專利名稱：利用引入容器的電荷載子源為容器殺菌的設備和方法
技術領域：
本發明涉及用于為容器、尤其是塑料材料容器殺菌的方法和設備。尤其是在無菌灌裝設施中，對要被灌裝的容器進行殺菌同實際灌裝過程一樣都是重要的處理步驟。殺菌的可能形式隨著殺菌劑和處理的效果而改變。然而，它們共有的事實是滅殺行為是基于化學處理執行的。從現有技術中已知的最新的進展有所不同，并且使用了電離輻射來實現細菌的減少。在多數申請中，該輻射包括加速的電荷載子尤其是在相應設施中產生并且引入待被殺菌的容器的加速過的電子。這種做法的益處在于減少或避免了化學物質的使用。然而，雖然這些設備具有部分尚未被安裝的加速設施，但是結果是這些設施是昂貴的，此外它們具有相對復雜的電路系統并且進行相對復雜的監控。此外，由于發生雜散輻射，所以必須在整個設施周圍或者該設施的單個部件周圍存在屏幕。
背景技術：
從DE 10 2009 008633 Al中已知一種用于為容器殺菌的設備。在這種情況下,沿預設的輸送路徑輸送容器，尤其穿過處理室。這里，利用電子作用于容器來進行殺菌，這種類型的殺菌裝置具有用于生成電子的生成裝置，以及具有加速裝置，以便朝存在于處理室中的容器的方向加速由生成裝置生成的電子。在這種情況下，處理室內部的氣壓低于處理室外部的氣壓。因此，建議在相對低的壓力下的區域中加速電子，以便以這種方式增加這些電子的范圍。
市場上可買到并且用于殺菌的現有系統具有電子生成設備，具有用來將電子束傳輸至要被殺菌的容器中的組合與機械方案。更精確地進行表達，就這些設施而言，通常將指狀電子束(beam finger)引入容器,通過該指狀電子束朝出口窗方向加速加速電子,然后電子從出口窗中發射出去并且到達容器的內壁上。為了確保效果和電子束的傳輸，通常必須將電子加速到較高程度。為此，所需要的加速電壓總計達150kv。相應地，增加了電子的動能并且以相同程度產生不需要的射線或X射線。
先前的用于生成電子束的設施和設備的另一弊端是將電子從發生器源輸送到工作場所的問題。在空氣中或現有的出口窗中產生的存在于內部空間中的分子嚴重地妨礙了電子束的范圍(reach)。結果，總的來說，必須調整電子的加速，反過來這樣的步驟總的來說將增加尺寸、復雜度、風險的可能性、屏蔽、以及設施的成本。
發明內容
因此，本發明的目的是能夠提供避免使用超高加速電壓的方法和設備。此外，總的來說應該減小用于為容器殺菌的這種類型的設施的成本。根據本發明，這些目的通過獨立權利要求的主題獲得。有利的實施例和進一步的進展形成從屬權利要求的主題。
就根據本發明用于為容器、尤其是塑料材料容器殺菌的方法而言，通過向這些容器的內壁作用電荷載子、尤其是電子來殺菌。為此，尤其通過該容器中的開口(優選地通過該容器中的口部)向容器中引入殺菌裝置。該殺菌裝置具有電荷載子生成裝置。
根據本發明，電荷載子生成機構被至少部分地引入容器并且在容器的內部生成電荷載子。
然而，現有技術中電荷載子或電子在容器的外部生成并且僅僅向容器中加速電荷載子或電子，現在提出應該將電子本身的生成移入要被殺菌的容器內部。因此，現在僅在容器的內部生成電荷載子。通過這種方式，可以無需提供用于加速電子的非常高的加速電壓。 在電子生成裝置和容器的內壁之間，通常僅有非常短的距離需要被覆蓋，使得電子的高速加速不是必要的。
就另一優選方法而言，沿容器的縱向方向將電荷載子生成裝置引入容器。在殺菌本身期間，尤其沿著與電荷載子生成裝置插入容器的方向不同的方向移動容器是有利的。 如上所述，尤其地，電荷載子是電子。
就另一有利的方法而言，在殺菌過程之前或者殺菌過程期間，至少在一段時間內在容器內部生成減小的壓力(under-pressure)(相對于大氣壓力)。因此,例如,可以在容器內部在低真空或高真空下生成電子云，該低真空或高真空反過來存在于要被殺菌的容器中。通過這種方式，電子實際上可以被自發地輸送到相應的工作表面。由于不存在干擾分子，所以可以以近似的方式并且有利地甚至不需要進一步施加加速電壓的情況下施加為此所需要的能量。電子通過在要被殺菌的表面上進行電離使不需要的微生物的細胞區室和分子失活。
就另一有利方法而言，在容器的內部生成O. 0005mbar至800mbar之間，優選地 O. 0005mbar至600mbar之間，優選地O. OOlmbar至300mbar之間，尤為優選地O. OOlmbar至 IOOmbar之間的壓力。利用這些壓力比例，電子具有相對較寬的范圍(reach)，使得如上所述，可以省去額外的加速電壓以及在任何情況下的非常高的加速電壓。如果使用加速電壓， 則加速電壓有利地低于lOOkv，優選地低于50kv，以及優選地低于10kv。
有利地，要被殺菌的容器是塑料材料預成型件。由于多種原因，這里這種類型的塑料材料預成型件尤其適合于進行殺菌。在一方面，它們通常具有圓柱形的主體，使得電子生成裝置和塑料材料預成型件的內壁之間的距離沿著塑料材料預成型件的縱向方向大體上保持恒定。此外，塑料材料預成型件還具有非常高的穩定度，并且由此可以將減小的壓力作用于塑料材料預成型件。就其他容器而言，這種類型的減小的壓力甚至可以導致容器的變形或爆裂。
在殺菌過程期間或者在激活上述電荷載子生成裝置期間，還可以使容器相對于電荷載子生成裝置尤其繞縱向軸線旋轉。通過這種方式，即使在圓周方向上不均勻地排放電子的情況下，也能夠向容器的內壁提供均勻的照射。然后，還可以與從生成裝置開始向優選的方向即刻加速電子。在這種情況下，優選地旋轉容器，但是還可以使位于容器內部的電荷載子生成裝置繞優選的縱向軸線旋轉。
就另一有利的實施例而言，在為容器殺菌期間，沿著預設的輸送路徑輸送容器。有利地，這是環形輸送路徑。
在另一有利的實施例中，通過減小的壓力將塑料材料預成型件保持在保持裝置上。由此建議應該將塑料材料預成型件傳送到保持裝置，然 后應該利用減小的壓力作用于塑料材料預成型件，并且還應該通過該減小的壓力將塑料材料預成型件保持在該保持裝置上。
就此而言，應該注意還可以選擇性地在玻璃容器中產生這種類型的減小的壓力， 使得玻璃容器同樣還有可能適應于這里描述的殺菌。
本發明進一步涉及用于為容器、尤其是塑料材料容器殺菌的設備。該設備具有利用電荷載子作用于塑料材料容器的內壁的殺菌裝置。在這種情況下，殺菌裝置具有生成電荷載子的電荷載子生成裝置。
根據本發明，設計電荷載子生成裝置，使得其能夠被弓丨入容器的內部。
因此，與現有技術相對照，關于該方法還建議將電荷載子生成裝置本身引入容器中(不是引入例如可以用來排放高度加速了的電子的出口窗)。有利地，能夠通過容器中的口部將電荷載子生成裝置引入到容器中。因此，與現有技術相對照，有利地，不是向容器中引入出口窗，而是向容器中引入生成裝置本身。
就另一有利的實施例而言，所述設備具有在容器殺菌期間至少在一段時間內輸送容器的輸送裝置。此外，所述設備還具有將殺菌或施加裝置引入容器的移動裝置。在這種情況下，還可以沿著容器的縱向方向移動電荷載子生成裝置，但是有利地，使電荷載子生成裝置固定在該縱向方向上并且容器相對于該縱向方向移動。
就一有利的實施例而言，所述設備具有可旋轉承載器，在該可旋轉承載器上布置了多個殺菌裝置。就另一有利的實施例而言，所述設備具有壓力施加裝置，該壓力施加裝置將減小的壓力作用到容器。尤其是，由于使用了該減小的壓力，所以可以增加電子在容器內部中的范圍。 然而，在許多情況下，甚至還可以無需生成減小的壓力而進行一定的殺菌。 此外，還可以是不僅將減小的壓力作用于容器本身，而且還作用于容器在其中被輸送的空間，。然而，有利地，僅僅將上述減小的壓力作用于容器的內部。在另一有利實施例中，所述設備具有沿容器的內壁方向引導電荷載子的偏轉裝置。通過這種方式，例如，可以在塑料材料預成型件的外部圍繞這些塑料材料預成型件提供正電極。
通過這種方式，例如，可以向容器的內部引入熱陰極。在這種情況下，還可以引入該熱陰極而不需要包圍該熱陰極的玻璃瓶(glass flask)，并且還可以在容器本身中生成必要的真空。就一有利的實施例而言，輻射生成裝置具有第一電導體，該第一電導體能夠被引入容器，并且能夠使電流流過該第一電導體。從現有技術本身已知，通過上述電流釋放電子。例如，這可以是鎢制陰極。
就另一有利的實施例而言，輻射生成裝置可以具有第二電導體，該第二電導體能夠被引入容器，并且能夠使電流流過該第二電導體。在這種情況下，有利地平行于第一導體連接該第二導體。在這種情況下，進行設計使得在能夠使電流流過的上述第一導體故障的情況下激活第二導體，使得甚至在電導體故障的情況下能夠持續進行殺菌。
本發明進一步涉及用于處理塑料材料容器的設施。根據本發明，該設施具有上文中所定義類型的設備。有利地，該設施還具有用于使塑料材料預成型件成型為塑料材料容器的設備。就另一有利的實施例而言，在塑料材料容器的輸送方向上，上述設備布置在用于使塑料材料預成型件成型為塑料材料容器的設備前方。在另一有利的實施例中，該設施還具有用于加熱塑料材料預成型件的加熱裝置，在這種情況下，在塑料材料預成型件的輸送方向上，該加熱裝置布置在用于使塑料材料預成型件成型為塑料材料容器的設備的前方。
在這種情況下，在塑料材料預成型件的輸送方向上，根據本發明的設備可以布置在加熱裝置和用于使塑料材料預成型件成型為塑料材料容器的設備之間。然而，有利地，根據本發明的設備還可以布置在用于加熱塑料材料預成型件的加熱裝置的前方，例如布置在該加熱裝置的前方或該加熱裝置的入口區域中。
進一步的優點和實施例在附圖中示出，在附圖中
圖la、圖1b為說明本發明基本問題的示意圖2為根據本發明的設備的側視圖3為根據本發明的設備的詳細視圖；以及
圖4為根據本發明另一實施例的設備的詳細視圖。
具體實施方式
圖1a和圖1b為說明本發明基本問題的兩個示意圖。在這種情況下，示出了生成電荷載子(charge carrier)的電荷載子生成裝置12。這里，由虛線示出的多個隔離器 (barrier) 30a存在于該電荷載子生成裝置12和容器10之間。因此，通過實例，殺菌裝置、 空氣等等的出口窗可以構成這種類型的隔離器。通過這種方式，先前用于生成電子束的設施和設備的主要弊端之一是將電子從生成器源輸送到工作場所的問題。存在于內部空間中且產生于空氣中或現有的出口窗中的分子嚴重地妨礙電子束的范圍到達相當顯著的程度。
由于這個原因，必須調適電子的加速，反過來這樣的步驟總的來說將增加尺寸、復雜度、風險的可能性、屏蔽、以及設施的成本。
為了不必須實施為了進一步的電子范圍的這些不利因素，而仍然進行充分殺菌， 建議應該采取步驟使得需要的電子以較短的距離從電荷載子生成源輸送到工作場所。這在圖1b中示出。在這種情況下，減少了隔離器30a使得結果電子具有更大的行進路徑。與箭頭Pl相比較大的箭頭P2在這里概略地示出到達容器10或者更精確地到達容器10的內壁處的較大數目的電子。
圖2為根據本發明的設備I的概略示圖。在這種情況下，提供了承載器8，該承載器8可繞軸線旋轉或者借助軸18旋轉，在承載器8上存在多個處理站或殺菌裝置2。
在這種情況下，可以借助于夾持裝置將各個容器10傳送到設備1，有利地，夾持裝置在外部、尤其是在承載環(carrying ring)下方夾持塑料材料容器。此后，借助于保持裝置固定容器。更精確地說，在每個站或殺菌裝置2處，可以通過輸送星輪的 外部夾具將容器或塑料材料預成型件分別引入適當形狀的停靠區域。附圖標記26概略地表示升降裝置，該升降裝置例如以某種方式將塑料材料預成型件帶到承載器8處，該方式使得電子生成裝置到達塑料材料容器的內部。因此，有利地使塑料材料容器在中間移動或翻轉。在這種情況下，塑料材料預成型件的頸部的表面與停靠區域接觸。在開始設置減小的壓力時，傳送星輪的外部夾具可以仍然保持塑料材料容器，并且在足夠的減小的壓力下(例如SOOmbar或更少)可以釋放在供應星輪的外部夾具上的塑料材料容器。然后，通過接通電荷載子生成器源來照射通過這種方式獲得的塑料材料容器。
在經過依賴于預成型件的尺寸的處理時間之后，中斷照射過程。這可以例如通過切斷輻射電流并且有利地隨后引入環境空氣來進行。隨著壓力的均衡或者在壓力均衡期間，可以通過移除星輪的外部夾具再次夾持塑料材料容器。在這種情況下，還可以再次向下牽弓I塑料材料容器使得電荷載子生成裝置不被損壞。
可以通過額外的電子束發射器，比如例如表面放射體來進行可選的外部殺菌，該電子束發射器連接到內部處理機構的前方或者后方。此外，還可以在內部殺菌期間照射塑料材料容器。
可以在生成減小的壓力之前或者之后開始激活殺菌系統，即電荷載子生成裝置。
圖3示出了根據本發明的設備的實施例。在這種情況下，又再一次提供了電荷載子生成裝置12，該電荷載子生成裝置12用于容器內部的殺菌。附圖標記16涉及保持裝置， 容器10通過減小的壓力安置在保持裝置16上。附圖標記20涉及壓力施加裝置，該壓力施加裝置20在這種情況下在塑料材料容器10的內部生成真空，以便通過這種方式將塑料材料容器10固定到保持裝置16。由于這里提出的方法需要相對少的人力并且相對簡單，所以根據本發明的設備的主要益處顯現了出來。雜散輻射(stray radiation)的發生率最低并且能量消耗也低。附圖標記10a涉及塑料材料容器10的內壁，附圖標記10b涉及塑料材料容器10中的開口或口部。
附圖標記32表示可選的電子傳導裝置，該電子傳導裝置32使電子沿塑料材料預成型件的內壁方向移動。在這種情況下，該電子傳導裝置可以設計成正電荷作用于其上的套筒的形式。此外，如虛線34所示，電子傳導裝置可以位于塑料材料預成型件的僅僅一個區域中，并且塑料材料預成型件可以額外地繞它們的縱軸L旋轉。
還可以確定的是，不僅可以通過高度加速過的電荷載子對容器進行充分殺菌，而且如果電荷載子分別到達塑料材料預成型件或容器10的(內)表面處則也可以充分地殺菌。附圖標記L表不容器10的縱向方向。
圖4示出了根據本發明的另一實施例。除了還存在于圖3中的實施例中的電導體 22夕卜，這里還提供了另一導體24，該導體24這里用作替換發射體。在這種情況下，該替代發射體可被提供為平行于導體22或者相對于導體22偏離。在這種情況下，如果控制裝置確定第一導體22損壞，則可以激活第二導體24，以便通過這種方式生成電荷載子。
與來自現有技術中的設備相對照，這里省去了復雜的電子加速裝置以及輻射體出口和容器入口之間的傳送路徑。通過這種方式，主要的差異在于這樣的事實，即在所提出的發明中，在不存在加速電壓或僅存在最小的加速電壓的情況下，使用電子云用于殺菌目的。通過這種方式顯現出許多優點。首先，省去了先前的加速電壓，其結果是節約了能量。 此外，減少了電子中作用的動能使得能減小X射線輻射的發生。此外，可以省去所需的用于生成加速電壓的高電壓生成器，還可以減小必要屏蔽物的厚度，以及可以在整體上簡化設施，在這種情況下還可以減小費用。
因此，在需要或不需要顯著減少了的加速電壓的情況下，優選地，在高真空下生成電子云,該電子云被輸送至容器的包圍表面。
本申請人保留要求保護本申請文件所公開的本發明所有必要特征的權利，只要這些特征與現有技術單獨比對或者組合比對時具有新穎性。
附圖標記列表
I 設備
2殺菌裝置
8承載器
10容器
IOa內壁
IOb容器中的開口
12電荷載子生成裝置
16保持裝置
18軸
22電導體
24另一電導體
26升降裝置
30a隔離器
32,34電子傳導裝置·
L縱向方向
P1、P2箭頭
權利要求
1.一種為容器(10)、尤其是塑料材料容器殺菌的方法，其中通過利用電荷載子作用于這些容器(10)的內壁(IOa)來殺菌，并且其中為此目的，殺菌裝置穿過該容器(10)中的開口(IOb)被引入所述容器(10)中，并且該殺菌裝置(2)具有電荷載子生成裝置(12)，其特征在于，所述電荷載子生成裝置(12)被至少部分地引入所述容器(10)并在所述容器(10)的內部生成電荷載子。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在殺菌過程期間或在殺菌過程之前，至少在一段時間內在所述容器(10)的內部生成減小的壓力。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述容器(10)的內部生成的(減小的)壓力在O. 000 Imbar和800mbar之間，優選在O. 0003mbar和600mbar之間，優選在O. 00 Imbar和3 O Ombar之間。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器(10)為塑料材料預成型件。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在為所述容器殺菌期間，沿著預設的輸送路徑輸送所述容器。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過減小的壓力將所述塑料材料容器(10)保持在保持裝置(16)上。
7.一種為容器(10)、尤其是塑料材料容器(10)殺菌的設備(I)，具有利用電荷載子作用于所述塑料材料容器(10)的內壁(IOa)的殺菌裝置(2)，其中所述殺菌裝置(2)具有生成所述電荷載子的電荷載子生成裝置(12)，其特征在于，所述電荷載子生成裝置(12)被設計為能夠被引入到所述容器(10)的內部。
8.根據權利要求7所述的設備(I)，其特征在于，所述設備(I)具有輸送裝置(8)，在為所述容器(10)殺菌期間，所述輸送裝置(8)至少在一段時間內輸送所述容器(10)。
9.根據權利要求7所述的設備(I)，其特征在于，所述設備(I)具有壓力施加裝置(20)，該壓力施加裝置(20)將減小的壓力作用到所述容器(10)上。
10.根據權利要求7所述的設備(I)，其特征在于，所述設備(I)具有偏轉裝置(32、34)，該偏轉裝置(32、34)沿所述容器(10)的所述內壁(IOa)的方向引導電荷載子。
11.根據權利要求7所述的設備(I)，其特征在于，所述輻射生成裝置(12)具有第一電導體，該第一電導體能夠被引入所述容器(10)，并且電流能夠流過該第一電導體。
12.根據權利要求11所述的設備(I)，其特征在于，所述輻射生成裝置(12)具有第二電導體(24)，該第二電導體能夠被引入所述容器(10)，并且電流能夠流過該第二電導體。
全文摘要
一種為容器(10)、尤其是塑料材料容器殺菌的方法，其中通過利用電荷載子作用于這些容器(10)的內壁(10a)來殺菌，并且其中為此目的，殺菌裝置穿過該容器(10)中的開口(10b)被引入所述容器(10)中，并且該殺菌裝置(2)具有電荷載子生成裝置(12)。根據本發明，所述電荷載子生成裝置(12)被至少部分地引入所述容器(10)并在所述容器(10)的內部生成電荷載子。
文檔編號A61L2/08GK103028126SQ201210372318
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優先權日2011年9月30日
發明者約瑟夫·克諾特, 帕特里克·安吉哈德, 漢斯·朔伊倫 申請人:克朗斯股份公司