способ и устройство для обработки одноразовых емкостей из полимерного материала

Формула изобретения

1. Способ обработки в процессе наполнения одноразовых емкостей из полимерного материала с их соединительной арматурой, в котором в контакт с очищаемыми поверхностями вводят стерилизационную среду, отличающийся тем, что стерилизационной средой являются газ с возможностью активации или аэрозоль, при этом активацию стерилизационной среды проводят с использованием катализатора и/или подачи внешней энергии, например света и/или тепла, а ввод стерилизационной среды в контакт с очищаемыми поверхностями осуществляют при температуре ниже критической температуры для материала одноразовой емкости из полимерного материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стерилизационную среду активируют перед и/или во время, и/или после контакта с очищаемыми поверхностями или при попадании на них.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что стерилизационную среду в ходе ее активации химически разделяют, по меньшей мере, на компонент стерилизации и остаточный компонент.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что посредством стерилизационной среды очищают внутренние, и при необходимости и внешние поверхности одноразовой емкости из полимерного материала.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что одноразовую емкость из полимерного материала после окончания процесса стерилизации прополаскивают чистящей средой и создают давление для закачивания жидкости под давлением.

6. Устройство для обработки одноразовых емкостей из полимерного материала, в частности больших одноразовых емкостей таких, как одноразовые кеги (1), в процессе их наполнения, для осуществления способа по любому из пп.1-5, снабженное накопительным резервуаром (10) для стерилизационной среды, входящей в контакт с очищаемыми поверхностями, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью поддержания постоянной температуры стерилизационной среды ниже критической температуры для материала одноразовой емкости из полимерного материала.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено средством (11) для активации стерилизационной среды, например катализатором или ультрафиолетовой лампой, или микроволновым генератором.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно снабжено машиной для выдувания емкостей.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и устройству для обработки одноразовых емкостей из полимерного материала, в частности таких больших одноразовых емкостей из полимерного материала, как одноразовые кеги, в процессе их наполнения, после чего в контакт с очищаемыми поверхностями входит стерилизационная среда. Говоря о больших одноразовых емкостях из полимерного материала, речь идет, как правило, о таких емкостях, вместимость по объему которых составляет 30 л или даже 50 л. Во всяком случае, рабочий объем таких больших одноразовых емкостей из полимерного материала всегда составляет более 10 л.

Уровень техники

Использование одноразовых емкостей из полимерного материала, в частности, для производства напитков, в частности для вмещения напитков, постоянно растет. Для этого имеются несколько причин. На первом месте сначала стоит значительно более простое манипулирование ими вследствие меньшего веса, по сравнению с емкостями из стекла. Как следствие, ниже становятся также и транспортные расходы.

Кроме того, конечные пользователи все больше требуют значительно меньшего веса разлитых емкостей для минимального уменьшения физических нагрузок. Это относится также, в частности, и к большой одноразовой емкости из полимерного материала, а также к одноразовым кегам. Пивоварни все больше используют их для снабжения ресторанов. Наряду с преимуществами более простой манипуляции с ними и более незначительного веса в отношении этого можно привести еще в качестве довода и другое преимущество: одноразовые кеги после их опорожнения можно сжимать или складывать, то есть они имеют по сравнению с разлитым состоянием значительно уменьшенный объем. Кроме того, их стоимость незначительна. До настоящего времени такие одноразовые кеги непосредственно сдают в утилизацию, хотя также, по существу, возможно, естественно, их повторное использование в понимании системы сдачи под залог.

При розливе жидких продуктов и в данном случае, в частности, напитков особенно следует сохранять их микробиологическое качество. В DE 4427577 С2 упомянутые емкости стерилизуют термически для уничтожения вредных для соответствующих продуктов микробов. Чтобы достигать этого, в стерилизуемую бутылку подают, например, пар или горячую воду. Однако известный в этом отношении способ можно использовать только для повторно используемого кега из алюминия или, например, для бутылок из стекла. Для одноразовой емкости из полимерного материала этот способ не подходит или едва подходит.

Используемые полимерные материалы для изготовления таких одноразовых емкостей из полимерного материала чувствительны к температуре, поскольку недостающая температурная стабильность позволяет только очень ограниченную обработку теплом или, в общих чертах, пастеризацию. В частности, например, состоящие из PET (полиэтиленгликольтерефталата) одноразовые емкости из полимерного материала нельзя нагревать более чем 60°С. Так как только кратковременное нагревание до величины более чем 70°С часто приводит к разрушению емкости.

По этой причине одноразовые емкости из полимерного материала часто приводят на практике в стерильное для напитков состояние посредством способа промывки с добавлением дезинфицирующих средств. Такое стерильное для напитков состояние означает, что непосредственно после описанного способа одноразовую емкость из полимерного материала можно наполнять жидким продуктом.

В известных из практики способах промывки одноразовые емкости из полимерного материала располагают своими горловинами вниз. Через эту горловину в одноразовую емкость из полимерного материала впрыскивают такое количество промывочной жидкости или дезинфицирующего средства и с такой скоростью, чтобы надежно достигать дна емкости. По окончании прополаскивают промывочной жидкостью, смачивающей внутренние стенки для их очистки. Промывочная жидкость снова вытекает при этом процессе через горловину из одноразовой емкости из полимерного материала.

Описанный и известный из практики способ промывки подходит для бутылок из полимерного материала, однако не подходит для использования для больших одноразовых емкостей из полимерного материала, таких как одноразовые кеги. В противоположность одноразовому кегу, бутылки из полимерного материала в момент промывки имеют открытые отверстия емкостей, свободные от вставных деталей, а следовательно, открытые, что значительно облегчает введение, а также вытекание промывочной жидкости. Одноразовые кеги снабжены, в противоположность этому, как правило, соединительной арматурой, препятствующей описанной промывке или делающей ее едва ли возможной. Пример такой соединительной арматуры описывается в публикации DE 3105706 А1. Поэтому соединительные арматуры и/или внутренние устройства в одноразовом кеге практически не позволяют промывку с приемлемыми издержками, так что такие способы практически не подходят для одноразовых кегов или, в целом, для больших одноразовых емкостей из полимерного материала. Для этого находит применение изобретение.

В основе изобретения лежит техническая задача по усовершенствованию способа обработки одноразовых емкостей из полимерного материала и в данном случае, в частности, больших одноразовых емкостей из полимерного материала прежде описанного выполнения. Техническим результатом является обеспечение безупречной очистки и дезинфекции с незначительными затратами, с учетом недостаточной температурной стабильности.

Для достижения этого технического результата в способе предусмотрено, что стерилизационную среду непрерывно подводят к очищаемым поверхностям с температурой значительно ниже критической для материала температуры, свойственной для материала одноразовой емкости из полимерного материала. При этом, что особенно оказалось эффективным, если в качестве стерилизационной среды используют стерилизационный газ с возможностью активации или, в целом, стерилизационную среду с возможностью активации. Причем активацию стерилизационной среды или стерилизационного газа проводят, в целом, с использованием катализатора и/или подачи внешней энергии. Подачу внешней энергии можно осуществлять посредством подачи, например, света, тепла, механической энергии и так далее.

В частности, согласно изобретению находит применение специальная стерилизационная среда, а именно, как правило, стерилизационный газ с возможностью активации. Этот стерилизационный газ отличается тем, что он легко достигает очищаемых поверхностей, в частности, во внутренней части одноразового кега, а также во внутренней части соединительной арматуры через соединительную арматуру или через проходящую в кег так называемую "шпагу". Вследствие того, что стерилизационная среда или стерилизационный газ активируют снаружи, в конечном счете, тепловая стерилизация не происходит, а имеет место холодная стерилизация, происходящая с химическими процессами распада.

Фактически стерилизационная среда или стерилизационный газ распадается, в частности, в ходе его активации, по меньшей мере, на компонент стерилизации и остаточный компонент. В качестве стерилизационного газа в рамках изобретения рекомендуют использовать, например, озон, а также перекись водорода. Оба газа или стерилизационные газы могут обычно распадаться при активации на свободные радикалы, в частности на атомарный кислород и НО группы. При этом, в частности, свободные радикалы кислорода в качестве компонента стерилизации несут ответственность за действия, убивающие микробы на поверхностях, куда они соответственно поступают. Остаточный компонент (большей частью вода) напротив безвреден, что касается последующего наполнения емкостей жидким продуктом.

Активация стерилизационной среды или стерилизационного газа может происходить перед и/или во время и/или после его внесения или нанесения на обрабатываемые поверхности. Это зависит от способа активации, который осуществляют. В частности, из другой публикации (ср. DE 102004029803 B4), по существу, известна такая активация стерилизационного газа или стерилизационной среды, при которой в направлении ее потока располагают, по меньшей мере, один катализатор, ускоряющий распад стерилизационной среды. В этом случае стерилизационную среду активируют перед ее встречей с очищаемой поверхностью или попаданием на нее.

Кроме того, возможна активация стерилизационной среды, например, посредством ультрафиолетового света во время и/или после ее встречи или попадания на очищаемую поверхность. Фактически указанный ультрафиолетовый свет можно подавать относительно легко во внутреннюю часть такой большой одноразовой емкости из полимерного материала, либо непосредственно через пропускающую ультрафиолетовый свет стенку полимерного материала, либо, например, с помощью проведенного насквозь через соединительную арматуру световода или нескольких таких световодов. Кроме того, предполагается, например, располагать в направлении потока ультрафиолетовую лампу. В качестве альтернативы или дополнительно активацию можно осуществлять также посредством обработки ультразвуком и/или микроволновым излучением. Обычно оба вида энергии можно легко подавать снаружи во внутреннюю часть большой одноразовой емкости из полимерного материала.

Чтобы достигать полной и занимающей большую площадь очистки или дезинфекции одноразовой емкости из полимерного материала, рекомендуют чистить как внутренние поверхности, так и при необходимости внешние поверхности указанной одноразовой емкости из полимерного материала. Кроме того, опционально чистке посредством стерилизационной среды может подвергаться также соединительная арматура. То есть одноразовая емкость из полимерного материала претерпевает полную очистку изнутри и, по меньшей мере, внешних поверхностей на участке горловины. Кроме того, в этом случае можно дезинфицировать или очищать еще и соединительную арматуру с ее уплотнениями и уплотнительными поверхностями. После очистки указанную соединительную арматуру предпочтительно вставляют затем в горловину одноразовой емкости из полимерного материала и соединяют с ней или соединительная арматура была подвергнута очистке, уже находясь в горловине.

После окончания процесса стерилизации рекомендуют прополаскивать одноразовую емкость из полимерного материала чистящей средой. Под чистящей средой речь идет предпочтительно о находящемся под давлением газе, обеспечивающем также в последствии необходимое давление во внутренней части одноразовой емкости из полимерного материала для обеспечения последующей возможности розлива под давлением жидких продуктов в одноразовую емкость из полимерного материала.

Предметом изобретения является также устройство, подходящее для обработки одноразовых емкостей из полимерного материала и предназначенное, в частности, для осуществления описанного способа.

Так или иначе, в рамках изобретения впервые удается осуществлять стерильный для напитков розлив, в частности, в большие одноразовые емкости из полимерного материала из термочувствительного полимерного материала. В рамках изобретения этого достигают вследствие того, что используют специальную стерилизационную среду, подводимую к очищаемым поверхностям с температурой значительно ниже критической температуры материала, свойственной для материала одноразовой емкости из полимерного материала. Работа в низком диапазоне температур удается, поскольку стерилизационная среда начинает действовать уже в диапазоне допустимых температур. Возможная необходимая активация стерилизационной среды предпочтительно не происходит посредством высокой температуры, в частности, посредством нагревания всей одноразовой емкости из полимерного материала, а происходит посредством (холодного) химического процесса распада, инициируемого снаружи, или посредством целенаправленного ввода тепла в стерилизационную среду.

В целом подведение стерилизационного газа с нужным эффектом стерилизации обеспечивает, таким образом, очистку одноразовой емкости из полимерного материала от возможно имеющихся микробов и ее стерильность. При этом использование, например, озона или перекиси водорода в качестве возможного стерилизационного газа обеспечивает, чтобы его применение не приводило к повышению концентрации кислорода в кеге. Это обеспечивает также обязательный после процесса стерилизации процесс полоскания чистящей средой.

Вследствие того, что предпочтительно используют стерилизационный газ, стерилизационную среду легко подводят через так или иначе имеющуюся или обязательную соединительную арматуру в большую одноразовую емкость из полимерного материала. Это происходит большей частью через так называемую "шпагу". Одновременно кольцевой канал в такой соединительной арматуре обеспечивает возможность свободного выхода указанного стерилизационного газа из большой одноразовой емкости из полимерного материала. Конструкцию такой арматуры можно, например, найти в уже названной публикации DE 3105706 A1.

В целом, все поверхности, входящие в контакт с разливаемым жидким продуктом, стерилизуются безупречно. К этим поверхностям относятся также элементы и поверхности соединительной арматуры или фитинга, так как он открыт во время этапа очистки, так что протекающая стерилизационная среда или стерилизационный газ достигает всех соответствующих поверхностей, уплотнений, поверхностей уплотнений и так далее.

При этом срок обработки стерилизацией зависит от действия использованного для стерилизации стерилизационного газа и, само собой разумеется, также от того, насколько интенсивно и быстро осуществляют активацию стерилизационного газа. Во всяком случае, после окончания процесса стерилизации происходит ополаскивание чистящей средой, говоря о которой речь предпочтительно идет о находящемся под давлением газе, в частности CO₂. Таким образом, чистящая среда непосредственно в качестве находящегося под давлением газа может найти применение при заключительном розливе жидкого пищевого продукта, например пива. В данном случае очевидны существенные преимущества.

Далее приводится более подробное описание изобретения с помощью изображенного на чертежах только одного примера выполнения. На чертежах показано следующее.

Фиг.1. Соответствующее изобретению устройство, вид в разрезе.

Фиг.2. Соответствующее изобретению устройство, общий вид.

На фиг.1 изображена большая одноразовая емкость из полимерного материала в виде одноразового кега 1. Одноразовый кег 1 из полимерного материала изготовлен, например, из PET (полиэтилентерефталата). Это является, само собой разумеется, только в качестве примера и не ограничивается им. Во всяком случае, одноразовый кег 1 служит, в целом, для вмещения жидких продуктов, предпочтительно для вмещения напитков, а именно пива. Для этого одноразовый кег 1 располагают в изображенном на фиг.1 перевернутом положении, а его арматуру 2 клапана соединяют с наполнительной головкой-дозатором 3. В наполнительной головке-дозаторе 3 находится толкатель 4 с возможностью осевого перемещения, который соответственно изображению на фиг.1 может закрываться и открываться.

С помощью толкателя 4 можно поднимать клапан 5 внутри наполнительной головки-дозатора 3 с соответствующего седла 6 клапана, как это изображено в правой части фиг.1. Таким образом, среда продукта, в данном случае жидкость или напиток, или пиво, может протекать через внешний кольцевой канал или канал 7 для продукта вовнутрь бочки. Это изображено соответствующими стрелками.

Как это разъясняется в общем виде согласно фиг.2, пиво или в целом напиток резервируют в накопительном резервуаре 9 для напитка, сообщающемся с кольцевым каналом 7. Кроме того, на чертеже виден еще газоотводный канал 8 для находящегося под давлением газа, проходящего через внутреннюю часть толкателя 4, выполненного как полый цилиндр. Газоотводный канал 8 продолжается в восходящей трубке или во вставной "шпаге" S, который или которая выступает во внутреннюю часть одноразового кега 1. В правом изображении в соответствии с фиг.1 открыты как внешний кольцевой канал или канал 7 для продукта, так и газоотводный канал 8.

Стерилизационную среду можно подводить затем в изображенный одноразовый кег 1 через газоотводный канал 8 перед наполнением жидким продуктом или пивом. Для этого выполнен другой накопительный резервуар 10 для стерилизационной среды, из которого она попадает во внутреннюю часть одноразового кега 1.

Согласно изобретению стерилизационную среду подводят к очищаемым поверхностям во внутренней части одноразового кега 1, а также на участке выполненного в нем соединительной арматуры 2, 3 из арматуры 2 клапана и наполнительной головки-дозатора 3. Это практически происходит холодным способом, в частности, посредством химической реакции распада. Фактически в качестве стерилизационной среды используют с возможностью активации и находящийся в накопительном резервуаре 10 стерилизационный газ, имеющий температуру ниже критической для материала температуры одноразового кега 1 во время всей обработки им одноразового кега 1, а также соединительной арматуры 2, 3. В данном случае критическая для материала температура при использовании полимерного материала для изготовления одноразового кега 1, например полиэтилентерефталата, составляет, во всяком случае, ниже 50°С, большей частью даже еще ниже 40°С. Это необходимо, чтобы в любом случае имелась возможность исключать повреждения полимерного материала.

Для активации используемой стерилизационной среды или стерилизационного газа предусмотрено устройство 11 активации. В данном случае речь может идти о катализаторе 11, установленном в канале 12 подачи для вытягиваемого из накопительного резервуара 10 стерилизационного газа. Разумеется, устройство 11 активации может быть выполнено также в виде ультрафиолетовой лампы, микроволнового генератора и так далее. Это зависит от того, каким способом должна происходить активация стерилизационной среды или стерилизационного газа.

После стерилизации одноразового кега 1, а также соединительной арматуры 2, 3 соответственно очищенные стерилизационным газом поверхности прополаскивают с помощью чистящей среды. Говоря о чистящей среде, речь идет о находящемся под давлением газе, в примере выполнения о СО₂. Этот находящийся под давлением газ подводят через уже названный газоотводный канал 8. Как только по внутренней части одноразового кега создано давление, можно подводить жидкий напиток из накопительного резервуара 9 через кольцевой канал или канал 7 для продукта.

Впереди изображенного устройства для очистки или стерилизации соответствующих одноразовых кегов 1 может быть расположено, по существу, устройство для изготовления таких одноразовых кегов 1, например машина для выдувания емкостей. По существу машину для выдувания емкостей можно комбинировать также с описанным устройством.

Данное изобретение охватывает способ или устройства, в которых в качестве стерилизационной среды используют пар или же также аэрозоль. При этом само собой разумеется, что все компоненты пара или аэрозоля и, по меньшей мере, их продукты распада не вызывают сомнений с точки зрения соответствия физиологическим нормам питания и, таким образом, могут использоваться для стерилизации емкостей для напитков. Например, предусмотрено применение алкоголя для изготовления пара или аэрозоля. Он подходит для очистки или дезинфекции одноразовых емкостей из полимерного материала и позволяет проводить необходимые этапы процесса ниже критических для материала температур для одноразовых емкостей из полимерного материала.

Само собой разумеется, предложенный алкоголь можно заменить также на другие подходящие материалы.