專利名稱：通過液態(tài)形式的消毒劑對包裝材料消毒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過液態(tài)形式的消毒劑對包裝材料消毒的方法和裝置。
背景技術(shù)：
無菌包裝技術(shù)長時間用來包裝食品和類似物，特別是對細(xì)菌和存放敏感的產(chǎn)品，以便給以產(chǎn)品延長的上架時間，使其可從包裝那天開始保持更長的時間，而沒有損壞或變質(zhì)的危險。該技術(shù)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是公知的，并且可從如下事實開始，即產(chǎn)品和包裝材料各自經(jīng)過消毒處理，以便中和出現(xiàn)在包裝材料產(chǎn)品內(nèi)的有害微生物，并且處理后的產(chǎn)品隨后在消毒條件下封裝在消毒的包裝材料內(nèi)，以便避免細(xì)菌再次污染消毒的產(chǎn)品。
用于奶品、果汁和類似液體食品的無菌包裝現(xiàn)在通常在如下類型的包裝機的幫助下由涂覆塑料的紙或硬紙板材料帶或片制造，該包裝機在無菌條件下成形、填充并封閉包裝。例如在制造奶制品無菌包裝的公知包裝機中，材料帶在基本上與環(huán)境完全隔離的腔室內(nèi)引導(dǎo)通過含有10-35％重量百分比的過氧化氫的浴槽中。在通過浴槽之后，材料帶夾緊在擠壓輥之間以便從材料帶去除多余的消毒劑，并將其返回到浴槽中。
此后沒有與機器環(huán)境接觸的材料帶引導(dǎo)通過機器的成形和填充腔室，該腔室同樣基本上與環(huán)境隔離。在成形和填充腔室內(nèi)，包裝材料通過消毒熱空氣加熱以便從包裝材料上蒸發(fā)和驅(qū)除伴隨消毒劑的殘留物，由此通過將兩個縱向邊緣相互密封在縱向搭接接頭內(nèi)而使得材料帶成形為管狀。采用經(jīng)由通向管子的過濾器管開口供應(yīng)到管子內(nèi)的適當(dāng)預(yù)先消毒的內(nèi)容物、熱處理的奶制品或類似物填充管子，并通過橫過管子縱向軸線對管子進(jìn)行重復(fù)橫向密封來分成封閉、填充的包裝。
該包裝通過在橫向密封處的切斷來相互分開，并隨后在最終無菌包裝從機器輸出之前給以所需的最終幾何形狀，通常是平行六面體。在整個過程中，在成形和填充腔室內(nèi)保持消毒熱空氣的過壓，以便防止未消毒的環(huán)境空氣滲入并重新污染已消毒的內(nèi)容物和包裝材料。
在所述公知的方法中為了實現(xiàn)包裝材料的良好消毒的前提條件是整個材料帶在通過消毒浴槽之后由粘附的消毒劑薄膜覆蓋以便確保包裝材料的所有部分有效地進(jìn)行消毒。薄膜還應(yīng)該最好薄并厚度均勻，以便有助于在成形和填充腔室內(nèi)更有效地進(jìn)行隨后的消毒劑蒸發(fā)。所述的兩個條件實際上難以實現(xiàn)，并經(jīng)常出現(xiàn)的是在整個材料帶表面上消毒劑薄膜的厚度不均勻，這不僅造成消毒效果不均勻和不可預(yù)見，而且造成蒸發(fā)更加困難。
采用所述方法和采用材料帶通過消毒劑的浴槽的其他公知方法的另一缺陷是邊緣吸收現(xiàn)象，該現(xiàn)象是在縱向切斷邊緣內(nèi)暴露的織物材料具有吸收保持在材料帶的織物層內(nèi)的液體消毒劑的趨勢。由于在最終包裝中面向內(nèi)的切斷邊緣總能很好地受到保護，沒有出現(xiàn)與伴隨的消毒劑接觸并影響包裝內(nèi)容物的危險，但相反，很大的危險是被吸收的液體將至少局部造成包裝結(jié)構(gòu)的剛性和穩(wěn)定性的退化以及同時造成消毒劑不必要的損失。
與此類消毒方法相關(guān)的另一問題出現(xiàn)在該消毒方法用來對于包括預(yù)制有開口裝置的包裝材料進(jìn)行包裝時。預(yù)制開口用作從浴槽輸送大量消毒劑的鏟子或水斗。由于開口裝置的傳統(tǒng)形狀，所述擠壓輥不能防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)。
EP 484730 A1披露一種以液體形式的消毒劑對包裝材料進(jìn)行消毒的方法。包裝材料進(jìn)行放電以便消除包裝材料上的表面靜電電荷。此后，包裝材料以消毒劑濕潤，消毒劑以充有靜電并均勻分布的霧狀形式施加在將要消毒的包裝材料的那些區(qū)域上。包裝材料和凝聚成薄膜的消毒劑一起進(jìn)行最后加熱以便從已經(jīng)消毒的包裝材料上蒸發(fā)消毒劑。EP 484730 A1現(xiàn)在認(rèn)為是最接近的現(xiàn)有技術(shù)。
但是，該方法還具有某些缺陷；由于圍繞彎曲輥、成形輥等運行的包裝材料產(chǎn)生大量的包裝材料靜電電荷，因此難以適當(dāng)排出包裝材料。另外，消毒劑霧不在包裝材料上形成均勻薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通過以液體形式的消毒劑對包裝材料進(jìn)行消毒的方法和裝置，通過該方法和裝置可以一致和受控的方式施加消毒劑，該包裝不受到邊緣吸收的影響，并且通過該方法和裝置使用消毒劑，而沒有預(yù)制孔裝置造成的過大損失。
在以下描述中將清楚的這些和其他目的通過一種方法實現(xiàn)，該方法包括以下步驟提供將要消毒的包裝材料，提供液體形式的消毒劑的來源，強迫液體消毒劑通過噴嘴以便形成指向包裝材料的射流，將液體消毒劑的射流進(jìn)行受控的周期干擾，使得液體消毒劑射流形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴，相對于所述噴嘴運動包裝材料或反之亦然，由此所述一系列液滴在包裝材料上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒劑涂層，并蒸發(fā)包裝材料上的消毒劑薄膜。其中對于薄膜厚度/質(zhì)量、溫度或分布來說，與所述現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，該方法具有消毒劑(過氧化氫)受控進(jìn)行分布的優(yōu)點。
當(dāng)詳細(xì)閱讀EP 484730 A1所述的方法時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)即使霧中的液滴看上去似乎均勻分布，并且液滴在較大區(qū)域內(nèi)分布的效果看上去似乎給以該方法某種保障，但霧中的液滴絕不是均勻分布的。這意味著由霧產(chǎn)生的薄膜最多也只是具有不均勻的厚度，但更糟的是即使希望如此在許多情況下薄膜不是連續(xù)的薄膜。
公知的是迫使液體流過孔口或噴嘴以產(chǎn)生射流。當(dāng)射流離開噴嘴時在射流表面將出現(xiàn)隨機的干擾。這些干擾以及減小自由流動射流的表面張力的固有內(nèi)力一起用來減小表面能量，造成射流碎裂成液滴。這種自然的機理造成液滴尺寸以及液滴形成速度隨機分布。另外，出現(xiàn)在液滴的方向上隨機分布。由于現(xiàn)有技術(shù)方法的隨機特性，必須大量供應(yīng)消毒劑以確保接收到最少量消毒劑的包裝材料接收到足夠的消毒劑。
通過本發(fā)明的方法，通過受控的周期干擾來消除隨機碎裂，造成以上描述的優(yōu)點。外部干擾的來源通常是壓電晶體，但可以是振動噴嘴的任何其他裝置。晶體的電激勵造成引入到射流中的機械振動。激勵信號的頻率影響液滴的尺寸和液滴相互之間的差別，但信號幅度影響從噴嘴到射流碎裂之處的距離。
液滴尺寸不僅取決于激勵頻率而且取決于噴嘴結(jié)構(gòu)和液體的性能。噴嘴結(jié)構(gòu)影響噴嘴內(nèi)的流體動力條件、壓力降等，好的結(jié)構(gòu)可給以提高的流動。同樣重要的是考慮液體的粘度；當(dāng)粘度隨溫度減小時，液體的更高溫度使得隨后噴射速度更高。
另一差別是這些受控的干擾使其可以獲得一系列大致沿單個假想線的液滴，而不是現(xiàn)有技術(shù)方法那樣在液滴方向上隨機分布。這使其可以受控的方式在包裝材料的不同部分上獲得不同數(shù)量的消毒劑。這可以是例如包裝材料設(shè)置預(yù)制開口裝置的情況。
按照本發(fā)明的一個實施例，液滴進(jìn)行充電，并且偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)想要或不想要的液滴。不想要的液滴匯集在某些類型的溝槽內(nèi)并最好返回到消毒劑的來源或返回到噴嘴。
當(dāng)然所述包裝材料可以卷筒形式供應(yīng)或沒有預(yù)制開口，它可以或多或少是直立的坯料或任何其他半成品包裝的形式。
所述目的還可通過一種方法來實現(xiàn)，其中所述強迫進(jìn)入噴嘴和進(jìn)行干擾的步驟可在單個步驟中進(jìn)行；即強迫液體消毒劑通過噴嘴以便形成指向包裝材料的射流，每當(dāng)需要干擾時使得所述來源內(nèi)的液體進(jìn)行受控的干擾。相對于所述方法來說，該方法的優(yōu)點已經(jīng)在上面提到。由于液滴只在需要時形成，因此本發(fā)明的這一方面可以調(diào)整成能夠在包裝材料的不同部分上施加不同數(shù)量的消毒劑。一系列的液滴還可以是具有一定長度和體積的間歇射流，其體積與多個液滴的體積相對應(yīng)。
最好是，包裝材料上的消毒劑通過加熱包裝材料上的消毒劑來進(jìn)行蒸發(fā)。
最好是，噴嘴布置成包括多個噴嘴的陣列，由此該陣列相對于包裝材料在第一位置和第二位置之間來回運動或反之亦然。如果對于單個噴嘴失效來說需要連續(xù)薄膜并完成冗余，第一和第二位置之間的距離應(yīng)該至少是相對于與包裝材料運行方向垂直的方向上距離來說相鄰的兩個噴嘴之間的距離。通過單獨或與該陣列的運動相結(jié)合，冗余還可通過包裝材料相對于噴嘴陣列的相對運行的方向上的多于一個噴嘴的配置來實現(xiàn)。當(dāng)然，必須在各自情況中考慮并優(yōu)化陣列內(nèi)噴嘴的實際配置和數(shù)量以及陣列的運動。除此之外，必須考慮每個噴嘴的可靠性、是否需要連續(xù)薄膜、包裝材料的運行速度等。根據(jù)這些和其他參數(shù)的不同值，在某些情況下有利地使用或多或少的固定噴嘴，而在其他情況下在其他情況下更加有利地使用較少的噴嘴，并更多地運動噴嘴陣列。
按照優(yōu)選的實施例，采用液體消毒劑對包裝材料進(jìn)行消毒通過使得包裝材料經(jīng)受最好是UV輻射的輻射的步驟來進(jìn)行補充。輔助輻射消毒使其可以使用更少的消毒劑，并進(jìn)一步增加所述的優(yōu)點。
本發(fā)明的裝置通過獨立裝置權(quán)利要求提出的裝置來實現(xiàn)。所實現(xiàn)的優(yōu)點相對于該方法進(jìn)行討論。優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。


本發(fā)明將參考示意附圖更加詳細(xì)地進(jìn)行描述，附圖表示本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例的實例。
圖1是采用連續(xù)方法的裝置的側(cè)視圖；圖2是采用根據(jù)需要的方法的裝置的側(cè)視圖；圖3是表示噴嘴陣列的平面圖。
具體實施例方式
主要有兩種不同技術(shù)實現(xiàn)所述一系列受控、尺寸大致一致并且速度受到控制的液滴；即連續(xù)技術(shù)和根據(jù)需要的技術(shù)。
按照兩個方面的裝置包括消毒劑來源11、21，噴嘴12、22和加壓消毒劑的裝置13、23。
按照連續(xù)方法，例如薄膜的加壓裝置13迫使液體消毒劑通過噴嘴12以便形成指向包裝材料的射流14a，射流經(jīng)受受控、周期的干擾，造成液體消毒劑射流形成一系列尺寸控制成基本上一致并速度受到控制的液滴14。激勵源15通常是高頻振動的壓電晶體，但當(dāng)然可以使用實現(xiàn)類似振動的其他裝置。消毒劑通常通過接地來放電。
如果出于某些原因包裝材料的部分沒有提供消毒劑或所提供的數(shù)量不同于包裝材料的其他部分的數(shù)量，這可以通過如下技術(shù)來實現(xiàn)，其中液滴通過充電電極16充電，并且根據(jù)技術(shù)的類型，偏轉(zhuǎn)電極17偏轉(zhuǎn)想要的或不想要的液滴。不想要的液滴通過溝槽18返回。因此，在連續(xù)技術(shù)中，控制位置和位置速度的最后步驟取決于液滴可進(jìn)行充電。
連續(xù)方法的典型數(shù)據(jù)激勵源的頻率為50000-150000Hz(在某些情況下高達(dá)1MHz)；液滴尺寸100-400微米(在某些情況低至10-15微米)。
按照根據(jù)需要或脈沖技術(shù)，每當(dāng)需要液滴時，通過將所述來源中的液體經(jīng)受受控的干擾，使得液體消毒劑被迫通過噴嘴22以便形成在指向包裝材料1的方向上運行的一系列尺寸控制成基本上一致并速度受到控制的液滴24。因此，在根據(jù)需要的液滴技術(shù)中，只在需要時產(chǎn)生具有與多個液滴體積相對應(yīng)的體積的液滴或間歇射流。在所謂的熱或氣泡射流的形式中，激勵源23是電阻器(電阻加熱元件)，該電阻器在通電時加熱液體并造成液體膨脹。產(chǎn)生蒸氣氣泡，產(chǎn)生的壓力波強迫等量的液體通過噴嘴。某些根據(jù)需要的液滴技術(shù)還使用壓電晶體23。其他技術(shù)使用電極23作為激勵源。
在脈沖噴墨技術(shù)中，不需要偏轉(zhuǎn)液滴，并因此這些技術(shù)不依賴液滴的任何充電來控制長時間的沖擊變化。脈沖方法的典型數(shù)據(jù)激勵源的頻率500-12000Hz；液滴尺寸大致范圍30-500微米。
最好是，噴嘴12、22布置在包括多個噴嘴的陣列30中，由此陣列30相對于包裝材料1在第一位置A和第二位置B之間來回運動。
應(yīng)該注意到在權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行所述優(yōu)選消毒劑可例如是過氧化氫水溶液和任何其他消毒化學(xué)品。最好是使用具有高達(dá)大約40％重量百分比的過氧化氫的過氧化氫水溶液。
激勵源還可以是振動薄膜或可將振動傳導(dǎo)到液體消毒劑或傳導(dǎo)到噴嘴的任何類似裝置。
權(quán)利要求
1.一種通過液體形式的消毒劑對包裝材料(1)進(jìn)行消毒的方法，其包括如下步驟提供將要消毒的包裝材料(1)；提供液體形式的消毒劑的來源(11)；強迫液體消毒劑通過噴嘴(12)以便形成指向包裝材料的射流(14a)；將液體消毒劑的射流(14a)經(jīng)受受控的周期干擾，使得液體消毒劑射流(14a)形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(14)；相對于所述噴嘴(12)運動包裝材料(1)或反之亦然，由此所述一系列液滴(14)在包裝材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒劑涂層(2)，以及蒸發(fā)包裝材料(1)上的消毒劑薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液滴進(jìn)行充電，并且偏轉(zhuǎn)電極(17)將偏轉(zhuǎn)想要的或不想要的液滴。
3.一種通過液體形式的消毒劑對包裝材料(1)進(jìn)行消毒的方法，其包括如下步驟提供將要消毒的包裝材料(1)；提供液體形式的消毒劑的來源(21)；每當(dāng)需要液滴時，通過將所述來源(21)內(nèi)的液體經(jīng)受受控的干擾(23)，強迫液體消毒劑通過噴嘴(22)以便形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(24)；相對于所述噴嘴(22)運動包裝材料(1)或反之亦然，由此所述一系列液滴(24)在包裝材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒劑涂層(2)，以及通過在包裝材料(1)上的消毒劑上施加熱量(3)，蒸發(fā)消毒劑薄膜。
4.如權(quán)利要求1-3中的一項或多項所述的方法，其特征在于，通過在包裝材料上的消毒劑上施加熱量(3)，蒸發(fā)消毒劑薄膜。
5.如權(quán)利要求1-4中的一項或多項所述的方法，其特征在于，一系列液滴(14、24)形成大致連續(xù)薄膜(2)。
6.如權(quán)利要求1-5中的一項或多項所述的方法，其特征在于，噴嘴(12、22)布置成包括多個噴嘴(12、22)的陣列(30)，陣列(30)相對于包裝材料(1)在第一位置(A)和第二位置(B)之間來回運動或反之亦然。
7.如權(quán)利要求1-6中的一項或多項所述的方法，其特征在于，采用消毒劑對于包裝材料(1)消毒通過將包裝材料經(jīng)受例如UV輻射的輻射(4)來補充。
8.一種通過液體形式的消毒劑對包裝材料進(jìn)行消毒的裝置，其包括液體形式的消毒劑的來源(11)；強迫液體消毒劑通過其中以便形成指向包裝材料的射流(14a)的噴嘴(12)；將液體消毒劑的射流(14a)經(jīng)受受控、周期干擾的振動裝置(15)；以及相對于所述噴嘴(12)運動包裝材料(1)或反之亦然的驅(qū)動裝置(5)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，其還包括對液滴充電的充電電極(16)和偏轉(zhuǎn)想要的或不想要的液滴的偏轉(zhuǎn)電極(17)。
10.一種通過液體形式的消毒劑對包裝材料(1)進(jìn)行消毒的裝置，其包括液體形式的消毒劑的來源(21)；每當(dāng)需要液滴時，將所述來源(21)內(nèi)的液體經(jīng)受受控、周期干擾的振動裝置(23)；強迫液體消毒劑通過其中以便形成在指向包裝材料(1)的方向上運行的一系列液滴(24)的噴嘴(22)；以及相對于所述噴嘴(22)運動包裝材料(1)或反之亦然的驅(qū)動裝置(5)。
11.如權(quán)利要求8-10中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，其還包括通過在包裝材料(1)上的消毒劑上施加熱量以蒸發(fā)消毒劑薄膜的加熱裝置(3)。
12.如權(quán)利要求8-11中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，噴嘴布置成包括多個噴嘴(22)的陣列(30)，陣列(30)相對于包裝材料(1)在第一位置(A)和第二位置(B)之間來回運動或反之亦然。
13.如權(quán)利要求8-12中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，其還包括將包裝材料經(jīng)受最好是UV輻射的輻射的輻射源(4)。
全文摘要
一種通過液體形式的消毒劑對包裝材料(1)進(jìn)行消毒的方法，其包括如下步驟提供將要消毒的包裝材料(1)；提供液體形式的消毒劑的來源(11)；強迫液體消毒劑通過噴嘴(12)以便形成指向包裝材料的射流(14a)；將液體消毒劑的射流(14a)經(jīng)受受控的周期干擾，使得液體消毒劑射流(14a)形成一系列尺寸控制成基本上一致并且速度受到控制的液滴(14)；相對于所述噴嘴(12)運動包裝材料或反之亦然，由此所述一系列液滴(14)在包裝材料(1)上形成厚度受到控制并且分布受到控制的消毒劑涂層(2)，以及蒸發(fā)包裝材料(1)上的消毒劑薄膜。本發(fā)明還涉及類似方法和實施所述方法的裝置。
文檔編號A61L2/18GK1592639SQ02823412
公開日2005年3月9日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者J·-E·?？怂固貍? L·西克爾特 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務(wù)有限公司