部。 在沿着顶部和管状物之间的接触面密封顶部和管状物之后，在管状物的开放末端填充、密封包装件，以获得套管并封闭包装件，并且最终形成为所需的形状。以上制造方法为本领域公知，不再进行更详细的描述。为了延长包装产品的存架期，本领域公知在填充操作之前对包装件灭菌。根据所需存架期的长度，以及根据包装件在冷藏环境下还是在常温下分销和储存，可以选择不同等级的灭菌。例如，化学灭菌可用于在填充之前对开放纸板瓶灭菌。在已公布的国际申请案 W02004/054883中描述了一种用于纸板瓶的气相灭菌的灭菌装置，在此通过引用将其并入本文中。该专利说明书披露了根据以下的方式对纸板瓶灭菌，将纸板瓶倒置在传送带上，弓丨导纸板瓶首先通过加热区，然后通过灭菌区，最后通过通风区。在灭菌区中，纸板瓶接触气态过氧化氢。为了防止过氧化氢在灭菌区中的纸板瓶的表面上冷凝(这将妨碍之后的去除)，在加热区中将纸板瓶加热到过氧化氢露点之上的温度。在通风区中，纸板瓶接触灭菌热空气，以便排除仍然在纸板瓶中或纸板瓶上的过氧化氢。在灭菌之后，纸板瓶的内部需要保持在无菌条件下直到用产品填充以及之后的密封。为了能够实现令人满意的纸板瓶灭菌，必须保持各个区的条件。为此，如申请案 W02004/054883中的更相关的描述，通过隔板将区相互间隔开。此外，保持灭菌区的压强高于加热区和通风区，以防止加热区和通风区的气流进入灭菌区。为了获得令人满意的纸板瓶灭菌效果，纸板瓶必须接触足够高浓度的灭菌气体并持续足够长的时间，即，应该在整个灭菌区中保持稳定的足够高浓度的过氧化氢。此外，为了保持灭菌区内部的正压，需要非常强的流入物进入灭菌区，因为相当数量的流出物会分别通过将灭菌区与加热区以及通风区间隔的隔板流出。这将导致来自灭菌区的气态过氧化氢的大量排放，该排放需要被适当处理。当然，这还将导致过氧化氢的大量消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供用于包装件灭菌的设备以及对包装件灭菌的方法，其至少部分地消除了在先技术的潜在限制。本发明的基本构思在于确保基本上在设备气体处理区的整个部分的稳定的高浓度的气态灭菌剂，与此同时，保证从气体处理区排出的灭菌剂非常少以及保证灭菌剂的相对低消耗。这通过将气体处理区分为由屏障间隔的子区来实现， 所述屏障抵消了子区之间的流，每一个屏障由物理间隔装置和气态灭菌剂的流形成。实现以上目的的设备和相应方法将在所附权利要求书中和以下讨论中限定。根据本发明的用于包装件灭菌的设备，包括用于将包装件暴露在气态灭菌剂中的气体处理区、用于将气态灭菌剂导入到气体处理区的输入装置、以及用于沿传输方向传输包装件穿过气体处理区的传送机。该设备的特征在于其进一步包括被设置在气体处理区内部以将气体处理区的至少上部分为子气体处理区的间隔装置。每一个所述间隔装置具有用于包装件通过的开口，以及至少多个所述输入装置中的每一个被设置为在各自间隔装置的开口处提供气态灭菌剂的流。当然，该装置可用于对不同类型的包装件灭菌，如上述类型的纸板瓶。在气体处理区中，包装件应该暴露在足够高浓度的灭菌剂中持续足够长的时间以实现令人满意的包装内部灭菌效果以及包装件外部至少部分的灭菌效果。这是因为在气体处理区之后，包装件表面的那些部分直接暴露在无菌区，顾名思义，无菌区应该保持无菌条件。换句话说，进入无菌区的一切，必须经过商业灭菌处理。因为在气体处理区内提供了间隔装置，间隔装置将气体处理区的至少上部分为被沿着传输方向连续设置的子气体处理区。因此，气体处理区的上部为沿气体处理区的纵向方向延伸的部分。子气体处理区通过屏障或“壁”相互间隔开，每一个“壁”由间隔装置和在间隔装置的开口处提供的气态灭菌剂的流形成。因此，灭菌剂的流“封闭”了间隔装置的开口，并且因此所形成的“壁”抵消了沿传输方向和与其相反的方向穿过气体处理区的流。该设置提供了在所有子气体处理区(即基本上整个气体处理区的至少上部)中获得和维持高浓度气态灭菌剂的可能性，进而实现了包装件的稳定和安全的灭菌。构建本发明设备使得气态灭菌剂的流基本上在传输方向上位于所述各自间隔装置的开孔的中心。该配置最大化了对子气体处理区之间的流的上述抵消。根据本发明的一实施方式，所述设备还包括用于将气体处理区中气态灭菌剂排出的输出装置。此外，根据该实施方式，输入装置被设置在气体处理区的上部，同时输出装置被设置在气体处理区的下部。因此，在间隔装置开口处的流可在无障碍条件下从气体处理区的上部被引导至下部。无障碍条件意味着在流的通路上不存在阻碍物。该实施方式产生了改进的控制流，这反过来降低了包装件再污染的风险。
本发明设备的间隔装置可以多种不同方式形成。根据本发明的一实施方式，每一个间隔装置包括被设置在常规挡板面(Plane)上的挡板组。常规挡板面被设置为基本上与穿过气体处理区的传输方向正交。该实施方式实现了机械上简单而卫生的设备构造。应该强调的是，该组挡板可包括任何数量的挡板，从单个到更多。本发明设备可使得被设置为在各自间隔装置的开口处提供气态灭菌剂的流的每一个输入装置的中心轴基本上与该间隔装置的挡板面相重合(coincide)。此外，本发明设备可使得这些输入装置的每一个被设置在各自间隔装置的开口中。该输入装置设置实现了本发明设备的特别有效而机械上简单的构造。根据本发明的设备可有利地用于连接RTF(待填充)包装件，如上述的纸板瓶。据此，该设备适用于在通过包装件的各自开放末端填充包装件之前对该包装件灭菌。根据一实施方式，本发明设备适用间歇操作，即分步将包装件送到用于执行不同操作(如包装件的灭菌和填充)的各种站。据此，传送机被设置为传输包装件，包装件的各自开放末端面向被设置为在各自间隔装置的开口处提供气态灭菌剂的流的输入装置，从而使得在气态灭菌剂被喷入包装件的气体处理步骤中，每一个包装件基本上在传输方向上位于各自间隔装置的开孔的中心。该实施方式是有利的，因为其有助于实现包装件内部每个角落都充满气态灭菌剂，已达到灭菌的目的。此外，其有助于阻隔子区之间的横向流动，这反过来有助于在不同子区内形成稳定的高浓度的气态灭菌剂。根据本发明的设备可使得被设置为在各自间隔装置的开口处提供气态灭菌剂的流的每一个输入装置包括用于通过包装件各自开放末端将气态灭菌剂喷入包装件的喷嘴， 用于暂时地接受从包装件返回的气态灭菌剂的有界空间，以及用于将返回的气态灭菌剂从包装件各自开放末端沿着包装件的各自外表面方向引导出有界空间的引导组件。该设置是有利的，因为其实现了更好的气体处理区内部的流控制，这反过来降低了包装件再污染的风险，并且增大了再使用气态灭菌剂的可能性。构建本发明的设备使得气体处理区在与传输方向正交的方向上具有呈现为上部和下部之间的限制处(restriction)或限定处(constriction)的横截面。例如，横截面可为沙漏状。该气体处理区配置是有利的，因为其提高了在限制处从气体处理区的上部到下部的单向流，这反过来可防止包装件的再污染。根据一实施方式，间隔装置可被设置为向气体处理区的上部和下部延伸以将气体处理区的上部和下部分为子气体处理区。该实施方式意味着子气体处理区包括气体处理区的上部、下部、限制处的各个部分。该实施方式是有利的，因为其使得在整个气体处理区的上部和下部获得和维持高浓度灭菌剂是有可能的，这反过来进一步降低了包装件再污染的风险。根据本发明的一实施方式，构建设备使得在气体处理区每一个所述间隔装置和设备内壁之间具有狭缝。该特征是有利的，因为其有助于清洁设备。根据本发明对包装件灭菌的方法包括将气态灭菌剂导入到用于包装件灭菌的设备气体处理区、沿传输方向传输包装件穿过气体处理区、以及在气体处理区中将包装件暴露在气态灭菌剂中。该方法的特征在于其进一步包括传输包装件穿过被设置在气体处理区内部以将气体处理区的至少上部分为子气体处理区的多个间隔装置的各自开口，以及在至少多个间隔装置的开口处提供气态灭菌剂的流。
结合本发明设备所讨论的特征当然可转移到本发明方法。此外，这些特征可在相同实施方式中自然结合。
图1是根据本发明一实施方式的设备的侧面示意图。图2是图1中所示设备为了阐释目的去除了侧壁的部分侧面示意图。图3a_b图示了沿着图2中线A-A的设备横截面。图4是可结合本发明优点使用的输入装置的横截面图。
具体实施例方式在下面，术语(相当的或类似的)无菌用于表示包装件在灭菌之后获得指定为商业无菌的灭菌等级。在图1中示出了根据本发明一实施方式的用于包装件灭菌的设备1。设备1适用于之前所描述类型的纸板瓶形式的包装件灭菌。设备1包括通道3，所述通道3依次包括预热区5、气体处理区7以及通风区9。图2中更详细阐述了该通道3的部分，为了阐释目的在图 2中去除了侧壁S。设备1还包括填充区11、密封区13以及用于沿传输方向T传输纸板瓶 17 (仅在图2中示出)穿过各个区的传送机15。此外，设备1具有用于纸板瓶17处理的进料站(infeed station) 19、最终折叠站21以及输出站(outfeed station)，本文中不再详细描述这些站。用于供应无菌空气到设备1的设备25与申请人在本申请同一天提交的、名为“用于提供清洁空气的设备” ("Device for cleaned air provision”)(SE-0900908-5) 的共同待审的瑞典专利申请中详细描述的设备相同，该申请的内容通过引用方式并入本文中。在附图中用虚线表示区之间以及区和站之间的界线。如图2所示，纸板瓶17在附着于传送机15的载具装置31中被设置为倒置的，它们各自的封闭末端27面向传送机15同时开放末端四向上。为了阐释目的，在图2中第一载具装置画为透明的。通道3的气体处理区7和通风区9在与传输方向T正交的方向上分别具有沙漏状横截面，即狭窄的中心部分。这点在阐释了沿着图2中穿过气体处理区的线A-A的横截面的图3a-b中很明显。将在下面进一步讨论沙漏状横截面的用途，同时，在申请人在本申请同一天提交的、名为“用于维持两个体积腔之间的气流屏障的设备和方法”(“A device and a method for maintaining a gas flow barrier between two volumes of a channel”) (SE-0900913-5)的共同待审的瑞典专利申请中详细披露了所述用途，该申请通过引用方式并入本文中。用于导入过滤热空气的多个输入装置35从预热区5的顶壁33延伸。此外，用于将过滤热空气排出的输出装置37被设置在预热区5的下部39。该设置促进了预热区内部沿与传输方向正交的方向的流动。用于导入气态灭菌剂(此处为过氧化氢)的多个输入装置43从气体处理区7的上部、尤其是顶壁41延伸。输入装置43被沿着传输方向T呈直线设置在顶壁41的中心， 相互之间有固定间隔。用于通过抽吸将气态过氧化氢排出的多个输出装置45被设置气体处理区7的下部47。每一个输出装置45相对各自的输入装置43呈直线设置。因此，气体处理区7内部的输入装置43的数量等于气体处理区7内部的输出装置45的数量。以上设置促进了气体处理区内部沿与传输方向正交的方向的流动。此外，如图2和图3a_b所示，多个间隔装置49以挡板组51 (51a+51b)的形式设置在气体处理区7内部，相互之间具有固定间隔，以将气体处理区7分为子处理区7a、7b、7c 等等。因此，子处理区对应两个间隔装置49之间的空间(例外的两个末端子区将在下面进一步解释)。挡板组的挡板被设置在常规挡板面P上，所述常规挡板面P基本上与传输方向 T正交。挡板组分别包含三片挡板；适用于被设置在气体处理区7的上部53的两片上部挡板51a，以及适用于被设置在气体处理区7的下部55的一片下部挡板51b。图中显而易见， 除了在一些接触点(未图示)，挡板没有一直延伸到设备1的壁57。因此所生成的狭缝59 有助于设备清洗。朝着下部壁的狭缝通常略微大一些，以便于清洁剂充分排出。每一个间隔装置49具有用于通过传送机15、纸板瓶17、以及载具装置的开口 61。 该开口 61由挡板组的挡板形成，所述挡板具有特定形状以及相对彼此以特定的方式设置。 每一个输入装置43与间隔装置49中的一个相关联，以及被设置在传输方向T上位于其开口 61中的中心。尤其是输入装置43的中心轴C基本上与各自间隔装置49的挡板面相重合。因此每一个输入装置43被设置为在畅通条件下提供基本上填充相应间隔装置开口 61 的至少整个上部的气态过氧化氢流。图北阐释了开口 61中存在空载具装置31的情况。此处过氧化氢流至少在气体处理区7的上部53中基本上填充了整个开口 61。换句话说，气流和间隔装置的挡板51 —起形成了气体处理区7内部的隔板，气体处理区7被设置为抵消了沿传输方向T和沿其相反方向穿过气体处理区的流。图3a示出开口 61中存在被设置在载具装置31的纸板瓶17的情况。从该图中显而易见，来自输入装置43的气态过氧化氢的流和纸板瓶17 —起，在此处至少在气体处理区7的上部53中基本上填充了间隔装置49的整个开口 61。换句话说，气流、挡板以及纸板瓶形成了和上述的隔板一样的隔板。因此，不管输入装置下是否设置了纸板瓶，因为输入装置提供连续的气态过氧化氢流以及相应间隔装置的存在，相应隔板都将存在。气体处理区7内部的隔板将作为子气体处理区7a、7b、7c等等之间的气阻。因为这些气阻，不同子区内部的过氧化氢浓度可达到并维持在稳定的高水平。至少在上部，该水平高到足以在纸板瓶存在气体处理区中持续一定时间段时对纸板瓶的至少内部以及外部的部分完全灭菌。即使两个末端子区的过氧化氢浓度由于和预热区和通风区分别发生了一些气体交换而略微下降(将在下面进一步讨论)，整个气体处理区的不同子区内的过氧化氢浓度将实质上接近相同。此外，在子气体处理区中上部的过氧化氢浓度将稍微高于下部。不管纸板瓶和载具装置是否存在各自的开口中还是仅有载具装置存在其各自的开口中，子气体处理区之间的气阻总是存在。当然，纸板瓶的存在将影响开口中的流动，两个主要影响是来自输入装置43的流的一些成分将被引导到纸板瓶17从而不到达未受影响的狭窄中心部分以及纸板瓶将占据狭窄中心部分的部分从而影响穿过中心部分的流速。然而，来自模拟以及所做的实验的基本经验表明当纸板瓶占据了载具装置时构建气阻没有问题。相反，纸板瓶有助于阻塞沿传输方向以及其相反的方向的不需要的流，以及有助于将来自输入装置的流导向与传输方向正交的方向。如前所述，通道3的部分在与传输方向T正交的方向上具有沙漏状横截面，现在将参照气体处理区7以及图3a-;3b来讨论其用途。从附图中显而易见，上部53和下部55通过狭窄的中心部分(又称为限制处6 连接。该限制处63位于上部挡板51a和下部挡板51b之间，“封闭”了在与传输方向T正交的方向上的上部挡板51a和下部挡板5 Ib之间的空间。因此，限制处63本质上促进了在子气体处理区之间生成气阻。此外，限制处63被设置为在气体处理区7的上部53和下部55之间生成压强差，尤其是上部的压强高于下部的压强。这是为了更好地限定子区内部的流，以及尤其是有利于生成基本上从顶壁4 1被引导向下穿入子区限制处的气态过氧化氢流。如上所述，通风区同样具有沙漏状横截面。当然，通风区的限制处被设置为在通风区的上部和下部之间生成压强差，以产生基本上从顶壁77被引导向下穿入通风区限制处的流动。气体处理区7内部间隔装置49的数量等于气体处理区7内部输入装置43的数量。 此外，如图2中所示，上述类型的额外间隔装置49’和49”分别被设置在邻近气体处理区7 的预热区5和通风区9中。预热区5和气体处理区7之间的界线在间隔装置49’和气体处理区7内部的第一间隔装置49之间延伸，如虚线65’所示。类似地，气体处理区7和通风区9之间的界线在气体处理区7内部的最末间隔装置49和间隔装置49”之间延伸，如虚线 65”所示。因此，气体处理区7的两个末端子区分别对应气体处理区7内部的第一间隔装置49和预热区5内部的间隔装置49’之间的一半空间以及气体处理区7内部的最末间隔装置49和通风区9内部的间隔装置49”之间的一半空间。在图2显而易见，由于末端子区朝着预热区和通风区是“开放”的，如上所述，在这些区之间的一些气体交换导致末端子气体处理区内的过氧化氢浓度稍微低一些。图4示意性图示了气体处理区7的输入装置43中的一个。输入装置43包括用于在气体处理步骤中通过纸板瓶17各自开放末端将气态过氧化氢喷入纸板瓶17 (所示意性图示的)的喷嘴67，在所述气体处理步骤期间纸板瓶17如图2和3a所示在传输方向T和与其正交的方向D上基本位于相应间隔装置49的开口 61的中心，即被刚好设置在输入装置43的下方并与输入装置43呈直线。为此，喷嘴67包括绕着输入装置43的中心轴C分布的多个供应通道69。在图4中显而易见，供应通道69的最末部分69’向中心轴C倾斜。 该倾斜导致气态过氧化氢在纸板瓶17内部沿着其外周的螺旋流。由于纸板瓶中心气压更低，当流到达纸板瓶17的封闭末端27时其将设法穿过相同纸板瓶的中心离开纸板瓶。输入装置43进一步包括以返回通道形式穿过喷嘴67的、用于接收离开纸板瓶17 的气流的有界空间71。输入装置43进一步包括引导组件73，所述引导组件73包括绕着输入装置的中心轴C分布的、用于从相同纸板瓶各自开放末端四沿着纸板瓶各自的外表面0 将离开纸板瓶17的气流引导出有界空间71的多个引导通道75。因此从纸板瓶17返回的气流首先进入返回通道接着进入引导组件73，在所述引导组件73中，所述从纸板瓶1 7返回的气流在被导出沿着纸板瓶17外部流动之前偏转近似180°。由虚线和箭头示意性图示出纸板瓶内部和外部所生成的流。由于流逐渐穿过纸板瓶一直到相同纸板瓶的封闭末端27，输入装置43所形成的螺旋流使得纸板瓶17内部每个角落都充满过氧化氢气体是可能的。这进而实现了纸板瓶内部的充分灭菌。使用产生竖直向下方向的过氧化氢气流的输入装置(特别是不与本发明类型的纸板瓶的几何结构连接的)不容易实现该点。此外，因为返回流的变向，促进了纸板瓶外部基本上向下方向的流动，从而降低了待灭菌的纸板瓶表面再污染的风险。此夕卜，输入装置43显然提供了再使用过氧化氢气体的机会。在申请人的共同待审的申请案 W02007/024173中详细描述了输入装置43，在此将该申请的内容通过引用方式并入本文中。此外，如图2所示，用于导入无菌热空气的多个输入装置79从通风区9的顶壁77 延伸。此外，用于将空气排出的输出装置81被设置在通风区9的下部83。该设置促进了通风区内部沿与传输方向正交的方向的流动。同样，多个挡板85被设置在通风区9的内部， 相互之间具有固定间隔。挡板85被设置为基本上与传输方向T正交并位于通风区9的下部87。挡板85类似于被设置在气体处理区7下部55的下部挡板51b。通风区9中挡板85 的用途在于抵消向传输方向T和其相反方向穿过通风区的流，使得通风更有效率以及最小化纸板瓶再污染的风险。因此，挡板85的重要功能在于帮助维持所需的无菌，这将在下面进一步讨论。预热区5、气体处理区7以及通风区9中的输入装置35、43和79并非必须类型相同，但是在本发明所描述的实施方式中，它们都是参照图4所描述的相同类型。该输入装置在预热区和通风区的使用使得纸板瓶的预热和通风特别有效。类似地，在不同区中的输出装置37、45和81并非必须类型相同，但是在本发明所描述的实施方式中，它们都是相同的类型，此处不再对其类型进行详细描述。通风区9的上部与填充区11和密封区13各自的上部以及设置25的至少部分一起形成了图1 (划线区)和图2中标识了名称的无菌区AZ，在无菌区AZ中应维持无菌条件。 因此，暴露在无菌区内部的纸板瓶的内部以及外部的部分应保持在无菌条件下直到完成填充和密封纸板瓶。在无菌区的通风区部分的情况中，因为依次由输入装置79、输出装置81、 通风区的沙漏状横截面以及下部挡板85的装置生成的流基本上从顶壁77被引导向下穿入限制处，可维持该无菌条件。下一步，为了进一步阐释根据本发明的设备1以及根据本发明的相应方法，现在将描述纸板瓶穿过设备1的通道3的进程。设备1间歇操作，即被设置在各自载具装置31中的纸板瓶通过双牵引以分步方式而不是连续移动的方式穿过不同区，所述载具装置31被依次设置在传送机15上。当然，由于种种原因，载具装置31中可为空的并没有承载纸板瓶。然而，在下面假设所有载具装置都承载各自的纸板瓶。首先，纸板瓶17进入包括对应输入装置35的多个预热站的预热区5，所述输入装置35被设置以提供各自的连续过滤热空气流。沿传输方向T送入纸板瓶直到它们恰好位于各自的输入装置35下方。然后，停止送入持续预定时间，以执行预热步骤，在该步骤输入装置35将过滤热空气直接喷入纸板瓶17内。此后，继续并维持沿传输方向T送入纸板瓶直到纸板瓶恰好位于接下来的第二输入装置35下方。然后，再次停止送入以执行另一预热步骤。重复该程序直到纸板瓶离开预热区5。因此，由于双牵引(double indexing)，通过每两个输入装置35，纸板瓶将经受一次预热步骤。通过预热区5，纸板瓶17逐渐被加热到灭菌剂露点之上的温度(此处为过氧化氢)，以用于纸板瓶的灭菌。从而可防止过氧化氢在后续暴露于过氧化氢的纸板瓶的表面上冷凝。在预热之后，纸板瓶17进入包括对应输入装置43的多个气体处理站的气体处理区7。沿传输方向T送入纸板瓶17直到它们恰好位于各自输入装置43的下方，即在传输方向T上位于相应间隔装置49的开孔61的中心。然后，停止送入持续预定时间，以执行气体处理步骤，在该步骤输入装置43将气态过氧化氢直接喷入纸板瓶17内。在该位置，纸板瓶的各自纵轴基本上与间隔装置49的挡板面P以及输入装置43的中心轴C重合，以及纸板瓶17、载具装置31以及挡板51a+b覆盖了尽可能多的气体处理区横截面。此后，继续并维持沿传输方向T送入纸板瓶17直到纸板瓶恰好位于接下来的第二输入装置43下方。然后，再次停止送入以执行另一气体处理步骤。重复该程序直到纸板瓶17离开气体处理区 7。就像预热区5中那样，通过每两个输入装置43，纸板瓶将经受一次气体处理步骤。通过气体处理区7，纸板瓶的内部以及外部的至少部分逐渐被灭菌到指定为商业无菌的灭菌等级。为了获得该灭菌等级，纸板瓶必须经受足够高浓度过氧化氢气体的持续足够长时间的处理。构建设备、尤其是相同设备的气体处理区以实现该目标。如上所述，在气体处理区内部的间隔装置49的作用在于和来自输入装置43的气流一起抵消沿传输方向T和其相反方向穿过气体处理区的流，同时促进在与传输方向正交的方向上的流动。尽管这样，微粒仍然有沿传输方向T从预热区5到通风区9移动穿过气体处理区的有限可能性。然而，设备1的构造和运行本质上使得任何微粒都不可能比纸板瓶17更快地移动穿过气体处理区7。模拟和实验已证明了该点。因此，由于过氧化氢暴露时间和浓度足够满足纸板瓶的灭菌，能够移动穿过气体处理区的微粒也将被灭菌到足够程度。因此，它们将不会危及在气体处理区7之后的无菌区AZ中的无菌条件。此外，如上所述，当纸板瓶17位于输入装置43中一个的下方时，对其内喷射气态过氧化氢以对包装件内部灭菌。通过输入装置43收集从纸板瓶17返回的过氧化氢气体并将其变向沿着纸板瓶外部的至少部分向前。在两个气体处理步骤之间，纸板瓶17移入接下来的第二输入装置43。该移动期间，由于来自输入装置43的强劲射流，气体处理区7中周围的气体将穿过纸板瓶开放末端四被吸入纸板瓶。因为气体处理区7的发明构造，整个气体处理区中(即，也在输入装置43之间)的过氧化氢浓度基本上可达到并维持在高水平。 因此，在两个气体处理步骤之间，纸板瓶内部实际上将被进一步灭菌。同时，因为在整个气体处理区维持了足够高浓度的过氧化氢，所以在纸板瓶行进穿过气体处理区7时，不仅其内部被灭菌，其外部的至少部分也被灭菌。在整个气体处理区过氧化氢浓度不稳定和不够高的情况下，当传输纸板瓶穿过具有相对低的、不足浓度的过氧化氢的气体处理区的区域时，因为纸板瓶内部和外部发生了气体交换，所以将导致纸板瓶外部和内部的灭菌程度都降低。在气体处理之后，纸板瓶17进入包括对应输入装置79的多个通风站的通风区9。 向传输方向T送入纸板瓶直到它们恰好位于各自输入装置73的下方。然后，停止送入持续预定时间，以执行通风步骤，在该步骤输入装置79将无菌热空气直接喷入纸板瓶17内。在该位置，纸板瓶的各自纵轴基本上与被设置在通风区9的下部87中的挡板85重合。此后， 继续并维持沿传输方向T送入纸板瓶17直到纸板瓶恰好位于接下来的第二输入装置79下方。然后，再次停止送入以执行另一通风步骤。重复该程序直到纸板瓶17离开通风区9。 就像之前区中那样，每两个输入装置73，纸板瓶将经受一次通风步骤。通过通风区9，纸板瓶的内部以及内部和外部表面上的过氧化氢残留物逐渐被去除，该操作得益于预热区5内部用于防止过氧化氢在纸板瓶表面上冷凝的预热操作。如前所述，当纸板瓶17进入通风区9时，他们各自的部分也进入无菌区AZ，所述无菌区AZ延伸到纸板瓶最末密封区之上。如图2中所示，无菌区AZ的下部界线在载具装置31的上方延伸，下部界线距离载具装置31预定间隔，即位于纸板瓶套管的中间部分。通过灭菌操作，纸板瓶的内表面以及从载具装置突起的纸板瓶外表面的部分被商业灭菌。因此，通过以上述方式限定无菌区AZ的下部界线，可保证暴露在无菌区内部的纸板瓶表面被商业灭菌。在相关灭菌的现有技术方案中，着重于在包装件内部获得合适浓度的灭菌剂。当然，这也是本发明的要求。然而，本发明还能够提高气体处理区中包装件外部的灭菌剂浓度。这将使得包装件外部的至少部分能够被适当地灭菌。如上所述，如果因为传输包装件穿过气体处理区而将周围气体引入相同包装件内，这还将具有消除包装件内部灭菌不充分的风险的有益效果。周围气体的这种引入不会影响包装件内部的灭菌。正如上面详细解释的，通过在气体处理区内部挡板的设置、尤其是与气体处理区中输入装置特定相对的挡板设置来获得该巨大优点。该设置防止了穿过气体处理区的拉力，否则所述拉力将导致纸板瓶穿过气体处理区时的移动。此外，其促进基本沿与传输方向正交的方向穿过气体处理区的流动。总之，这实现了整个气体处理区的稳定的高浓度的过氧化氢，这进而实现了纸板瓶的完全灭菌并确保了无菌区的完整性。因此，尽管根据本发明的设备的具有开放性质，但该设备是非常稳健的，因为在该设备的气体处理区中可获得稳定的足够高浓度的过氧化氢，从而能够对包装件进行更好更可靠的灭菌。由于构建了创造性的系统使得沿传输方向T和其相反方向穿过气体处理区的流被抵消，所以对预热区和通风区以及周围环境的气态灭菌剂排放量可达到最小量。这反过来导致了灭菌剂的相对低消耗。上述实施方式应该只被视为一实施例。本领域技术人员意识到可以多种方式修改和变化该实施方式而不偏离本发明的构思。 例如，在上述实施方式中，间隔装置49同时向气体处理区7的上部53和下部55延伸，因此，所形成的子气体处理区7a、7b、7c等等同样也向气体处理区的上部和下部延伸。 因此，整个气体处理区(即，气体处理区的上部和下部)可获得并维持高的稳定的过氧化氢浓度。根据替换的实施方式，间隔装置以及子气体处理区被代替设置为使得只在气体处理区上部中延伸。通过该设置，无法保证气体处理区下部的高的稳定的过氧化氢浓度。在该实施方式中，可以设定在气体处理区沿输送方向延伸的无菌屏障以保护气体处理区上段的无菌状态。例如，可通过来自气体处理区输入装置的增强流在间隔装置下端(即，气体处理区上部和下部之间的限制处)设定无菌屏障，以防止微粒从气体处理区的下部移向上部。例如，设置气体处理区内部的无菌屏障从而延长无菌区AZ下部界线。作为替代实施例，可设置气体处理区内部的无菌屏障位于无菌区下部界线的下方(但是显而易见，不能位于无菌区下部界线的上方)。如果气体处理区内部没有设定无菌屏障，就可能有非无菌的微粒从气体处理区下部进入相同气体处理区上部的风险。然后这些微粒可从气体处理区上部进入气体处理区7之后的无菌区AZ。显然，这将危及无菌区内部的无菌条件。此外，根据上述实施方式的设备适用于间歇操作。然而，应理解为该设备还适用于非间歇操作，即连续操作。此外，根据上述实施方式，设备的预热区、气体处理区以及通风区中的输入装置为生成螺旋流以及将从包装件返回的流变向的类型。当然，该类型的输入装置仅为可结合本发明使用的众多类型之一。类似地，除了过氧化氢之外的其他灭菌剂可结合本发明使用。以上，气体处理区7内部输入装置43的数量等于输出装置45的数量。此外，气体处理区7内部输入装置43的数量等于间隔装置49的数量。当然，此处可用替代配置。例如，可在间隔装置之间的子气体处理区内部设置额外的输入装置。此外，以上每一个输出装置45相对各自的输入装置43呈直线设置，输入装置43 的中心轴C与各自间隔装置49的挡板面重合。当然，这并非必要的。根据替代实施方式， 输入装置和/或输出装置可相对彼此和/或挡板面偏置。上述挡板组分别包含三片挡板；两片上部挡板和一片下部挡板。当然，挡板组可包含任何数量的挡板。例如，挡板组可包含一片向气体处理区上部和下部都延伸的单片挡板， 所述单片挡板具有用于传送机、纸板瓶以及载具装置通过的开口。又例如，挡板组可包含四片挡板，两片类似的上部挡板和两片类似的下部挡板。在上述实施方式中，气体处理区和通风区在与传输方向正交的方向上具有沙漏状横截面，即在区上部和下部之间具有限制处或限定处。当然，其他形状的该横截面也是可能的。例如，可代替地使用从通道各自侧壁上凸起的、距离预定间隔的两个反向板，用于形成限制处。此外，没有限制处的截面也是可行的。例如，横截面可为矩形，挡板组可覆盖尽可能多的横截面。此外，在上述实施方式中，气体处理区中上部的气态灭菌剂浓度将稍微高于其下部。当然，这并非必要的。在替代实施方式中，气体处理区上部和下部的灭菌剂浓度相同。 例如，这可通过降低下部挡板和设备壁之间的狭缝和/或增加进入气体处理区内的过氧化氢流入物来实现。最后，本发明设备可用于除了纸板瓶之外的其他包装件的灭菌。应该强调的是省略与发明不相关的细节的描述以及附图并非按照比例绘制的。
权利要求
1.用于对包装件(17)灭菌的设备(1)，其包括用于将所述包装件暴露在气态灭菌剂中的气体处理区(7)、用于将所述气态灭菌剂导入到所述气体处理区的输入装置0；3)、以及用于沿传输方向(T)传输所述包装件穿过所述气体处理区的传送机(15)，其特征在于其进一步包括被设置在所述气体处理区内部以将所述气体处理区的至少上部(5 分为子气体处理区(7a、7b、7c等等)的间隔装置(49)，每一个所述间隔装置具有用于所述包装件通过的开口(61)，至少多个输入装置03)中每一个被设置为朝各自间隔装置G9)的所述开口 (61)处提供所述气态灭菌剂的流。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述气态灭菌剂的所述流基本上在所述传输方向(T)上位于所述各自间隔装置G9)的所述开孔(61)的中心。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其进一步包括用于将所述气体处理区 (7)中的所述气态灭菌剂排出的输出装置(45)，所述至少多个输入装置被设置在所述气体处理区的上部(41)，所述输出装置被设置在气体处理区的下部07)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中每一个所述间隔装置G9)包括被设置在常规挡板面(P)上的挡板组(51)，所述常规挡板面(P)被设置为基本上与穿过所述气体处理区(7)的所述传输方向(T)正交。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其中所述至少多个输入装置中每一个的中心轴(C)基本上与所述各自间隔装置G9)的所述挡板面(P)相重合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中所述至少多个输入装置中每一个被设置在所述各自间隔装置G9)的所述开口(61)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其适用于在所述包装件(17)填充之前通过相同的所述包装件的各自开放末端0 对所述包装件灭菌。
8.根据权利要求7所述的设备(1)，其适用于间歇操作，其中所述传送机(15)被设置为传输所述包装件(17)，所述包装件(17)的各自开放末端09)面向所述至少多个输入装置(43)，从而使得在气体处理步骤中所述包装件的每一个基本上在所述传输方向(T)上位于所述各自间隔装置G9)的所述开孔(61)的中心，在所述气体处理步骤中气态灭菌剂被喷入包装件。
9.根据权利要求7或8所述的设备(1)，其中所述至少多个输入装置中的每一个包括用于通过所述包装件(17)的各自开放末端09)将所述气态灭菌剂喷入所述包装件 (17)的喷嘴(67)，用于暂时地接受从所述包装件返回的所述气态灭菌剂的有界空间(71)， 以及用于将返回的所述气态灭菌剂从所述包装件的所述各自开放末端沿着所述包装件的各自外表面(0)的方向引导出所述有界空间的引导组件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中所述气体处理区(7)在与所述传输方向(T)正交的方向上具有呈现为所述上部(5 和下部(5 之间的限制处的横截面。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中所述间隔装置G9)向所述气体处理区(7) 的所述上部(5 和所述下部(5 延伸以将所述气体处理区的所述上部和所述下部分为子气体处理区(7a.7b.7c等等)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中在所述气体处理区(7)中所述间隔装置G9)中每一个和所述设备内壁之间具有狭缝。
13.对包装件灭菌的方法，其包括将气态灭菌剂导入到用于包装件灭菌的设备的气体处理区、沿传输方向传输所述包装件穿过所述气体处理区、以及在所述气体处理区中将所述包装件暴露在所述气态灭菌剂中，其特征在于其进一步包括传输所述包装件穿过被设置在所述气体处理区内部以将所述气体处理区的至少上部分为子气体处理区的多个间隔装置的各自开口，以及朝至少多个所述间隔装置的所述开口处提供气态灭菌剂的流。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括提供基本上在所述传输方向上位于所述至少多个所述间隔装置的所述开孔的中心的所述气态灭菌剂的所述流。
15.根据权利要求13-14任一项所述的方法，其进一步包括在所述气体处理区的上部导入所述气态灭菌剂以及在所述气体处理区的下部将所述气态灭菌剂排出所述气体处理区。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其进一步包括间歇地传输所述包装件使得在气体处理步骤中每一个所述包装件在所述传输方向上位于所述各自间隔装置的所述开孔的中心，在所述气体处理步骤中气态灭菌剂被喷入所述包装件。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其进一步包括有通过所述包装件的各自开放末端将所述气态灭菌剂喷入所述包装件，暂时地接受从所述包装件返回的所述气态灭菌剂，以及将返回的所述气态灭菌剂从所述包装件的所述各自开放末端沿着所述包装件的各自外表面的方向引导出所述有界空间。
全文摘要
提供了用于包装件(17)灭菌的设备(1)以及对包装件灭菌的方法。所述设备包括用于将包装件暴露在气态灭菌剂中的气体处理区(7)、用于将所述气态灭菌剂导入到所述气体处理区的输入装置(43)、以及用于沿传输方向(T)传输所述包装件穿过所述气体处理区的传送机(15)。所述设备的特征在于其进一步包括被设置在气体处理区内部以将气体处理区的至少上部(53)分为子气体处理区(7a、7b、7c等等)的间隔装置(49)，每一个所述间隔装置具有用于包装件通过的开口(61)，至少多个输入装置中每一个被设置为在各自间隔装置的开口处提供所述气态灭菌剂的流。
文档编号B65B55/02GK102470944SQ201080026051
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月24日 优先权日2009年7月3日
发明者乌夫·林德布拉德, 詹妮·奥尔森 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司