METHOD OF STERILIZING PACKAGING MATERIAL AND/OR PACKAGING DEVICES

Abstract: 1. Process for obtaining a sufficient degree of sterility of packaging material destined for packaging acidic filling material having a pH value below 4.6, in particular of preformed packaging containers for such a purpose, or of packaging equipment and accessories thereof, by treatment of their surfaces with a flowing steam/air mixture under atmospheric pressure, characterized in that the surfaces are treated with a moist steam/air mixture of a temperature of 80 degrees to 140 degrees C, preferably 80 degrees to 120 degrees C, and a moisture content of 10 to 50 %, preferably 20 to 40 %.

Description: Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial und/oder Verpackungsvorrichtungen Stand der Technik Die erfindung geht aus von einem Sterilisierverfahren für Verpackungsmaterial oder Verpackungsvorrichtungen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem solchen beispielsweise aurch die DE-A-2 839 543 und die DE-A2 919 015 bekannt gewordenen Verfahren werden aus thermoplastischem Kunststoff geformte Verpackungsbehälter, wie Joghurt-Becher, mit einem Wasserdampf/Luftgemisch behandelt. Um einen ausreichenden Grad an Keimfreiheit zu erzielen, sollen die Becher auf eine Temperatur von minestens 140 C erhitzt werden. Dazu wird das Gemisch aus Sattdampf mit einer Temperatur von 138 C und Luft gebildet und vor der Anwendung auf eine Temperatur von 250 bis 275 C aufgeheizt. Durch die zusätzliche Aufheizung des Gemisches ist das bekannte erfahren weitgehend ein trockenthermisch wirkendes Sterilislerverfahren und wirkt ähnlich wie die bekannten Verfahren, die mit überhitztem Wasser- dampf, Heissgas oder Heissluft arbeiten. 9ei diesen bekannten Sterilisierverfahren bleibt die lange bekannte Tatsache unberücksichtigt, dass Mikroorganismen und Sporen in feuchter Hitze weniger widerstandsfähig sind als in trockener Hitze. Es sind daher auch schon Sterilisierverfahren entwickelt worden, die mit Sattdampf im Überdruckbereich arbeiten (DE-A-2 519 329 und DE-A-3 031 084). Bei diesen bekannten Verfahren ist jedoch nachteilig, dass die zu sterilisierenden Verpackungsbehälter oder -materialien in druckfesten Behältern behandelt werden müssen, die relativ aufwendig und umständlich zu bedienen sind. Ferner ist ein Sterilisierverfahren bekannt geworden, bei dem die Behälter mit strömendem Wasserdampf bei Atmosphärendruck behandelt werden (DE-A-3 044 061). Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass bei Verpakkungsmaterialien mit einer Kartonschicht Feuchtigkeit in den als Schwamm wirkenden Sarton an den Schnittkanten eindringen kann, was zum Erweichen des Packstoffes und zu Schwierigkeiten beim anschliessenden Heisssiegeln führen kann. Um zu verhindern, dass von Einrichtungen und Zubehör von Verpackungsmaschinen auf das Füllgut oder des Verpackungsmaterial Infektionen übertragen werden, ist es schliesslich durch die DE-A-1 642 069 bekannt, Abfüll- und Dosierräume, Leitungen, entile, Filter und dgl. Teile einer Verpackungsmaschine, mit denen das Füllgut oder die dieses umgebende luft in Berüh- rung kommen, mit Hilfe von Sattdampf von 125 3 und 2,5 bar Überdrück vorgängig der Inbetriebnahme der Verpackungsmaschine zu sterilisieren. Zum Erzielen eines hinreichenden Sterilität 5 grad es wird die Behan iung ber eine Zeitdauer von mehreren Niinuten durchgeführt. Nachteilig dabei ist, dass dazu die Vinrich- tungen zur Aufnahme des Überdrucks ausgestaltet sein müssen. Bei alternativer Anwendung von Heissdampf mit atmosphärischem Druck sind sehr viel höhere Temperaturen und!oder längere Behandlungszeiten erforderlIch. Bereits in Verpackungsmaschinen eingeführte Verpakkungsmaterialien aus Kunststoff vertragen derart hohe Temperaturbelastungen über längere Zeit nicht. Sie erweichen und verkleben mit Maschinenteilen, so dass ein Anlaufen der Maschine verhindert wird. Ferner verstopft Dampfkondensat die zur Aufrechterhaltung einer sterilen Atmosphäre in Verpackungsmaschinen angeordneten Luftentkeimungsfilter (HOSCH-Filter). Es ist daher ein thermisches Sterilisierverfahren erstrebenswert, bei dem die thermische Belastung der zu sterilisierenden Teile, wie insbesondere Verpak kungsmaterial und Hochleistungs-Filter gering ist und in kurzer Zeitdauer durchgeführt werden kann. Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemässe Entkeimungsverfahren mit den kennzeichnenden sIerkmalen des Hauptanspruchs hat überraschend erwiesen, dass eine Abtötung der für Lebensmittel mit einem pE-Wert unter 4,6 relevanten Flora bei geringer Wärmebelastung und in relativ kurzer Zeit bei atmosphärischem Druck möglich ist. Dieses relativ milde thermische Entkeimungsverfahren setzt ausserdem nur einen geringen Energieaufwand voraus. ist besonders geeignet zum Behandeln von Verpackungs- behältern aus thermoplastischem Kunststoff oder mit solchem beschichteten material zum Sterilverpacken saurer Lebensmittel, deren pH-Wert unter 4,6 liegt, wie beispielsweise Fruchtsäfte, Gemüsesäfte, ein und Sauermilchprodukte. In solchen sauren Gütern kann nur eine eingeschränkte Auswahl von Mikroorganismen wachsen, nämlich Schimmelpilze, Hefen, und säurebildende Bakterien. Diese Mikroorganismen sind thermisch relativ empfindlicher als übliche Bakterien. werner lassen sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren auch Ein- richtungen und Zubehör von Verpackungsmaschinen unter schonenden Bedingungen sterilisieren. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Mass- nahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung des im Hauptanspruch angegebenen ntkelmungsvera'r'rens mc- lich. Wenn nach der eigentlichen Entkeimungsphase mit einem Wasserdampf/Luft-Gemisch die behandelten Oberflächen des Verpackungsmaterials, der Verpak kungsbehälter oder der Maschinenteile mit Heissluft mit einer Temperatur von 80 bis 1200 C nachgetrock- net werden, ist es besonders vorteilhaft, das Wasser- dampf/Luft-Gemisch aus Heissluft mit der Temperatur der Trocknungsluft und mit Sattdampf zu bilden. Beschreibung der Erfindung Zum keimfreien Verpacken saurer Lebensmittel sollen Verpackungsbehälter vor dem Befüllen und Verschliessen keimfrei gemacht werden. Die Behälter bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff oder aus einem Mehrschichtpackstoff, der beispielweise aus einem Polyäthylen/Karton/Aluminium/Polyäthylen verbund besteht. In jeweils einen offenen Behälter wird eine Düse eingeführt, die den grössten Teil des nnenraums des Behälters ausfüllt und seitlich zur Wand des Behälters hin einen Ringraum freilässt. vor ausgehend wird zum Vorwärmen während einer Zeitdauer von 1,2 Sekunden Heissluft mit einer Temperatur von 80 bis 1000 C in den Behälter eingeblasen. In der anschliessenden Entkeimungsphase wird durch die Düse ein Wasserdampf/LuSt-Gemisch unter atmosphärischem Druck zugeführt. Das Gemisch wird gebildet durch Vermischen von Heissluft mit einer Temperatur von 800 bis 1200 C und Sattdampf, der sich beim Mischen entspannt. Der Gewichtsanteil des Sattdampfes an dem Gemisch beträgt 10 bis 50 %. Die Temperatur des Gemischs beträgt 850 bis 140 C, vorzugsweise 850 bis 1200 C. Das Was serdampf/Luft-Gemisch wird während einer Zeitdauer von 1,2 Sekunden aus der Düse gegen den Boden des Behälters und anschliessend durch den Ringraum zwischen der Düse und der Innenseite des Behälters geleitet. Zum Entfer- nen von Feuchtigkeitsresten nach der Entkeimungsphase wird anschliessend sterile Heissluft mit einer Temperatur von 80 bis 120 C eingeführt, die ebenfalls durch den Ringraum strömt und trocknend wirkt. Anstelle des Zu- führens von Heissluft und Wasserdampf/Luft-Gemisch durch dieselbe Düse, können auch mehrere Düsen nebeneinander angeordnet sein, durch die jeweils nur Heissluft oder das Gemisch geleitet wird, und denen Verpackungsbehälter nacneinander zugeführt werden. m eine Reinfekt Ion der Behälter zu verhindern, sind die Düsen in einer Kammer angeordnet, in der eine sterile Atmosphäre aufgebaut ist. Zum Testen des beschriebenen Entkeimungsverfahrens wurden miU Schimmelpiz sporen beladene Versuchsplättchen in Behälter eingeklebt und diese dann mit einem Wasser- dampf/Luft-Gemisch beströmt. Die an die Taktzeit von Verpackungsmaschinen angepasste Behandlungsdauer wurde auf 1,2 Sekunden eingestellt. Die Plättchen hatten einen Durchmesser von 50 Millimeter und waren unterschiedlich mit etwa 103, 105, 107 und 109 Keimen der Arten Aspergillus niger, Lactobacillus lactis, Leuconosto@ mesenteroides und Saccaromyces cerevisiae beladen. Es zeigte sich, dass bereits bei einer Beströmung der Plättchen bzw. der Behälterinnenwand mit dem Wasserdampf/Luft-Gemisch mit einer Temperatur von 80 bis 85 C ein deutlicher Entkeimungseffekt erzielt wurde. Bei einer Temperatur von 90 bis 100 C wurde eine vollständige Abtötung der Keime festgestellt. Bei einer ersten Versuchsreihe mit einem Wasserdampf/Luft Gemisch mit einer Temperatur von 950 und einem Wassergehalt von 15 Gewichtsprozent ergaben sich folgende Ab- tötungsraten: 2 bis 3 Zehnerpotenzen bei Asperglljus niger und Lactobacillus lactis 4 bis 5 Zehnerpotenzen bei Leuconostoc mesenteroides und 6 bis 7 Zehnerpotenzen bei Saccharomyces cerevisiae. Bei ebenfalls 95 C des Wasserdampf/Luft-Gemischs jedoch einem Wassergehalt von 33 % waren die Abtötungsraten sei Aspergillus niger etwa 5 Zehnerpotenzen, und ei den übrigen, oben genannten Keimarte. höher als eh erpotenzen. Bei einer Temperatur von 1000 0 des Was- serdampf/Luft-Gemischs und einem 37 %-igen Wasserdampfgehalt Lagen die Abtötungsraten bei Aspergillus niger höher als 7 Zehnerpotenzen und bei den übrigen drei Arten sogar höher als 9 Zehnerpotenzen. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass durch Vorwärmen der Packungen vor der Sterilisierungsphase der Kondensatanfall während der Sterilislerphase vermindert werden kann. Durch die nachträgliche Trocknung mit Heissluft wird angefallenes Kondensat vollständig beseitigt. In Fällen, wo auf eine völlig trockene Packung verzichtet werden kann, da die geringen Kondensatmengen nur zu einer vernachlässigbar kleinen Konzentrationsänderung des Füllguts führen, kann sowohl die Vorwärmung als auch die Nachtrocknung unterbleiben, wobei innerhalb der angegebenen Grenzen noc ein gutes mikrobiologisches Ergebnis erzielbar ist. Als besonders vorteilhaft hinsichtlich der zum Durchführen es erfindungsgemässen Verfahrens zu verwenden den Einrichtung hat sich gezeigt, dass der zum Vorwärmen und/oder Nachtrocknen verwendeten heissluft zum Durchführen der Sterilisierphase kurzzeitig, beispielsweise während 1,2 Sekunden, Sattdampf zugemischt wird. Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass das oben beschriebene Verfahren auch zum Entkeimen von Packstoffbahnen oder -zuschnitten, aus denen anschliessend der packungen geformt werden, in gleicher Weise durchge- führt werden kann, wobei beispielsweise eine Breit- schlitzdüse verwendet wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur zum Steri- lisieren von Packstoffen und Verpackungsbehältern durchführbar, sondern mit gleichem Erfolg auch zum Vorsterilisieren von Verpackungsvorrichtungen und deren Zubehör, wie Kammern, Füll- und Schliesseinrichtungen, Leitungen, Filter und dgl. Da diese Teile weniger wärmeempfindlich sind und eine grössere zu erhitzende Masse aufweisen, ist die zeitdauer langer einzustellen, während der die Teile mit einem Was- serdampf/Luft-Gemisch beaufschlagt und beströmt werden. Wesentlich hierbei ist, dass die Oberflächen der Vorrichtungsteile auf eine Temperatur von 70 bis 100 C, insbesondere 850 bis 900 C, aufgeheizt wer- den. Zum Testen der Brauchbarkeit des oben zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern beschriebenen Verfahrens zum Sterllisieren von Verpackungsvorrichtun- gen wurde ein Versuch an einem thermisch- und feuch- tigkeitsempfindlichen Hochleistungs-Schwebstofffilter (HOSCH-Filter) durchgeführt, da solche Filter zum Entkeimen von Luft oder Gasen verwendet werden, aie zum Erhalten einer keimfreien Atmosphäre in die Abpackkammer eingeleitet werden. Während einer Zeitdauer von zwei Minuten wurde ei Wasserdampf/Luft-Gemisch mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 35 % und einer Tem- peratur von 980 C durch ein HOSCH-Filter geleitet. Die Abtötung der zuvor aufgebrachten Schimmelpilze Aspergillus niger war grösser als 7 Zehnerpotenzen. Ahnliche Versuche ergaben, dass Wasserdampf/Luft-Ge- mische mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 40 % und einer temperatur von 80 bis 100 C zum Sterillsieren von Maschinenteilen einen hinreichend hohen Sterilitätsgrad erbringen.

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial, insbesondere von vorgeformten, zur Aufnahme von saurem Füllgut bestimmten Verpackungsbehältern,oder Verpak kungsvorrichtungen und deren Zubehör durch Behandeln deren Oberflächen mit einem Wasserdampf/Luft-Gemisch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen mit einem strömenden, feuchten Wasserdampf/Luft-Gemisch mit einer Temperatur von 80 Bis 140 C, vorzugsweise 80 bis 120 C, und einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 50 , vorzugsweise 23 bis 40%, behandelt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net,dass das Wasserdampf/Luft-Gemisch aus Heissluft mit einer Temperatur von 80 bis 120 5 und mit Sattdampf gebildet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geken.n- zeichnet, dass vor dem Behandeln des Verpackungsmaterials mit Wasserdampf/Luft-Gemisch das Material mit Heissluft vorgewärmt und nach dem Behandeln mit Heiss luft nachgetrocknet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das "erpackungsmaterial während einer bestimmten Zeitdauer mit Heissluft behandelt wird und dass während dieser Zeitdauer der Heissluft kurzzeitig Sattdampf zu gemisch wird.

Inventors: BUCHNER, NORBERT, PROF. DR.-ING., VOGELE, GUNTER, WILKE, BERND, DIPL.-ING., Vögele, Günter
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1984
Main classification: B65B55
IPC codes: B65B55