具有内部风机的灭菌室.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380038404.3 (22)申请日 2013.07.04 1250870-1 2012.07.17 SE A61L 2/18(2006.01) B65B 55/10(2006.01) (71)申请人 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 地址 瑞士普利 (72)发明人 简安德森 埃瑞士希尔德哈伊 (74)专利代理机构 上海胜康律师事务所 31263 代理人 樊英如 李献忠 (54) 发明名称 具有内部风机的灭菌室 (57) 摘要 本发明涉及一种灭菌室 (1)， 用于对穿过灭 菌室 (1) 的包装材料卷材 (3) 进行灭菌， 其包括 空气。

2、分配系统和被布置以加热卷材 (3) 的加热元 件(13a、 13b)， 并且灭菌室(1)的端部设置有用于 驱动该室中的环流的风机 (11a、 11b)， 并且其中 加热器 (13a、 13b) 被布置在所述风机 (11a、 11b) 的出口处。还公开了一种操作该灭菌室的方法， 其包括步骤 ： a) 供给包装材料卷材 (3) 通过灭菌 剂浴， 并接着进入灭菌室 (1)， b) 使用风机 (11a ； 11b) 驱动所述室 (1) 内部的气体流， c) 使用加热 器 (13a ； 13b) 加热离开风机 (11a ； 11b) 的出口的 空气， 以及 d) 引导来自风机 (11a ； 11b) 的。

3、出口的 该流朝向包装材料卷材 (3) 并于其上并朝向风机 (11a ； 11b) 的入口。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.01.19 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/064176 2013.07.04 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/012799 EN 2014.01.23 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104470548 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104470548 A 1。

4、/1 页 2 1.一种灭菌室 (1)， 用于对穿过该灭菌室 (1) 的包装材料卷材 (3) 进行灭菌， 其包括空 气分配系统和被布置以加热该卷材 (3) 的加热元件 (13a、 13b)， 其特征在于 ： 该灭菌室 (1) 的端部设置有用于驱动该室中的环流的风机 (11a、 11b)， 并且其中加热器 (13a、 13b) 被布 置在所述风机 (11a、 11b) 的出口处。 2.根据权利要求1所述的灭菌室(1)， 其中该灭菌室(1)的两端设置有两个风机(11a、 11b)， 使得来自每个风机 (11a、 11b) 的出口的该流被导向相应的另一个风机 (11b、 11a) 的 入口。 3.根据。

5、权利要求 2 所述的灭菌室 (1)， 其中侧壁 (12) 被布置在该灭菌室的内部， 用于 引导来自一个风机 (11a) 的出口的该流朝向另一个风机 (11b) 的入口， 并且反之亦然。 4.根据权利要求 3 所述的灭菌室 (1)， 其中在操作过程中， 该侧壁 (12) 与该卷材 (3) 配合以封闭中心线 (C)， 使得来自一个风机 (11a) 的出口的该流被导向并围绕该包装材料 卷材 (3)， 并随后朝向另一个风机 (11b) 的入口， 并且反之亦然。 5.根据权利要求 1 所述的灭菌室 (1)， 其中第一热电偶 (15a1、 15b1) 被布置在所述加 热器 (15a、 15b) 的入口处，。

6、 并且第二热电偶 (15a2、 15b2) 被布置在所述加热器 (15a、 15b) 的出口处。 6.根据权利要求 5 所述的灭菌室 (1)， 其中测量该包装材料卷材 (3) 的表面温度的另 外的热电偶 (15d) 被连接到控制系统， 用于控制供应到该加热器 (13a、 13b) 的功率。 7.根据权利要求 1 所述的灭菌室 (1)， 其中该风机 (11a、 11b) 是贯流风机或横流风机。 8.根据权利要求 1 所述的灭菌室 (1)， 其中该加热器 (13a、 13b) 是电加热器。 9.根据权利要求 1 所述的灭菌室 (1)， 其中挡板 (12) 被布置在其中， 使得来自该风机 (11a 。

7、； 11b) 的出口的该流被导向所述风机 (11a ； 11b) 的入口。 10.根据权利要求 1 所述的灭菌室 (1)， 其中独立的空气供应源 (9) 被布置在该灭菌室 (1) 的本体 (5) 中。 11.根据权利要求 10 所述的灭菌室 (1)， 其中该空气供应源 (9) 是由连接到电动控制 阀 (21) 的控制系统控制的。 12.一种对包装材料卷材 (3) 进行灭菌的方法， 其包括以下步骤 a) 供给包装材料卷材 (3) 通过灭菌剂浴， 并接着进入灭菌室 (1)， b) 使用风机 (11a ； 11b) 驱动所述室 (1) 内部的气体流， c) 使用加热器 (13a ； 13b) 加热离。

8、开该风机 (11a ； 11b) 的出口的空气， d) 引导来自该风机 (11a ； 11b) 的出口的该流朝向该包装材料卷材 (3) 并向前朝向该 风机 (11a ； 11b) 的入口。 13.根据权利要求 12 所述的方法， 其中来自一个风机 (11a ； 11b) 的出口的该流被导向 另一个风机 (11b、 11a) 的入口。 14.根据权利要求 12 所述的方法， 其中该加热器 (13a ； 13b) 的功率是由控制系统利用 来自测量该包装材料卷材 (3) 的表面温度的热电偶 (15d) 的输入来控制的。 15.根据权利要求 12 所述的方法， 其中灭菌剂的浓度是用被布置在该灭菌室 (。

9、1) 内部 的浓度传感器(19)测量的， 并且该浓度是通过调节被连接至无菌空气供应源(9)的阀(21) 来控制的。 权 利 要 求 书 CN 104470548 A 2 1/4 页 3 具有内部风机的灭菌室 技术领域 0001 本发明涉及用于对穿过其中的包装材料卷材进行灭菌的灭菌室。 本发明还涉及一 种用于对包装材料卷材进行灭菌的方法， 该方法包括使卷材通过灭菌室并对卷材进行加热 的步骤。 背景技术 0002 在包装技术中， 已长期使用包装件来包装和运输诸如牛奶、 果汁和其它饮料之类 的产品。这些包装件的相当大部分是由层压包装材料制成， 层压包装材料包括芯层 ( 例如， 纸或纸板 ) 以及在至。

10、少该芯层一侧上的热塑性材料的外部液密涂层， 其形成包装件的内 部。有时， 材料还包括气体阻挡层， 例如以铝层的形式。 0003 这样的包装容器往往通过这样的方式生产， 即包装材料卷材通过重叠密封该卷材 的纵向边缘而形成管筒。 该管筒被连续地填充入产品， 然后横向地密封并形成垫形容器。 该 密封沿狭窄的、 横向的、 相互间隔开的密封区域形成。 该管筒的横向密封利用本身已知的方 式在与该管筒的纵向方向基本成直角的位置进行。 该管筒的由此包含内容物的密封部分随 后通过在这些密封区域中的切割而从该管筒分离。然后， 通过附加的折叠和密封操作可以 形成例如平行六面体包装件之类的包装件。 这种从卷材形成管筒。

11、的技术是本身已知的并且 将不再详细描述。 0004 为了延长所包装的产品的保质期， 在成形操作和填充操作之前对卷材进行灭菌是 已知的。根据所需的保质期多长以及分送和储存是在冷藏环境还是在室温， 可以选择不同 灭菌程度。一种对卷材进行灭菌的方法是化学灭菌， 例如， 利用过氧化氢浴来进行。 0005 通常在包装材料卷材通过灭菌浴后对其进行加热处理以便对卷材进行额外灭菌 和 / 或除去过量的灭菌剂。在现有技术中， 过量灭菌剂的一些去除是通过这样的方式进行 的， 即将材料卷材置于一对挤压辊之间， 并随后使其通过加热室， 在该加热室中， 通过加热 元件对该卷材进行加热以便使该灭菌剂被蒸发。 0006 在。

12、一些情况下， 仅仅提供加热元件来蒸发灭菌剂， 但这是不方便的。首先， 可能难 以实现对材料卷材的均匀加热， 其次， 在工艺意外停输的情况下， 加热室中的材料卷材可能 被加热过度从而导致形成容器的液密涂层的热塑性材料的起泡以及其它结构性破坏。 发明内容 0007 本发明的目的是缓解至少一些上述问题。 通过用于对穿过其中的包装材料卷材进 行灭菌的灭菌室实现了这个目的， 该灭菌室包括具有加热器的内部风机， 用于驱动在该室 内部并朝向和围绕该包装材料卷材的循环加热的气体流。 0008 还通过用于对包装材料卷材进行灭菌的方法实现了该目的， 该方法包括以下步 骤 ： 使卷材通过灭菌浴， 以及接着通过灭菌室。

13、， 并利用在出口处具有加热器的内部风机驱动 穿过灭菌室的加热气体流。 0009 对卷材进行灭菌的方法优选还包括上述灭菌室的特征。 说 明 书 CN 104470548 A 3 2/4 页 4 附图说明 0010 通过以下优选的实施方式的非限制性实施例并参照附图可以更充分地理解根据 本发明的灭菌室， 其中 ： 0011 图 1 是根据本发明的灭菌室的示意性截面图， 其中包装材料卷材在被带过过氧化 物浴之后绕转 (thread) 穿过该灭菌室， 0012 图 2 是图 1 的灭菌室的示意性前视图， 以及 0013 图 3 是安装在本发明的灭菌室中的侧壁的示意性透视图。 具体实施方式 0014 如图。

14、1所示， 在生产适合于饮料的容器的生产线上， 灭菌室1的前面是含有诸如过 氧化氢之类的灭菌剂的灭菌浴 2。通过灭菌浴 2 之后仍然携带一层灭菌剂的包装材料卷材 3 被引导通过灭菌室 1， 在那里， 余留的灭菌剂将被蒸发以便在该灭菌室内产生灭菌剂的蒸 气浓度。在进入灭菌室 1 之前， 使卷材 3 穿过成对的挤压辊 4(squeegee rollers)， 在那里 灭菌剂均匀地铺展于卷材 3 的整个宽度上并且除去过量的灭菌剂。 0015 灭菌室 1 是由不锈钢制成的外部本体 5 形成的。本体 5 设置有都是呈槽形的本体 入口 6 和本体出口 7， 包装材料卷材 3 分别通过该本体入口 6 和本体出。

15、口 7 进出灭菌室 1。 本体出口 7 通往灭菌室出口 8。 0016 提供两个辊 10a、 10b 用于引导灭菌室内部的包装材料卷材 3， 上部辊 10a 位于灭 菌室 1 的上部以及下部辊 10b 位于灭菌室 1 的下部。以这种方式， 增加了卷材 3 在灭菌室 1 内部的停留时间。 0017 在灭菌室1的顶部和底部进一步布置两个贯流风机(tangential fan)11a、 11b或 横流风机 (cross-flow fan)。下部风机 11b 的出口朝向上部辊 10a， 且上部风机 11a 的出 口朝向下部辊 10b。风机 11a、 11b 的入口位于灭菌室侧面， 所述入口朝向相反的方。

16、向。 0018 参见图 2， 灭菌室 1 的左壁和右壁上设置有侧壁或挡板 12 并且它们朝向上部辊 10a 和下部辊 10b 向外突出。如图 1 所示， 这些侧壁 12 通常是从上部辊 10a 的右侧开始的， 并且在下部辊 10b 的左侧处结束。在操作过程中， 随着包装材料卷材 3 绕转穿过灭菌室 1， 侧壁 12 将灭菌室 1 分成两个区 20x、 20y。在图 3 中可以透视看出挡板 12 的示意图。 0019 上部贯流风机11a和下部贯流风机11b的出口处设置有用于加热流经其中的气体 的上部电加热器 13a 和下部电加热器 13b。将加热器 13a、 13b 配置成小质量的以便具有小 的。

17、热惯性。加热器通常包括由高电阻电线或高电阻电气带以本身已知的方式形成的加热 带。加热器的精确设计不属于本发明的一部分。 0020 为了监测诸如加热器 13a、 13b 的加热效率之类的不同参数， 在灭菌室 1 内布置若 干个热电偶 15a1、 15a2、 15b1、 15b2、 15c。两个热电偶 15a1、 15b1 布置在加热器 13a、 13b 的 入口处， 两个热电偶 15a2、 15b2 布置在加热器 13a、 13b 的出口处， 以及一个热电偶 15c 布置 在灭菌室 1 的出口处。 0021 另外的热电偶 15d 布置在灭菌室出口 8 中， 用于测量包装材料卷材 3 的表面温度。。

18、 这是通过以与卷材 3 滑动接触的方式安装热电偶 15d 来完成的。热电偶 15d 被连接到用于 控制灭菌室 1 的操作的控制系统 ( 未示出 )。 说 明 书 CN 104470548 A 4 3/4 页 5 0022 浓度传感器 19 被连接于灭菌室 1 与室出口 8 之间， 并且小流量的气体被引导穿过 其中， 以便获得灭菌室 1 中的气体中的灭菌剂的浓度的测量结果。包装材料卷材 3 通过灭 菌浴 2 将灭菌剂带入灭菌室 1， 并且无菌空气通过独立的无菌空气入口 9 被供应。图 1 中仅 示意性地示出了该无菌空气入口9， 并且它可以位于不同的位置。 通过由控制系统管理的电 动阀 21 控制。

19、通过空气入口 9 的空气供应。控制系统还接收来自浓度传感器 19 的信号。 0023 灭菌室 1 的本体 5 在朝向风机入口的侧壁的顶部和底部设置有倾斜壁 22a、 22b。 这些倾斜壁 22a、 22b 使得顶部侧壁 23a 和底部侧壁 23b 从风机入口向外移动一定距离， 在 风机入口处创建了较大的顶部空间和底部空间。在一个实施方式中， 顶部侧壁 23a 和底部 侧壁 23b 与风机 11a、 11b 的叶轮保持等于或大于所述叶轮的直径的距离。 0024 在灭菌室 1 的操作过程中， 包装材料卷材 3 是通过下游的钳系统 (jaw system) 拉 动的， 该钳系统具有用于形成、 密封和。

20、切断单个枕形包装件 ( 未示出 ) 的密封钳。卷材首先 被带入部分填充有灭菌剂的灭菌浴 2， 使得卷材的两个主要面上的整个宽度都涂有灭菌剂。 通过恰位于灭菌室入口 6 上游处的挤压辊 4 除去任何过量的灭菌剂， 并且接着使包装材料 卷材 3 进入灭菌室 1。卷材从入口 6 运行到上部辊 10a 并接着转动 180 度而被向下导向下 部辊 10b， 然后再次转向灭菌室出口 7。 0025 因此， 通过辊 10a、 10b 的引导， 材料卷材 3 经过加热室 1 的一定长度三次。卷材 3 在灭菌室内部的中心通道通常沿中心线 C、 与侧壁或挡板 12 对准地延伸。 0026 风机11a、 11b同时。

21、操作以驱动气体流朝向相应的辊10b、 10a。 如图1所示， 上部风 机11a驱动气体流通过上部加热器13a， 并接着向下进入中心线C右边的正运行的卷材的两 个分段之间的回流区20x。 该气体流向下受到下部辊10b和卷材3的限制， 并且这迫使该流 朝向灭菌室 1 的右壁和左壁 ( 如图 1 中所示 )。侧壁或挡板 12 阻碍该流进入前部区 20y， 该流反而被导向在图 1 的右边的后壁， 并最终向下朝向底部风机 11b 的入口， 如通过线 G 加 空心箭头所示出的。 0027 下部风机 11b 发生相应的流， 但不同的是该相应的流被转向灭菌室 1 的另一外侧 面、 如图 1 所示的左边的前部区。

22、 20y， 并朝向上部风机 11a 的入口。 0028 以这种方式， 使灭菌室内部的气体保持连续的驱动运动， 并通过使用热电偶 15a1、 15a2、 15b1、 15b2、 15c和控制系统由上部加热器13a和下部加热器13b控制气体的温度。 通 过控制灭菌室内部的气体温度以及通过用风机驱动对流， 可以控制灭菌剂自包装材料卷材 的蒸发。对流有助于将热量传递至包装材料卷材 3 和其上的灭菌剂。因此， 在将灭菌室 1 中的最高温度降低的同时仍然保持灭菌剂的有效蒸发是可行的。 0029 一个重要的参数是包装材料卷材 3 的表面温度。这是由另外的热电偶 15d 所测量 的， 并且在一个实施方式中， 。

23、这个值是用于控制加热器 13a、 13b 的功率的。然后， 卷材 3 的 温度应高到足以实现灭菌剂的有效灭菌和蒸发同时低到足以防止包装材料卷材 3 的起泡。 在一个实施方案中， 来自另外的热电偶15d的信号用于控制加热器13a、 13b的功率， 并因此 用于控制灭菌室 1 内部的气体温度。通过热电偶 15a1、 15a2、 15b1、 15b2 将室 1 内部的气体 温度控制在对于安全和可靠操作而言可接受的限度内。 0030 所蒸发的灭菌剂的浓度可能对于获得有效杀灭潜在有害的细菌或微生物很重要。 这种浓度是通过测量灭菌室内部的灭菌剂的浓度并根据需要通过空气供应源 9 供应更多 的空气来控制的。。

24、因此， 在灭菌室 1 内部独立于对流来控制气体浓度是可行的。 说 明 书 CN 104470548 A 5 4/4 页 6 0031 在灭菌室1的正常操作过程中， 风机入口处的温度介于90与120之间， 以及风机 出口处的温度介于 120 与 150之间。在包装材料卷材的速度为约 0.5m/s 的情况下， 这导 致卷材的温度介于65与85之间， 具体取决于灭菌室内部的平均温度。 进入室1的空气流 量为约15至20千克/小时(对应于来自室的流出量)， 以及室内部的再循环的气体流量对 应于约 800 至 1200 千克 / 小时。室 1 内部的过氧化氢蒸汽浓度为约 10000 至 20000ppm。

25、。 这是当施加在卷材 3 上的过氧化氢为约 1.3g/m2时实现的。灭菌浴 2 中的过氧化氢浓度为 约 35。 0032 可以在灭菌室1内部只布置一个风机11a， 并布置挡板或壁使得来自风机11a的出 口的流被导向并围绕包装材料卷材 3 并最终朝向所述风机 11a 的入口。以这种方式， 可以 以受控制的方式驱动对流。还可以具有超过两个风机， 都被布置以将来自出口的流吹入下 游风机的入口以便形成强大的、 耦合的流， 至少一些风机在其出口中包括加热器。 0033 与包装材料卷材3滑动接触的另外的热电偶15d可以被诸如红外测温仪或类似的 非接触式温度计取代。 0034 空气供应阀 21 可以是可以用。

26、于控制空气流量的任何阀， 并也可以是手动激活阀。 阀 21 的位置不是关键的， 因此它可以被放置在本体 5 中的若干位置处。 0035 过氧化氢是最常用的灭菌剂但也可以使用其它灭菌剂。 0036 本发明的实施方式中公开的是贯流风机或横流风机， 但也可以使用诸如轴流风机 或离心风机之类的其它类型的风机。 0037 灭菌室 1 的前壁是如图 1 所示的左壁， 这意味着后壁是这个图中的右壁。因此， 在 以前壁面向观察者示出的图 2 中， 左壁和右壁是在图 2 中的左边和右边。 说 明 书 CN 104470548 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104470548 A 7 。