Способ стерилизации поверхности предмета, устройство для его осуществления и установка для стерилизации бутылок

Номер патента: 597

Опубликовано: 29.12.1999

Автор: Сёгор Сёрен Петер

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ стерилизации поверхности предмета, выполненного из полимерного материала с заключительной обработкой горячей деформацией, такой как дутьевое формование или вакуумное формование, предусматривающий обработку высокочастотной электрической энергией, такой как микроволны, отличающийся тем, что

- создают на предмете, по существу, непрерывную пленку жидкости путем нанесения на предмет жидкости, которая не отталкивается материалом, из которого состоит предмет, причем указанная жидкость предпочтительно является водой, к которой добавлен агент, понижающий поверхностное натяжение, в частности поверхностно-активный агент, затем жидкость отводят от предмета и позволяют ей стечь каплями, а затем

- подвергают предмет воздействию высокочастотной электрической энергии для нагревания пленки жидкости и стерилизации, по меньшей мере, части поверхности предмета.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предмет представляет собой упаковку.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упаковка представляет собой оборотную бутылку для напитков, причем указанная бутылка изготовлена дутьевым формованием.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что упаковка представляет собой лоток или коробку, изготовленные вакуумным формованием и предназначенные для упаковки или хранения пищи, например, такой как мясные продукты.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пленку жидкости нагревают, по меньшей мере, местно до точки кипения.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что предмет все еще подвергают воздействию высокочастотной электрической энергии после кипячения или выпаривания пленки жидкости.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что высокочастотную электрическую энергию подводят в форме микроволн, а излишек микроволновой энергии предпочтительно отводят с обработанной энергией поверхности, в частности путем циркуляции жидкости, абсорбирующей излишек энергии.

8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что используют высокочастотную электрическую энергию с частотой 3-300 МГц, предпочтительно с одной из частот 13,56 МГц, 27,12 МГц или 40,68 МГц, и предпочтительно помещают предмет между двумя обкладками конденсатора, к которым подводят высокочастотное электрическое напряжение.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стерилизацию проводят немедленно сразу после предшествующего промывания или полоскания предмета, и тем, что жидкость оставляют на предмете на стадии процесса промывания или полоскания, соответственно.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что к жидкости, используемой в процессе промывания или полоскания, подводят ультразвук во время этого процесса.

11. Устройство для стерилизации поверхности предметов, подобных, например, упаковкам, включая оборотные бутылки для напитков, причем эти предметы выполнены из полимерных материалов с заключительной обработкой путем горячей деформации, такой как дутьевое формование или вакуумное формование, причем устройство снабжено увлажняющими средствами для нанесения жидкости на предметы, средствами стекания жидкости для удаления жидкости с предметов и нагревательными средствами для воздействия на предметы высокочастотной электрической энергией, отличающееся тем, что средства для стекания жидкости в основном образованы транспортными средствами для транспортирования предметов от увлажняющих средств к нагревательным средствам при одновременном стекании жидкости с предметов, транспортные средства выполнены с возможностью поворачивания и/или перемещения предметов так, чтобы вся жидкость легко с них стекала, а время транспортирования от увлажняющих средств к нагревательным средствам определяется с учетом преобладающей температуры и влажности воздуха таким образом, чтобы обеспечить, по существу, полное cтекание жидкости с предметов без того, чтобы пленка жидкости на предметах высохла полностью или частично.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что средство стекания жидкости содержит детали для продувания воздуха через предметы, предпочтительно стерильного и/или охлажденного воздуха.

13. Устройство по пп.11 или 12, отличающееся тем, что увлажняющие средства, по существу, являются устройством для промывания и/или полоскания предметов.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что устройство для промывания и/или полоскания снабжено средствами подвода ультразвука к жидкости для промывания или полоскания, соответственно.

15. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что нагревательные средства, по существу, образованы микроволновой печью непрерывного действия.

16. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что нагревательные средства, по существу, образованы высокочастотной нагревательной системой, предпочтительно содержащей тарельчатый конденсатор, соединенный с электрическим высокочастотным генератором для подвода к указанным обкладкам конденсатора высокочастотного электрического напряжения, причем предметы транспортируются между этими обкладками посредством транспортных средств.

17. Установка для стерилизации бутылок, выполненных из полимерного материала, причем указанные бутылки изготовлены горячей деформацией, такой как дутьевое формование выдуванием, содержащая:

секцию полоскания для полоскания бутылок в воде, предпочтительно в воде, к которой добавлено вещество, понижающее поверхностное натяжение, и предпочтительно с применением ультразвука, секцию нагревания путем подвода высокочастотной энергии к бутылкам, подобную, например, микроволновой печи непрерывного действия или высокочастотной нагревательной установке, и транспортные средства для транспортирования бутылок от секции полоскания до секции нагревания, выполненные так, чтобы обеспечить, по существу, полное стекание жидкости каплями с бутылок в продолжение транспортирования, но чтобы предотвратить даже частичное высыхание бутылок предпочтительно посредством того, что они выполнены с коротким путем транспортирования.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что дополнительно содержит промывочную секцию промывания для промывания бутылок водой или щелоком перед полосканием предпочтительно с применением ультразвука.

19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вторые транспортные средства для транспортирования бутылок в асептических условиях от секции нагревания до секции розлива в бутылки или к упаковочной секции или машине, причем транспортирование предпочтительно происходит в закрытом пространстве в атмосфере стерильного воздуха под избыточным давлением.

Текст

Смотреть все

1 Настоящее изобретение относится к способу и устройству для стерилизации поверхностей предметов, а также к установке для стерилизации бутылок. Способ относится к типу,описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, устройство относится к типу,описанному в ограничительной части п.11, и установка относится к типу, описанному в п.17. Из патента Германии 40 18 142 известен способ наполнения контейнеров, таких как бутылки, в котором контейнеры перед наполнением обрабатываются микроволнами для стерилизации контейнеров. Таким образом испаряется влага, которая имеется на поверхностях контейнеров, и тепло, выделяемое паром, уничтожает нежелательные микроорганизмы на поверхностях. Перед обработкой микроволнами или во время нее вода может быть дополнительно нанесена на контейнеры или впрыснута внутрь них; таким образом, пар создается в результате обработки микроволнами, причем указанный пар уничтожает микроорганизмы. Установлено,что образование пара имеет место в течение нескольких секунд. Из заявки на патент Дании 2354/89, известна микроволновая система стерилизации упаковок для промывания и стерилизации пластиковых упаковок, в частности, для бутылок многократного использования из полимерного пластика. В этой системе промывание упаковок имеет место при температуре, не превышающей 35-40 С для предотвращения сморщивания упаковок. Для достижения визуальной чистоты упаковок при этой низкой температуре используется ультразвук, что делает возможным не производить добавления щелока к воде для промывания. Промытая упаковка не является стерильной после промывания при такой низкой температуре, и поэтому после промывания производится стерилизация с использованием микроволн. Установлен тот факт, что упаковка нагревалась до температуры выше температуры деформации, если она подвергалась воздействию микроволн во влажном состоянии. Это объясняется тем фактом, что большие количества энергии передавались остающейся влаге внутри и снаружи упаковки. Для предотвращения нагревания пластического материала под воздействием микроволн выше температуры деформации установлено, что во время стерилизационной обработки микроволнами точный контроль микроволновой энергии должен быть усилен,так же как и удаление влаги из упаковки посредством сушки и охлаждение потоком стерильного воздуха. Однако в переписке не описано, как должен осуществляться этот контроль микроволновой энергии. Установлено только, что упаковка может выдерживать большие количества микроволновой энергии, когда она сушится, так как 2 она имеет кристаллическую решетчатую структуру, и, следовательно, на нее не влияет микроволновая энергия, которая исключительно уничтожает бактерии и споры, потому что они являются "органическими". В заявке, однако, нет подробного описания того, как нужно управлять системой или работать с ней для того, чтобы, не нагревая упаковку недопустимым образом, фактически эффективно уничтожать микроорганизмы, и кажется сомнительным, можно ли вообще достичь полной стерилизации, следуя имеющимся инструкциям. Далее, в патенте Швеции 462.281 описаны способ и устройство для стерилизации пустых контейнеров для упаковки посредством применения пара под давлением предпочтительно при температуре 120-140 С и предпочтительно посредством дополнительного применения перекиси водорода. Затем контейнеры подвергаются воздействию микроволн, что приводит к повышению температуры до около 145 С. Из патента Швеции 465.512 известен способ стерилизации полосы упаковочного материала посредством опрыскивания стерилизующей жидкостью, такой, как раствор перекиси водорода, который затем удаляется с полосы материала под воздействием инфракрасного излучения, микроволн, высокочастотной энергии или горячего воздуха. В конце концов, в патенте Германии 34 14 268 описаны способ и устройство для уничтожения бактерий в контейнерах для пищи, подобных, например, стаканчикам для молочных продуктов, посредством воздействия перекиси водорода на контейнеры, причем перекись распыляется посредством ультразвука с частотой выше 1 МГц. В конце процесса контейнеры подвергаются термической обработке посредством горячего воздуха или микроволн. Ни один из способов, описанных в этих трех документах, не может быть использован для стерилизации теплочувствительных предметов. Задачей изобретения является обеспечение эффективной стерилизации поверхностей предметов, проницаемых для высокочастотной электрической энергии, в частности предметов, которые не выдерживают нагрева выше определенного предела. В частности, задача состоит в обеспечении стерилизации, по меньшей мере,некоторой части поверхности предмета. Этой частью обычно является вся наружная поверхность предмета, но если предмет, например,представляет собой контейнер, то поверхностью, о которой идет речь, может быть внутренняя поверхность предмета. Важными примерами указанных предметов являются пластиковые контейнеры, которым придана форма путем дутьевого или вакуумного формования в горячем состоянии, например, обычно применяемые оборотные бутылки (многократного использования) для без 3 алкогольных напитков, изготовленные из ПЭТа(полиэтиленгликоль терефталата) или также обычно используемые плоские лотки, полученные вакуумным формованием из пленки ПЭ(полиэтилена), пленки ПС (полистирола) или тому подобного, для упаковки, например, мясных продуктов в супермаркетах. Такие контейнеры часто обладают так называемой "памятью" или "остаточной активностью", посредством чего может быть объяснен тот феномен, что предмет может "запомнить" форму и размер,которые он имел на более ранней стадии производства, и что он зачастую может вернуться в эту форму при нагревании. Более того, к предметам могут, например, относиться контейнеры для упаковки консервов или пресервов (например, полупрозрачные банки с завинчивающимися крышками для мармелада, сельди и т.д), или для упаковки неконсервируемых технических продуктов, подобных неконсервируемой пластиковой краске. Указанные бутылки для безалкогольных напитков отливают в так называемую преформу,т.е. в бутылку, в которой область горловины с резьбой и т.д. имеет окончательные размер и форму, но в которой емкостная часть совсем мала и имеет толстую стенку. Эти преформы занимают очень мало места и могут, следовательно, при низкой стоимости транспортироваться от центрального места изготовления к различным местам окончательной обработки,часто в других странах, где они выдуваются в горячем состоянии, чтобы емкостная часть приняла желаемые форму и размеры. Емкостной части может при этом быть придана желаемая индивидуальная форма в соответствии с требованием производителя безалкогольного напитка без необходимости использования различных преформ. Оказалось, что эти бутылки для безалкогольных напитков имеют тенденцию сморщиваться из-за указанной эластичной "памяти" уже при температурах немного выше 40 С. Следовательно, известные процессы промывания и стерилизации не подходят для очистки таких бутылок, так как бутылки могут сморщиваться при температурах, используемых в этих известных процессах, обычно около 60 С или выше. Такое сморщивание, очевидно, является нежелательным и большую часть бутылок нужно выбрасывать после того, как они были подвергнуты очистке несколько раз с использованием известных процессов. В то же время имеется значительная потребность в эффективной очистке и стерилизации таких бутылок, так как часть заводов, изготовляющих безалкогольные напитки, предпочитает вновь наполнять их различными продуктами без предшествующей сортировки, что, однако, может дать неприятный привкус от содержавшихся в них ранее продуктов, тем более что,к сожалению, часть потребителей использует 4 пустые бутылки в самых разных целях, например, для хранения бензина или дизельного топлива, или для наполнения их различными крепкими напитками, например, известным датским напитком "Smаgrа" (ликер на водке с хлористым аммонием). Для того чтобы решить поставленные задачи, настоящее изобретение предлагает описанные ниже способ, устройство и установку. Указанный способ характеризуется признаками, приведенными в отличительной части п.1. Требуемая стерилизация достигается путем нагревания пленки жидкости, причем нагревание производят путем воздействия на предмет высокочастотной электрической энергии. Эксперименты показали, что чрезвычайно важно, чтобы жидкость, которая должна быть нагрета под воздействием высокочастотной электрической энергии, действительно находилась на предмете в форме пленки жидкости. Только таким образом вырабатывается такое количество тепла, которое обеспечивает стерилизацию всей желаемой поверхности без того,чтобы это выработанное тепло становилось таким интенсивным, чтобы имел место нежелательный нагрев самого предмета. Таким образом, путем создания пленки жидкости обеспечивается, что существенный нагрев микроклимата на поверхности предмета в действительности имеет место. Кроме того,предотвращается полное высушивание микроорганизмов и бактерий на предмете, чтобы они обладали оптимальной чувствительностью к высокочастотной электрической энергии. В конце концов, уменьшается риск создания спор спорогенными микроорганизмами, которое происходит, когда микроорганизмы высыхают. Благодаря тому, что жидкость присутствует на предмете только в форме пленки, ее количество так мало, что во время нагревания она не может передать предмету достаточное количество тепла, чтобы заметно нагреть его. Поскольку пленка жидкости, создаваемая на предмете, является непрерывной, обеспечивается стерилизация поверхности всего предмета, или соответствующей определенной части поверхности предмета. В соответствии с изобретением, образование по существу непрерывной пленки жидкости обеспечивается путем использования жидкости,которая не отталкивается материалом предмета. В частности, для пищевого применения, предпочтительна вода, которая, однако, значительно отталкивается большинством полимерных материалов. В соответствии с изобретением в этом случае может быть добавлен агент, понижающий поверхностное натяжение. Это также создает то дополнительное преимущество, что толщину пленки жидкости можно в определенной степени регулировать путем изменения типа и концентрации агента, понижающего поверхностное натяжение. В качестве понижаю 5 щего поверхностное натяжение агента могут быть использованы соли, типа, например, соды,органические растворители типа, например,этанола, или поверхностно-активные вещества. В частности, предпочтительными являются поверхностно-активные вещества, в особенности неионного типа, поскольку они могут быть использованы в более низких концентрациях и не вызывают существенного образования пены. С помощью упомянутых мер, пленка жидкости создается особенно простым способом. Как упомянуто в пп.2-4 формулы изобретения, предлагаемый способ может успешно использоваться для упаковок, включая многократно используемые бутылки и лотки для пищевых упаковок. Благодаря этому, способ по изобретению, во-первых, позволяет избежать использования химических веществ для промывания и стерилизации, которые нежелательны в связи с пищевыми упаковками, и, во-вторых,наносит значительно меньший вред окружающей среде. В соответствии с п.5 достигается особенно эффективная и быстрая стерилизация. В соответствии с п.6 достигается уничтожение любых содержащихся в воде микроорганизмов, которые могут оставаться после удаления пленки жидкости. В соответствии с п.7 обеспечивается соответствующая нагрузка источника микроволн,обычно магнетрона, даже, несмотря на то, что предметы с имеющейся на них пленкой жидкости не представляют собой заметной нагрузки. Путем использования частот, упомянутых в п. 8, достигается возможность использования сравнительно высокой электрической энергии,так как в большинстве стран особенно облегчены правила, применяемые при использовании этих частот. Путем использования средств, упомянутых в этом пункте, обеспечивается особенно простое устройство для передачи высокочастотной энергии к предметам. В соответствии с п.9, жидкость, использованная для промывания или полоскания предмета, может использоваться для образования пленки жидкости. В соответствии с п.10 достигается особенно эффективное промывание, которое является предпосылкой для адгезии пленки жидкости и для того, чтобы на предмете не присутствовали загрязнения, так как загрязнения могут разрушить пленку жидкости. Указанное устройство характеризуется признаками, приведенными в отличительной части п.11. В связи с тем, что это устройство снабжено средствами для стекания жидкости в форме транспортных средств, которые функционируют также как средства для стекания жидкости. Путем выполнения транспортных средств как указано в отличительной части этого пункта, дополнительно обеспечивается простой и безопасный способ оставления на пред 000597 6 метах по существу непрерывной пленки жидкости без риска высыхания пленки. В соответствии с п.12 предусматривается выдувание жидкости, которая может собираться в полостях предмета, и/или требуемое сглаживание пленки жидкости, и/или требуемое охлаждение предмета перед обработкой высокочастотной энергией. В пп.13-16 описаны предпочтительные конструктивные выполнения увлажняющих средств, предназначенных для образования пленки жидкости, и нагревательных средств,предназначенных для нагревания пленки жидкости. Указанная установка характеризуется признаками п.17. Путем выполнения установки, как описано в этом пункте, жидкость для полоскания, использованная в секции для полоскания,может использоваться сразу после полоскания для образования пленки жидкости для стерилизации, посредством чего эта жидкость служит для двойной цели. Таким образом, создается более компактная установка наряду с процессами промывания и стерилизации, оптимально мягкими по отношению к бутылкам, что касается температурных напряжений в материале бутылок. Эта установка удобна для стерилизации как для оборотных бутылок (т.е. для бутылок многократного использования), так и для одноразовых бутылок, которые выбрасывают после использования. В соответствии с п.18 стерилизация может осуществляться немедленно после промывания бутылок. Когда применяется ультразвук, промывание может производиться с минимальным использованием щелока или совсем без щелока,и таким образом с таким минимальным вредом для окружающей среды, как только возможно. Такое промывание будет, прежде всего, необходимо, когда система применяется для оборотных бутылок. В соответствии с п.19 бутылки могут транспортироваться к месту разлива стерильным образом. Изобретение далее поясняется примерами со ссылкой на сопровождающие чертежи. Изобретение поясняется на промывке и стерилизации бутылок из пластика, однако изобретение может использоваться для любых других подходящих предметов. На чертежах: фиг.1 - схематичный вид экспериментальной установки для осуществления способа по изобретению; фиг. 2 - схематичный вид, в вертикальном разрезе установки для промывания, полоскания и увлажнения оборотных бутылок использования для безалкогольных напитков, и фиг. 3 - сечение микроволновой печи для стерилизации бутылок после промывания, полоскания и увлажнения посредством установки по фиг.2. 7 На фиг.1 показана экспериментальная установка для осуществления способа по изобретению. На лабораторном столе 1 со сливом (не показан) и отводом 2 смонтированы две емкости 3, 4, каждый из которых имеет объем 41 л. Емкость 4 имеет выходное отверстие 5 в емкость 3. Емкость 3 через трубу 6 соединена с выходным отверстием (не показано). Емкости 3, 4 торговой марки "СОНОРЕКС" типа R, были снабжены двумя ультразвуковыми преобразователями (не показаны), каждый на 1000 Вт, которые приводятся от ультразвуковых генераторов с частотой 35 кГц, встроенных в емкости, и посредством которых вода в емкостях 3, 4 может быть приведена в соответствующее колебательное движение. На столе 1, кроме того, имеется микроволновая печь 7. Печь 7 изготовлена путем модификации микроволновой печи фирмы "ФОСС",типа 1.12, модель МОА 263-1. При модификации гриль был удален и был вставлен добавочный волновод для микроволн (не показан) для лучшего распределения микроволновой энергии по объему печи. Кроме того, работа магнетрона была изменена таким образом, чтобы он мог работать непрерывно (а, не пульсируя) до 5 минут. Вместо микроволновой печи может быть использована высокочастотная нагревательная система, например, типа описанной в патенте Дании 169.902. Бутылки перемещают в направлении движения 8, причем грязные бутылки поступают слева на фиг.1. Бутылки 9 помещают в емкость 3 и промывают в воде, которая протекает из емкости 4 через выходное отверстие 5, и обрабатывают ультразвуком. После этого промывания их перемещают в емкость 4, где происходит полоскание в воде, к которой был добавлен только агент, понижающий поверхностное натяжение, и также обрабатываются ультразвуком. После промывания и полоскания наружные и внутренние поверхности бутылок 10 покрывают достаточно тонкой, равномерно распределенной пленкой воды. Когда промывание окончено, удаляются загрязнения, которые могут разрушить пленку воды, и агент, понижающий поверхностное натяжение, обеспечивает адгезию пленки воды к бутылкам, даже если они выполнены из пластика водоотталкивающего типа. С бутылок стекают капли жидкости при одновременном их переворачивании для того,чтобы капли воды стекли с их наружных и внутренних поверхностей, а затем бутылки контролируются визуально. Проконтролированные бутылки 10 с соответствующим количеством крышек 11 транспортируют в микроволновую печь 7 и обрабатывают высокочастотной электрической энергией. Принимают адекватные меры для предотвращения нарушения пленки воды. В ходе обработки пленка вода выкипает, в результате чего 8 уничтожаются микроорганизмы, которые имеются в пленке воды. Обработка может быть продолжена, поскольку микроорганизмы могут иметь определенную чувствительность к высокочастотной электрической энергии даже после полной или частичной сушки. Бутылки и крышки удаляют из микроволновой печи после обработки, и крышки надевают на бутылки. Бутылки 12 с крышками могут быть теперь направлены на бактериологический контроль. Хотя описана экспериментальная установка, специалисту понятно, что промышленная установка для очистки и стерилизации бутылок или других типов упаковок, или других соответствующих предметов в большом масштабе может быть построена аналогичным образом. Бутылки 12 затем подают для заполнения. На них может не быть крышек, но бутылки должны быть временно защищены от загрязнений таким же образом или, например, при помощи закрытого пространства, заполненного стерильным воздухом под небольшим избыточным давлением. Несколько секций промышленной установки по изобретению могут быть устроены,например, как схематически показано на фиг. 2 и 3. Фиг. 2 представляет собой вертикальный разрез установки для промывания, полоскания и увлажнения 20 для оборотных бутылок для безалкогольных напитков обычного типа, т.е. объемом 0,5 литра и 1,5 литра. Установка содержит раму 21 из труб квадратного сечения и имеет бесконечную цепь 22, транспортирующую бутылки в машине в направлении 39. Цепь 22 по всей своей длине снабжена держателями для бутылок 23, однако, они для ясности показаны только в нескольких местах на цепи 22 на фиг.2. Цепь 22 приводится в движение и управляется колесами цепи 28, 29, 37, 38 и направляется направляющими 27. На начальной станции 24 (не показанной подробно) нестерильные новые бутылки с завода и оборотные бутылки 25 вставляются в держатели бутылок 23 и переносятся по кругу цепью 22. Цепь 22 сперва проходит через емкость для промывания 26, через которую бутылки 25 перемещают погруженными и в положении стоя, посредством чего они полностью заполняются промывочной водой. В емкости 26 содержится вода с агентом, понижающим поверхностное натяжение, в форме поверхностноактивного вещества типа используемого в посудомоечных машинах для домашнего хозяйства(см. ниже). Вода подвергается обработке ультразвуком посредством погруженных ультразвуковых преобразователей (не показаны), которые предпочтительно распределены по всей длине сосуда. В емкости 26 остатки предшествующего содержимого бутылок и этикеток, и т.п. освобождаются и удаляются. В показанной установке 20 время пребывания в емкости 26 составляет 9 от 100 до 200 с, предпочтительно приблизительно 150 с. Затем цепь 22 огибает колесо цепи 29 и возвращается через секцию 30, в которой из бутылок выливается промывочная вода, и они дополнительно промываются для освобождения от остатков предшествующего содержимого и этикеток на промывочных станциях 31, 32. Цепь 22 с бутылками 25 затем проходит через емкость для полоскания 33 той же конструкции и способа действия, как и емкость для промывания 26. В емкости для полоскания 33 содержится вода с добавкой вещества, понижающего поверхностное натяжение. Вода подается из емкости для полоскания 33 в емкость для промывания 26, а затем выводится таким же образом, как изложено выше в соответствии с фиг.1. После полоскания цепь 22 проходит поверх колеса цепи 37, где она поворачивается на участке 36 так, что бутылки опорожняются и вода стекает с них. Стекающая вода собирается в лотке 34. В показанной машине скорость цепи составляет 2,5 м/мин (42 мм/с), причем скорость непрерывно изменяется в интервале приблизительно 1,7-3,3 м/мин, и расстояния вокруг емкости для полоскания и лотка для стекающей воды 34 выбраны таким образом, чтобы бутылки после выхода из емкости для полоскания опорожнялись в течение 108 с и затем с них стекала жидкости в течение дальнейших 60 с. В течение последующих 54 с бутылки транспортируют вокруг колеса цепи 38 и поворачивают направо,после чего они удаляются на станции удаления 35 (не показана подробно) и подают в секцию нагревания. Общее время транспортирования до секции нагревания после окончания стекания жидкости в показанном конструктивном исполнении установки 20 составляет приблизительно 120 c. Фиг.3 представляет собой схематический вертикальный разрез секции нагревания 40 установки 20, аналогичной, той, которая была описана выше. Бутылки 41 здесь перегружаются на ленту транспортера 45 в форме цепи 42 с примыкающими сверху элементами транспортера 43 и приводными зажимами 44, причем бутылки транспортируются в вертикальном положении поверх ленты транспортера 45. Лента 45 проходит через коробку 46, образующую печное пространство микроволновой печи. Устройства (не показаны) для создания микроволн равномерно распределены в пространстве печи 46. Для обеспечения целесообразной равномерной нагрузки источника микроволн, обычно магнетрона, пространство печи может в соответствии с изобретением быть снабжено абсорбирующими микроволны камерами с водой или тому подобным для компенсации незначительной нагрузки источника от бутылок 41 с пленкой воды. 10 Установка по изобретению может также быть построена непосредственно вместе с установкой для заполнения бутылок, и самым простым способом может быть создана установка, в которой бутылки могут сохраняться стерильными во время заполнения, чтобы обеспечить их заполнение в асептических условиях. Когда стерильный воздух под небольшим избыточным давлением используется для создания стерильной защитной атмосферы, как было упомянуто, подачу стерильного воздуха целесообразно осуществлять таким способом, чтобы за счет подачи потока воздуха, например, из сопла или диафрагмы, осуществлялось выдувание возможных остатков воды с предметов и охлаждение предметов перед обработкой при помощи микроволн или высокочастотной энергии. Пример 1. Девять бутылок из ПЭТ были наполнены молочными продуктами (см. следующую таблицу) и оставлены на 30 дней при комнатной температуре. Затем они были опорожнены и промыты водой, к которой было добавлено вещество, понижающее поверхностную энергию, с торговой маркой "САН ПРОГРЕСС" (обычного типа, используемого в посудомоечных машинах), с применением ультразвука. После промывания жидкость стекала с бутылок. Затем пять бутылок (обозначенных 2-6) были обработаны в микроволновой печи типа используемых в домашнем хозяйстве с мощностью пульсации 750 Вт в течение 85 с. Две бутылки (обозначенные 7-8) не были обработаны микроволнами, в то время как две бутылки (910) были обработаны так же, как бутылки, обозначенные 2-6, но после этого на них были надеты крышки, и, в конце концов, они были подвергнуты обработке в течение дополнительных 30 с в микроволновой печи. С очищенными таким образом бутылками,в числе которых бутылки 2-6 и 9-10 были также стерилизованы способом по изобретению, был проведен тест по подсчету числа бактерий по методу с чашками Коха, причем были отмечены следующие величины числа бактерий: Номер бутылки 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Содержание Двойные сливки Шоколадное молоко Йогурт Молоко низкой жирности Пахта Двойные сливки Цельное молоко Молоко, загрязненное мочой Молоко, загрязненное землей Пример 2. На установке в соответствии с фиг.1 были промыты 150 бутылок из ПЭТа многократного использования для безалкогольных напитков,объемом 0,5 и 1,5 л. 100 бутылок взяли наугад 11 из использованных оборотных бутылок, а 50 были новыми с завода. В емкости 3 использовали воду из выпускного отверстия 5 емкости 4 с температурой не выше 28 С. Бутылки промывали в емкости 3 с применением ультразвука в течение 2 мин для удаления остатков содержимого, этикеток, клея для этикеток, и т.п. В емкости 4 была водопроводная вода, к которой был добавлен агент, понижающий поверхностное натяжение, для посудомоечных машин для домашнего хозяйства, причем это понижающий поверхностное натяжение агент торговой марки Неофос, выпускаемый фирмой "Скандинависк Денцкизер A/S", 2800, Линдбю, Дания, содержит 5-15% неионного понижающего поверхностное натяжение антикоагуляционного вещества при концентрации 0,28%(1 дл на 35 л воды). Воду меняли после каждых 25 бутылок и ее температуру поддерживали ниже 25 С. Бутылки ополаскивали в емкости 4 под воздействием ультразвука в течение 2 мин. Новые крышки для бутылок с завода промывали в емкости 4 в течение 20 с. После промывания бутылки визуально проверяли на чистоту с удовлетворительным результатом, после чего жидкость стекала с бутылок, т.е. они были перевернуты до тех пор, пока вся жидкость не стекла, и с бутылок больше не капало, или капало очень мало, независимо от их положения. Бутылки и крышки стерилизовали в течение 30 с в микроволновой печи 7, настроенной на 750 Вт, партиями по 7 бутылок + 7 крышек,после чего крышки надевали. В ходе обработки в печи пленка воды исчезла с бутылок менее чем через 10 с. Только в продолжение первых 5-8 с на или в бутылках были видны пар или конденсированные капли. Вся обработка производилась вручную в нестерильной атмосфере в испытательном зале,имеющем окно, выходящее наружу. В конце был произведен тест по подсчету числа бактерий по всем бутылкам следующим образом: немного стерильной воды было налито в каждую бутылку, после встряхивания эта вода была вылита, и был проведен тест по подсчету числа бактерий по методу с чашками Коха с использованием питательной среды, подходящей для выращивания бактерий, которые растут в газированных безалкогольных напитках (т.е. в безалкогольных напитках, содержащих угольную кислоту). Что касается подсчета числа бактерий на всех бутылках, было обнаружено менее 50 бутылок, соответствующих оценке"удовлетворительно". Пример 3. 2 х 25 Перемешанных новых бутылок и использованных оборотных бутылок из ПЭТа для безалкогольных напитков объемом 0,5 и 1,5 л,соответственно, были промыты и стерилизова 000597 12 ны с использованием установки в соответствии с фиг.1 и способа в соответствии с примером 2. Объем и высоту бутылок измеряли перед промыванием и стерилизацией и после 5, 10, 20 и 25 промываний и стерилизаций. Объем измеряли путем наполнения бутылок до ободка, а высоту измеряли посредством калиберной скобы, смонтированной на плите поверхности. Были получены результаты измерений, перечисленные ниже, причем каждый результат представляет среднюю величину для всех измеренных бутылок. Различие в результатах измерений объема объясняется ошибкой, допустимой при использованном методе измерения. Количе- 0,5-литровые бутылки ство стерили- Объем, мл Высота, мм заций 0 х 527, 6 230,3 5 х 528,0 230,3 10 х 528,0 230,3 20 х 528,1 230,3 25 х 527,8 230,3 Пример 4. 16 Оборотных бутылок из ПЭТ для безалкогольных напитков были промыты и стерилизованы с использованием установки в соответствии с фиг.1 и способа в соответствии с примером 2. Затем бутылки были наполнены продуктами и нежелательными жидкостями, соответственно, упомянутыми в приведенной таблице, и были оставлены на периоды времени, указанные в таблице. После отстоя бутылки были снова промыты и стерилизованы с использованием установки в соответствии с фиг.1 и способа в соответствии с примером 2, и затем вновь заполнены обычной содовой водой. Пробные испытания дали оценки 1-3, которые зафиксированы в приведенной ниже таблице и имеют значения: 1: удовлетворительно. 2: не совсем удовлетворительно (вкус, остающийся во рту после еды). 3: неудовлетворительно (вкус, остающийся во рту после еды). Первый, упомянутый в таблице продукт,"Smаgrа", был описан во вводной части к настоящему описанию. Два последних продукта,упомянутых в таблице, представляют собой примеры ранее упомянутых нежелательных жидкостей. Остальные продукты - это различные безалкогольные напитки, большая часть которых была газирована. Из 16 бутылок четыре были признаны удовлетворительными (1), четыре не совсем удовлетворительными (2) и восемь неудовлетворительными (3). Эти оценки были признаны лучшими, чем те, которые были получены традиционными способами очистки."Аполлинарис" Горький виноградный лимонад Горький лимонный лимонад Сухой лимонный лимонад Апельсиновый лимонад Апельсиновый сок Легкий апельсиновый лимонад Кола Легкая кола Яблочный напиток Моторное масло Бензин Пример 5. В испытаниях, которые соответствовали испытаниям по примеру 4, были получены следующие результаты при тех же значениях оценок, что и в примере 4. Горький виноградный лимонад Горький лимонный лимонад Виноградный Неприятный привкус тяжелый апельсиновый фруктовый Яблочный сироп Яблочный сок Яблочный муст Чай со льдом Шоколадное молоко"Smаgrа" Моторное масло Дизельное топливо тяжелый ликерный тяжелый ликерный тяжелый ликерный тяжелый цитрусовый отчетливый апельсиновый отчетливый ананасный тяжелый нечистый тяжелый бензиновый тяжелый пластмассовый, жирный В случаях, когда было установлено, что бутылки были промыты дважды (колонка 2 таб 14 лицы), результаты пробных испытаний были"неудовлетворительными" после первого промывания и повторного заполнения обычно содовой водой. Эти бутылки затем промывали второй раз и вновь заполняли обычной содовой водой, и проводили пробные испытания. В целом результаты этого испытания считаются соответствующими тем, которые могут быть получены традиционными способами очистки. Пример 6. Две оборотные новые бутылки из ПЭТ для безалкогольных напитков и три использованные бутылки объемом 1,5 л были промыты и стерилизованы с использованием установки в соответствии с фиг.1 и способом в соответствии с примером 2. Однако, никакой агент, понижающий поверхностное натяжение, не добавляли в воду ни в емкость для промывания 3, ни в емкость для полоскания 4. Визуальный контроль после промывания,полоскания и cтекания жидкости показал, что вода налипла на внутренние поверхности бутылок в виде разорванной пленки, т.е. на нашей были разрозненные сухие площадки различных размеров между площадками, покрытыми пленкой воды, на которых вода собиралась в капли и удлиненные "полоски". После стерилизации по примеру 2, бутылки раскололи и на внутреннюю поверхность цилиндрической части стенок бутылок нанесли питательное вещество, подходящее для водных бактерий, в форме желе. После отстоя в течение 24 ч был продемонстрирован рост колоний бактерий, число бактерий составляло 2-3,000 на разрозненных площадках, по размеру и форме аналогичных наблюдавшимся ранее сухим площадкам на внутренней стенке бутылки. Этот тест ясно показал, что для эффективной стерилизации при низких температурах,использованных здесь, необходимо, чтобы жидкость находилась на предметах в виде сплошной пленки жидкости. Как можно увидеть из примеров, изобретение обеспечивает промывание предметов, таких, как пластиковые бутылки, при довольно низкой температуре с удовлетворительными результатами, так как благодаря эффективной стерилизации в целом достигается лучшая очистка, чем при использовании традиционных способов очистки. Таким образом, достигнута возможность очистки термочувствительных пластиковых упаковок, типа, например, оборотных бутылок из ПЭТ для безалкогольных напитков значительно большее число раз, чем возможно при способах очистки, используемых в настоящее время. Таким образом, бутылки могут повторно использоваться большее число раз, чем это возможно в настоящее время, когда их нужно вы 15 бросить из-за сморщивания задолго до того, как они износятся. Кроме того, изобретение обеспечивает промывание указанных предметов в воде без добавления щелока, или, по крайней мере, с очень низкой концентрацией щелока. Добавление, например, соды в воду для промывания создает проблемы с окружающей средой, и более того, представляет особую проблему при промывании оборотных бутылок из ПЭТ для безалкогольных напитков. Напряжение, которому эти бутылки подвергаются при эксплуатации, является причиной образования множества очень маленьких трещин в пластиковом материале, а гидроксид натрий задерживается в трещинах, что придает материалу нежелательный серый оттенок. В применяемых в настоящее время способах очистки необходимо использовать воду для промывания при температуре 58-62 С и добавлять соду к NaOH с концентрацией 3-7%. Для сравнения можно добавить, что оборотные бутылки из стекла для безалкогольных напитков промывают в воде с температурой 92 С, причем сода добавляется к NaOH с концентрацией 16%. В заключение, изобретение предоставляет дополнительно к тому, что уже было установлено, два очень важных преимущества по сравнению с традиционными способами очистки для той же цели, а именно значительную экономию энергии и значительно меньший вред для окружающей среды. Экономия энергии достигается скорее благодаря тому, что значительно меньшая энергия расходуется для работы ультразвуковых генераторов и нагревательных средств,таких как микроволновая печь, чем от того, что нагревать воду для промывания нужно только до 25-28 С. Существенное уменьшение вреда для окружающей среды достигается благодаря тому,что исключается добавление веществ, причиняющих вред окружающей среде, типа содового щелока, к промывочной воде. В конце процесса эффективная стерилизация делает возможным понизить использование консервирующих веществ в продуктах, содержащихся в бутылках. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ стерилизации поверхности предмета, выполненного из полимерного материала с заключительной обработкой горячей деформацией, такой как дутьевое формование или вакуумное формование, предусматривающий обработку высокочастотной электрической энергией, такой как микроволны, отличающийся тем, что- создают на предмете, по существу, непрерывную пленку жидкости путем нанесения на предмет жидкости, которая не отталкивается материалом, из которого состоит предмет, причем указанная жидкость предпочтительно явля 000597 16 ется водой, к которой добавлен агент, понижающий поверхностное натяжение, в частности поверхностно-активный агент, затем жидкость отводят от предмета и позволяют ей стечь каплями, а затем- подвергают предмет воздействию высокочастотной электрической энергии для нагревания пленки жидкости и стерилизации, по меньшей мере, части поверхности предмета. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предмет представляет собой упаковку. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упаковка представляет собой оборотную бутылку для напитков, причем указанная бутылка изготовлена дутьевым формованием. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что упаковка представляет собой лоток или коробку, изготовленные вакуумным формованием и предназначенные для упаковки или хранения пищи, например, такой как мясные продукты. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пленку жидкости нагревают, по меньшей мере, местно до точки кипения. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что предмет все еще подвергают воздействию высокочастотной электрической энергии после кипячения или выпаривания пленки жидкости. 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что высокочастотную электрическую энергию подводят в форме микроволн, а излишек микроволновой энергии предпочтительно отводят с обработанной энергией поверхности, в частности путем циркуляции жидкости, абсорбирующей излишек энергии. 8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что используют высокочастотную электрическую энергию с частотой 3-300 МГц,предпочтительно с одной из частот 13,56 МГц,27,12 МГц или 40,68 МГц, и предпочтительно помещают предмет между двумя обкладками конденсатора, к которым подводят высокочастотное электрическое напряжение. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стерилизацию проводят немедленно сразу после предшествующего промывания или полоскания предмета,и тем, что жидкость оставляют на предмете на стадии процесса промывания или полоскания,соответственно. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что к жидкости, используемой в процессе промывания или полоскания, подводят ультразвук во время этого процесса. 11. Устройство для стерилизации поверхности предметов, подобных, например, упаковкам, включая оборотные бутылки для напитков,причем эти предметы выполнены из полимерных материалов с заключительной обработкой путем горячей деформации, такой как дутьевое 17 формование или вакуумное формование, причем устройство снабжено увлажняющими средствами для нанесения жидкости на предметы, средствами стекания жидкости для удаления жидкости с предметов и нагревательными средствами для воздействия на предметы высокочастотной электрической энергией, отличающееся тем, что средства для стекания жидкости в основном образованы транспортными средствами для транспортирования предметов от увлажняющих средств к нагревательным средствам при одновременном стекании жидкости с предметов,транспортные средства выполнены с возможностью поворачивания и/или перемещения предметов так, чтобы вся жидкость легко с них стекала, а время транспортирования от увлажняющих средств к нагревательным средствам определяется с учетом преобладающей температуры и влажности воздуха таким образом, чтобы обеспечить, по существу, полное cтекание жидкости с предметов без того, чтобы пленка жидкости на предметах высохла полностью или частично. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем,что средство стекания жидкости содержит детали для продувания воздуха через предметы,предпочтительно стерильного и/или охлажденного воздуха. 13. Устройство по пп.11 или 12, отличающееся тем, что увлажняющие средства, по существу, являются устройством для промывания и/или полоскания предметов. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем,что устройство для промывания и/или полоскания снабжено средствами подвода ультразвука к жидкости для промывания или полоскания, соответственно. 15. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что нагревательные средства,по существу, образованы микроволновой печью непрерывного действия. 16. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что нагревательные средства,по существу, образованы высокочастотной нагревательной системой, предпочтительно со 000597 18 держащей тарельчатый конденсатор, соединенный с электрическим высокочастотным генератором для подвода к указанным обкладкам конденсатора высокочастотного электрического напряжения, причем предметы транспортируются между этими обкладками посредством транспортных средств. 17. Установка для стерилизации бутылок,выполненных из полимерного материала, причем указанные бутылки изготовлены горячей деформацией, такой как дутьевое формование выдуванием, содержащая: секцию полоскания для полоскания бутылок в воде, предпочтительно в воде, к которой добавлено вещество, понижающее поверхностное натяжение, и предпочтительно с применением ультразвука, секцию нагревания путем подвода высокочастотной энергии к бутылкам,подобную, например, микроволновой печи непрерывного действия или высокочастотной нагревательной установке, и транспортные средства для транспортирования бутылок от секции полоскания до секции нагревания, выполненные так, чтобы обеспечить, по существу, полное стекание жидкости каплями с бутылок в продолжение транспортирования, но чтобы предотвратить даже частичное высыхание бутылок предпочтительно посредством того, что они выполнены с коротким путем транспортирования. 18. Установка по п.17, отличающаяся тем,что дополнительно содержит промывочную секцию промывания для промывания бутылок водой или щелоком перед полосканием предпочтительно с применением ультразвука. 19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вторые транспортные средства для транспортирования бутылок в асептических условиях от секции нагревания до секции розлива в бутылки или к упаковочной секции или машине, причем транспортирование предпочтительно происходит в закрытом пространстве в атмосфере стерильного воздуха под избыточным давлением.

МПК / Метки

МПК: B65B 55/08

Метки: предмета, установка, осуществления, устройство, поверхности, бутылок, способ, стерилизации

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/11-597-sposob-sterilizacii-poverhnosti-predmeta-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya-i-ustanovka-dlya-sterilizacii-butylok.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ стерилизации поверхности предмета, устройство для его осуществления и установка для стерилизации бутылок</a>

Похожие патенты