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    • 专利摘要:
    Vorgestelltwird eine Gefäßbehandlungsmaschine,insbesondere zur Sterilisation von aus Kunststoff, Metall oder Glasbestehenden Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter mittels H2O2, ausgeführt inRundläufer-oder Linearbauweise. Dabei ist vorgesehen, dass im Strömungswegdes flüssigenund/oder gasförmigenH2O2 mindestensein, die Zersetzung des H2O2 fördernderKatalysator angeordnet ist.
    公开号:DE102004029803A1
    申请号:DE102004029803
    申请日:2004-06-19
    公开日:2006-01-12
    发明作者:Thomas Stienen
    申请人:KHS GmbH；
    IPC主号:A61L2-18
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Gefäßbehandlungsmaschine gemäß dem Oberbegriff desAnspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
    [0002] Beispielsweisein der Getränkeindustrie,d. h. beim Abfüllenvon Getränkenin Flaschen oder dgl. Behälterist es vielfach erforderlich, diese Behälter vor dem Füllen zurErzielung der erforderlichen Keimfreiheit und damit Haltbarkeitdes abgefülltenProduktes zumindest an deren Innenflächen zu sterilisieren. Bekanntist hierbei z.B. die sogenannte H2O2-Sterilisation. Bei einem dieser Verfahrenwird z.B. flüssiges H2O2 zunächst feinverstäubt einemLuftstrom beigemischt, wobei es sich in der Regel um einen Strom sterilerLuft handelt. Anschließendwird dieses H2O2-Luft-Gemisch einem Verdampferzugeführt,in welchem das noch flüssigeH2O2 vollständig verdampftwird. Nachfolgend wird dieses Dampf-Luft-Gemisch in die zu sterilisierendenBehältereingeleitet, wo das H2O2 sofortan den kalten Behälterinnenwandungenkondensiert und dort einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm bildet. Zur nunfolgenden Aktivierung des H2O2,d.h. zur Auslösungder Zersetzung des H2O2,ist es erforderlich, dieses auf eine bestimmte Temperatur zu erwärmen, bzw.diesem eine bestimmte Wärmemengezuzuführen,welche in der Regel durch ein Aktivierungsmedium auf das H2O2 übertragenwird. Bei diesem Aktivierungsmedium handelt es sich in den meistenFällenum in die Behältereingeblasene sterile Warmluft, welche bis auf die zur Aktivierungdes H2O2 erforderliche Temperaturerwärmtwurde.
    [0003] ImLaufe des Zersetzungsprozesses zerfällt das H2O2 in Wasser und freie Radikale, nämlich atomarenSauerstoff O und NO-Gruppen, welche die eigentliche Sterilisationim Wesentlichen durchführen. Nachdem Abschluss der Sterilisation werden die Behälter mittels Spül- und/oderTrockenluft ausgeblasen und getrocknet.
    [0004] Berichtetwurde ebenfalls von Verfahren, bei denen bereits in Dampfform vorliegendesH2O2 durch weitereTemperaturerhöhungenaktiviert bzw. in die Zersetzung überführt wurde.
    [0005] Diebekannten, mit Temperaturaktivierung arbeitenden Verfahren weisenzahlreiche Nachteile auf.
    [0006] Inerster Linie ist der hohe Zeitbedarf für die Aktivierung bzw. Zersetzungdes H2O2 in seinewirksamen Bestandteile zu nennen. Bei in der Praxis ausgeführten Anlagen wurdenZykluszeiten fürAktivierung, Sterilisation und anschließendes Spülen mit Spül- und/oder Trockenluft vonbis zu 20 Sekunden ermittelt, was bei den kundenseitig gewünschtenhohen Anlagenleistungen fürGefäßfüllmaschinenu.a. zur Folge hat, dass einer Gefäßfüllmaschine zwei oder sogardrei Gefäßbehandlungsmaschinenbzw. Sterilisationsvorrichtungen zugeordnet werden müssen, waseinen überausgroßenKostenaufwand bedeutet.
    [0007] Ebenfallsist es bei der Temperaturaktivierung des H2O2 von großem Nachteil, dass die immer häufiger eingesetztenKunststoffflaschen einer Temperaturbeschränkung unterliegen, wodurchdie maximale Aktivierungstemperatur begrenzt wird. Aufgrund dersich mit steigender Aktivierungstemperatur überproportional verkürzendenZersetzungszeit des H2O2 isteine möglichsthohe Aktivierungstemperatur gewünscht, übersteigtdiese jedoch die durch die Kunststoffflaschen vorgegebene maximaleTemperatur, so kommt es z.B. durch unerwünschte Verkleinerungen und/oderVerformungen der Kunststoffflaschen zu kostenträchtigen Schädigungen des Flaschenmaterials.
    [0008] Einweiterer Nachteil der Temperaturaktivierung besteht darin, dasses, insbesondere bei ausschließlicherSterilisation der Innenwandungen der Kunststoffflaschen zu mehroder weniger großen Temperaturunterschiedenin den Wandungen der Kunststoffflaschen kommen kann, wodurch esz.B. durch die Bildung von Rissen zu einer verminderten Haltbarkeitund zu Beeinträchtigungenhinsichtlich der optischen Anmutung der Behälter kommen kann.
    [0009] Aufgabeund Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben dargestelltenNachteile bei gleichzeitiger Erzielung einer deutlich verkürzten Aktivierungs-bzw. Zersetzungszeit fürdas H2O2 sicherzu vermeiden. Dazu sieht die Erfindung vor, die Zersetzung des H2O2 durch den Einsatzmindestens eines Katalysators zu beschleunigen, wobei die erforderlicheZersetzungstemperatur ebenfalls reduziert wird.
    [0010] ImNachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispielesnäher erläutert.
    [0011] ImEinzelnen zeigt die
    [0012] 1 und 3 invereinfachten Schnittdarstellungen Sterilisatorköpfe, und die
    [0013] 2 ineiner vereinfachten Draufsicht eine als Rundläufer ausgebildete Gefäßbehandlungsmaschine.
    [0014] Weiterbildungen,Vorteile und Anwendungsmöglichkeitender Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung vonAusführungsbeispielenund der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlichdargestellten Merkmale fürsich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,unabhängigvon ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil derBeschreibung gemacht.
    [0015] Die 1 zeigtin einer vereinfachten Darstellung einen Sterilisatorkopf 3,wie er zu mehreren sowohl an Rundläufer-, als auch an Linearmaschinen zurDesinfektion von Behälternangeordnet sein kann.
    [0016] Derals Ausführungsbeispielzu verstehende Sterilisatorkopf 3 dient zur H2O2-Sterilisationvon Behältern,z.B. temperaturempfindlichen PET-Flaschen.
    [0017] Unterden Sterilisatorköpfen 3,die z.B. in gleichmäßigen Winkelabständen amUmfang des Rotors 2 angeordnet sind, ist jeweils ein Behälter- oderFlaschenträgervorgesehen, an dem die jeweilige, zu sterilisierende Flasche z.B.hängendgehalten ist, und zwar achsgleich mit einer vertikalen SterilisatorkopfachseKA, sodass beim Aktivieren des Sterilisatorkopfes 3 einStrahl des heißenSterilisationsmedium in den Innenraum der sich unterhalb des Sterilisationskopfes 3 befindlichenzu sterilisierenden Flasche 4 Flasche ausgebracht werdenkann.
    [0018] DerSterilisatorkopf 3 besteht aus einem Erhitzer oder Wärmetauscher 5 miteinem Gehäuse 6, inwelchem u. a. ein die Achse KA schraubenartig umschließender Strömungs- oderHeizkanal 7 ausgebildet ist, und zwar bei der dargestelltenAusführungsformdadurch, dass in eine kreiszylinderförmige, achsgleich mit der AchseKA ausgebildete durchgehende Öffnungdes Gehäuses 6 einKern 8 eingesetzt ist, der an seinem Umfang eine den Strömungskanal 7 bildendeschraubenförmigeNut aufweist.
    [0019] Dasin der 1 obere Ende des nach außen hin geschlossenen Strömungskanal 7 stehtmit einer Sprüheinrichtung 9 inVerbindung, der überden Anschluss 10 sterile Druckluft zugeführt wirdund die eine Sprühdüse 11 besitzt,der überden Anschluss 12 und eine mit diesem Anschluss verbundene,nicht dargestellte Pumpe, beispielsweise einer Membran-Pumpe, H2O2 zugeführt wird,welches dann zur Bildung des H2O2-Luft-Aerosols über die Sprühdüse 11 als fein versprühter Strahloder Nebel in den die Sprüheinrichtung 9 durchströmenden Luftstromeingebracht wird, sodass dieses aus Luft und H2O2 bestehende Aerosol dann in den Strömungskanal 7 des Wärmetauschers 5 gelangt.
    [0020] Durcheine nicht dargestellte Heizeinrichtung, welche z.B. von einer elektrischenHeizpatrone mit Thermofühlergebildet sein kann, werden der Wärmetauscher 5 undinsbesondere auch der Kern 8 beheizt.
    [0021] Dasuntere Ende des Gehäuses 6 wirddurch geeignete Elemente gebildet, welche es gestatten, das denH2O2 -Dampf enthaltendeDampf-Luft-Gemisch kontinuierlich oder aber auch diskontinuierlich direktoder indirekt in die zu sterilisierenden Flaschen 4 abzugeben.Dazu kann beispielsweise ein Rohr 26 dienen, welches mitseiner Abgabeöffnung 27 zumindestzeitweise in die Flaschen 4 hineinreichen kann, oder aberauch mit seiner Abgabeöffnung 27 unmittelbarvor der Mündungder Flaschen 4 positioniert sein kann.
    [0022] DerWärmetauscherwird durch die Heizeinrichtung erwärmt, und zwar auf eine Temperatur,welche unter Berücksichtigungaller relevanter Parameter, wie z.B. Volumen- und/oder Massenstrom des H2O2 enthaltenden Aerosols, Ausgangstemperatur desAerosols, spezifischer Wärmekapazität usw. sicherstellt,dass das im Aerosol enthaltene H2O2 spätestensbeim Verlassen des Wärmetauschers 5 im gewünschtenMaße verdampftist.
    [0023] Beibekannten, dem Stand der Technik entsprechenden Ausgestaltungenist es üblich,den Wärmetauscher 5 z.B.auf Temperaturen in der Größenordnungvon 130-150°C zu erwärmt, wodurch häufig zusätzlicheMaßnahmenzur Vermeidung einer Überhitzungder Flaschen 4 erforderlich werden.
    [0024] Erfindungsgemäß ist vorgesehen,innerhalb des Weges des H2O2 bzw.des Weges des, das H2O2 enthaltendenAerosols mindestens einen Katalysator zur Auslösung und Unterstützung desZersetzungsprozesses des H2O2 beiniedrigen Temperaturen anzuordnen.
    [0025] Durchdie erfindungsgemäße Anordnung desmindestens einen Katalysators wird erreicht, dass die zur Auslösung desZersetzungsprozesses des H2O2 erforderlicheAktivierungsenergie herabgesetzt wird, so dass die Zersetzung schonbei z.B. Raumtemperatur mit großerGeschwindigkeit abläuft, wodurchdie wirksamen freien Radikale nicht erst durch zeitaufwändige thermischeAktivierung innerhalb der Flaschen 4 erzeugt werden müssen sondern direktin diese eingebracht werden können.
    [0026] Alschemisch wirksames Material fürden mindestens einen Katalysator könne alle in der Technik bekannten,für diesenAnwendungsfall geeigneten Materialien verwendet werden. So z.B.die bekanntermaßenbesonders gut geeigneten Edelmetalle der Platingruppe, aber auchz.B. Braunstein oder weitere Stoffe.
    [0027] Dabeibietet es sich an, diese Materialien in einer Form zu verwenden,welche eine besonders großewirksame Oberflächeaufweist. Insbesondere ist die Verwendung von aus Drähten kleinerDurchmesser hergestellter Drahtgeflechte und/oder durch pulvermetallurgischeVerfahren hergestellter Katalysatorelemente zu bevorzugen.
    [0028] Beispielhaft,aber den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränkend seiennachfolgend einigen Anordnungspositionen für den mindestens einen Katalysatorgenannt.
    [0029] Esist vorgesehen, das Innere des Rohres 26 zumindest teilweisemit einem Katalysator auszufüllen.
    [0030] Außerdem istvorgesehen, einen vorzugsweise aus porösem Material bestehenden Katalysatorals Abgabeelement fürdas sich zersetzende bzw. bereits zersetzte H2O2 auszubilden, wobei die Mantelfläche diesesAbgabeelementes luftdicht ausgebildet ist. Die Mündung dieses Abgabe-Katalysatorelementesendet vor der Mündungder Behälter 4 oder aberauch innerhalb des Behälters 4.
    [0031] Ebenfallsist vorgesehen, die Oberflächedes Wärmetauschers 5 zumindestteilweise mit einem als Katalysator wirksamen Material zu beschichten,bzw. den Wärmetauscher 5 zumindestteilweise aus einem solchen Material herzustellen.
    [0032] DesWeiteren ist vorgesehen, jedem Sterilisatorkopf bzw. jeder Behandlungsstationmindestens einen Katalysator direkt zuzuordnen, und/oder mindestenseinen Katalysator einer Gruppe von Sterilisatorköpfen zuzuordnen, und/oder allenSterilisatorköpfeneiner Sterilisationsmaschine gemeinsam mindestens einen Katalysatorzuzuordnen.
    [0033] Ineiner weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,den mindestens einen Katalysator als (zusätzliches) Heizelement auszubilden,wodurch sich weitere Möglichkeitenzur gezielten Steuerung des Zersetzungsprozesses des H2O2 ergeben.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Gefäßbehandlungsmaschine,insbesondere zur Sterilisation von aus Kunststoff, Metall oder Glas bestehendenFlaschen, Dosen oder dergleichen Behälter mittels H2O2, ausgeführtin Rundläufer-oder Linearbauweise dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungswegdes flüssigenund/oder gasförmigen H2O2 mindestens ein,die Zersetzung des H2O2 fördernderKatalysator angeordnet ist.
    [2] Gefäßbehandlungsmaschinenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eineKatalysator auf dem Weg des H2O2 vonseiner Quelle zu dem zu behandelnden Behälter (4) angeordnetist.
    [3] Gefäßbehandlungsmaschinenach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestenseine Katalysator innerhalb eines, das H2O2 und/oder dessen Zersetzungsprodukte inoder an die Behälter(4) leitenden Rohres (26) angeordnet ist.
    [4] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der Katalysator als ein, das H2O2 und/oder dessen Zersetzungsprodukte inoder an die Behälter (4)leitendes, aus porösemMaterial bestehendes Rohr (26) mit ausgebildet ist.
    [5] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass die Oberflächedes Wärmetauschers(5) zumindest teilweise als Katalysator ausgebildet ist.
    [6] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der Wärmetauscher(5) zumindest teilweise aus katalytisch wirksamen Materialbesteht.
    [7] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Katalysator aus Edelmetallen der Platingruppeund/oder Braunstein besteht.
    [8] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Katalysator mittels pulvermetallurgischerVerfahren hergestellt ist.
    [9] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Katalysator aus, aus Draht kleinen Durchmessershergestellten Drahtgeflechten besteht.
    [10] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Katalysator als Heizelement für das H2O2 bzw. dessen Zersetzungsprodukteausgebildet ist.
    [11] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass jedem Sterilisator mindestens ein Katalysator unmittelbar zugeordnetist.
    [12] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass einer Gruppe von Sterilisatoren mindestens ein Katalysatorunmittelbar zugeordnet ist.
    [13] Gefäßbehandlungsmaschinenach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass allen Sterilisatoren einer Gefäßbehandlungsmaschine mindestensein Katalysator unmittelbar zugeordnet ist.
    [14] Verfahren zum Betrieb einer Gefäßbehandlungsmaschine nach einemder vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung des H2O2 bei einer Temperatur unterhalb der maximalzulässigenTemperatur der zu behandelnden Behälter erfolgt.
    [15] Verfahren zum Betrieb einer Gefäßbehandlungsmaschine nach einemder vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung des H2O2 bei einer Temperatur unterhalb der Rückverformungs-und/oder Schrumpfungstemperatur von Kunststoffbehältern erfolgt.
    [16] Verfahren zum Betrieb einer Gefäßbehandlungsmaschine nach einemder vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung des H2O2 bei Raumtemperatur erfolgt, vorzugsweiseim Temperaturbereich von 15 bis 25 °C.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004029803A|DE102004029803B4|2004-06-19|2004-06-19|Gefäßbehandlungsmaschine zur Sterilisation von Behältern mittels H2O2|DE102004029803A| DE102004029803B4|2004-06-19|2004-06-19|Gefäßbehandlungsmaschine zur Sterilisation von Behältern mittels H2O2|
    AT05011067T| AT497789T|2004-06-19|2005-05-23|Gefässbehandlungsmaschine zur sterilisation von behältern mittels h202|
    EP05011067A| EP1607106B1|2004-06-19|2005-05-23|Gefässbehandlungsmaschine zur Sterilisation von Behältern mittels H202|
    DE502005010947T| DE502005010947D1|2004-06-19|2005-05-23|Gefässbehandlungsmaschine zur Sterilisation von Behältern mittels H202|
    PL05011067T| PL1607106T3|2004-06-19|2005-05-23|Container processing machine for sterilizing containers with H₂O₂|
    JP2005169368A| JP2006001649A|2004-06-19|2005-06-09|Ｈ２ｏ２によって容器を滅菌するための容器処理機|
    US11/156,267| US20060011262A1|2004-06-19|2005-06-17|Beverage bottling plant for filling bottles with a liquid beverage material having a treatment device for the treatment of bottles|
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