專利名稱：用于對物體進行滅菌的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對物體進行滅菌的設備和方法。
背景技術：
眾所周知，在大多數的工業領域，尤其是食品工業中，也就是在飲料容器的無菌灌裝和無菌食品包裝的領域，需要對物體，尤其是容器進行滅菌。滅菌通常用化學試劑來實現，例如，過氧化氫，其可以用于如紙張，塑料，金屬或有機材料中每種材料的表面上。對于食品工業，為了保證灌裝在無菌條件下進行，不只對容器，內部和外部，而且對于它們的密封物，例如在灌裝結束時用于密封容器的瓶蓋或瓶塞也必須進行滅菌。鑒于此，用于對容器密封物進行滅菌的已知設備包括滅菌導管，該滅菌導管具有一個內部限定密封物通道的壁。特別地，在導管內部限定了一個具有控制無菌氣氛的空間，所述已知設備還包括噴射裝置，用于將加熱并蒸發的滅菌液(即化學試劑)注入導管內，并包括干燥裝置，用于在導管內引入熱氣體。因此，該設備包括用于加熱并蒸發滅菌液的裝置，例如，如公布號為 W02006128884的專利申請中所公開的。值得注意的是一般在這些設備中使用滅菌液在溫度高于一個閾值(活化值)時具有化學活性。在密封物本身離開設備之前，該干燥裝置具有活化滅菌液并同時消除凝結在密封物上滅菌液的作用。因此，滅菌液在以蒸氣方式注入導管內部之前同樣進行加熱。已知滅菌設備同樣包括從導管中抽取排出流體的系統，這樣它們就不會流到環境中。在已知的設備中，具有排氣管，該排氣管在一個末端與吸氣泵相連，并在相對末端與導管直接相連，吸力直接應用于導管內部的空間。更確切地，排氣管通常在一個開口處與導管相連，密封物通過該開口送入導管中以進行滅菌。導管相對于環境來說必須保持過壓，以便于防止環境的污染氣體流入滅菌空間內部，已經設備具有幾個缺陷。首先，記住導管必須保持過壓，一個有關于從導管中抽取排出流體的問題產生了。 事實上，作用在導管內部空間的吸力在導管一個末端附近建立了負壓梯度，該末端為吸氣泵所連接，通常為導管的入口。這種負壓梯度確定了壓力低于導管外部環境壓力的區域的形成，因此導致了污染的環境氣體流入導管內。另一個關于從導管中抽取排出流體的問題產生了，排出流體的抽取產生了導管內部過程流體(即滅菌液體和干燥氣體)的不理想流動，因此改變了滅菌氣氛的分布。換句話說，這種導管內部過程流體的分布并非理想，因為受到系統為抽取排出流體而在導管一端施加的吸力的影響。不利地，由于過程流體的分布受到排出流體抽取的影響，其在密封物上的行為難以控制并且不可預測。
發明內容
本發明的一個目的在于消除上述缺陷，并獲得一種用于對物體進行滅菌的，可從非滅菌環境中隔離滅菌導管的設備。特別地，根據本發明設備的一個目的在于防止污染的環境氣體流入物體進行滅菌的滅菌空間內。本發明的另一個目的在于獲得一種用于對物體進行滅菌的設備，該設備能在不影響過程流體在物體進行滅菌的滅菌空間內分布的情況下提供俘獲排出流體。本發明的另一個目的在于獲得一種對物體進行滅菌的設備，該設備可以優化在物體進行滅菌的滅菌空間內過程流體的分布。本發明的另一個目的在于提議一種調節對物體進行滅菌的滅菌空間內的滅菌流體分布的方法。上述目的通過根據本發明的用于對物體進行滅菌的設備和方法獲得，該設備和方法通過以下所述的權利要求限定。
通過非限制性的實施例，結合附圖，詳細說明本發明。
圖1為本發明設備的俯視圖。
圖2為圖1設備的側視簡要圖。
圖3為關于根據本發明方法的功能圖。
圖4為圖1設備的透視圖。
圖5為插入圖1設備中的注入裝置的透視圖。
圖6為圖5注入裝置的剖面圖。
圖7為圖1設備操作部分的透視圖。
圖8為圖7操作部分內輸送管的透視圖。
圖9為插入圖1設備中吸取裝置的透視圖。
圖10為圖9中吸取裝置的放大圖。
圖11為圖9和10中吸取裝置的進一步透視圖。
在附圖中，1代表用于對物體進行滅菌的設備，尤其是例如用于密封容器并在灌裝
過程結束時應用于容器的瓶蓋，瓶塞的容器密封物。設備1包括具有用于物體的入口 3的滅菌導管2。在圖5的優選實施例中，導管2具有矩形橫截面并包括頂壁加，底壁2b，和兩個側壁2c，2d，每個側壁大致平坦。此外，導管2優選地沿著縱向方向設置。然而，此處所描述和說明的導管2的構造并非必要。事實上，導管2可以具有不同形狀，例如，可以為具有圓形截面并設置為曲線路徑的管。在一個優選實施例，尤其是圖 2中，輸送機(未圖示)設置在導管2內以從入口 3輸送物體至導管2本身的出口 4，所述入口和出口相應于設備1的入口和出口。所述設備1在入口(箭頭“IN”)處接收(少見地)有待滅菌的物體，并在出口(箭頭“OUT”)處得到滅菌物體。特別對于容器密封物，它們優選地在導管2內通過底壁朝上，凹入部分朝下的方式設置。該設備包括多個與導管相連的噴嘴，用于噴射滅菌流體至導管本身內。為了將加熱高于流體活化溫度并隨后蒸發的滅菌流體送至噴嘴，該設備同樣具有用于加熱和/或蒸發滅菌流體的系統。這種系統并為圖示，而在公布號為W02006128884的專利申請中公開， 該專利在此引入參考。因此，該噴嘴，與所述系統一起(該系統用于加熱和蒸發滅菌流體)，限定了用于在導管2內引入加熱并蒸發的滅菌流體的噴射裝置5。滅菌流體優選為過氧化氫蒸氣(VHP)。在優選的實施例中，特別對于圖7和8，所述噴射裝置包括設置在導管2內并沿其長度具有多個孔的第一輸送管6，所述孔限定了用作噴嘴的擴散器陽。在附圖中，該設備包括為了除去凝結在物體上滅菌流體的用于在導管內引入熱氣體的干燥裝置。在一個優選的實施例中，所述干燥裝置包括第二輸送管，其具有和第一輸送管6 相同的結構(即設置在導管2內)，但第二輸送管被送入加熱氣體(或任何惰性氣體)。就干燥裝置的設計而言，它們的結構與噴射裝置的結構相同，請見上述的圖7和8。相對于噴射裝置，干燥裝置與導管2大致下游地連接，并設置為導管2內物體移動的方向，請見附圖2的箭頭IN和OUT。因此，導管2優選地限定操作部分T1，T2，T3，它們沿著物體從入口 3至出口 4移動的路徑連續地設置，即
-第一操作部分Tl，其中噴射裝置有效； -第三操作部分Τ3，其中干燥裝置有效；
-第二操作部分Τ2，位于第一和第三操作部分中間，其中噴射裝置和干燥裝置都未在物體上有效。在附圖4中，設備1包括用于從導管2內俘獲排出流體的吸取裝置11。在圖1，5和6中，設備包括注入裝置10，用于將垂直于導管2的流體流注入導管 2內，以產生流體屏障，該流體屏障用于將所述滅菌導管與外部非滅菌區域隔離，所述流體屏障在滅菌導管2的所述入口處產生。這種垂直于導管的流體流在注入之處產生強大的紊流，因此增加了該區域的壓力。由于這種壓力的增加，在導管的入口處形成一種塞子，因此將滅菌導管與外部非滅菌區域隔開。在一個優選實施例中，所述注入裝置10設置在導管2的內部。特別地，橫向注入導管2的流體產生刀片狀的流體屏障。優選地，這種流體屏障由熱滅菌氣體組成。根據圖5和6所示的優選實施例，所述注入裝置10包括C狀通道9，設置在導管2 截面的周長上，并具有用于注入產生流體屏障的所述流體的一個或多個出口 9a。優選地，注入流體屏障的出口通過多個沿著環形通道分布的孔或槽限定。根據另一個不同的實施例， 所述注入裝置獨立地包括與導管壁相連的水平通道或L形通道或環形通道，每種所述通道具有一個或多個出口用于注入產生流體屏障的流體。優選地，注入流體屏障的出口通過沿著通道分布的多個孔或槽所限定。在一個優選實施例中，設備1還包括
-用于檢測滅菌氣氛工作參數的檢測裝置；
-與所述吸取裝置(Cl線表示)和所述檢測裝置(C2線表示)操作性連接的控制系統C，所述控制系統隨著所檢測的工作參數調節所述吸取裝置的操作。在圖1和圖2的優選實施例中，該設備1包括以相互預定距離沿著所述導管分布的多個吸取裝置和多個檢測裝置，該檢測裝置。優選地，檢測裝置包括一系列沿著導管2分布的壓力傳感器，通常具有三個壓力傳感器Pl，P2, P3，每個對應于導管的所述操作部分 Tl, T2, T3。根據本發明一個不同的實施例，除了一系列壓力感應器，所述檢測裝置包括沿著導管2分布的一系列流量傳感器，通常具有三個流量傳感器(未圖示)，每個對應于導管的所述操作部分Tl，T2,和T3。在另一個實施例中，該檢測裝置包括一系列流量傳感器，而沒有壓力傳感器。在一個優選的實施例中，特別是圖2和圖9-11中，每個所述吸取裝置包括至少一個調節閥VI， V2, V3，與限定在導管2的排出孔30相連，并與各自的執行器Ml，M2, M3相連，用于啟動至少第一操作位置和第二操作之間的所述閥的操作，其中，該閥在第一操作位置上關閉排出孔，而在第二操作位置上打開排出孔。此外，每個執行器Ml，M2, M3操作性地與所述控制裝置C相連，并隨著所檢測的工作參數而被起動。優選地，每個所述吸取裝置11還包括吸取罩15，設置在與排出孔30相連的相應調節閥VI，V2, V3之上，所述吸取罩通過氣流效應俘獲排出流體。值得注意的是通過氣流效應俘獲排出流體的吸取罩15不會影響滅菌導管內滅菌液的分布，因為沒有吸力直接應用到導管2內所含的流體。根據圖9-11的優選實施例，所述排出孔30穿過軟管115，所述軟管的邊緣11 在所述軟管15的底部11 內延伸，因此阻止了排出流體從所述罩和所述軟管之間的漏縫流出。本發明的另一個目的在于提供一種用于調節滅菌物體滅菌導管內滅菌流體的分布的方法。根據本發明，一種用于調節對物體進行滅菌的滅菌導管內滅菌流體的分布的方法，包括以下步驟
-通過吸取裝置俘獲排出流體(方格Si)；
-檢測所述滅菌導管內滅菌流體的工作參數(方格S2)；
-將所測得的工作參數與預設值或預設數值范圍進行對比(方格S3)；
-根據所述對比步驟的結果來調節所述吸取裝置的操作(方格S4，S5, S6)。特別地，其中一種所述工作參數為滅菌氣氛的壓力，另一個為滅菌氣氛的流量。優選地，所述滅菌流體為加熱并蒸發的過氧化氫蒸氣(VHP)。根據對比步驟結果來調節吸取裝置操作的步驟如下如果所檢測的工作參數與預設值一致或在預設數值范圍內，則不需要對吸取裝置的操作進行調節(方格S4)。另一方面，如果所檢測的工作參數與預設值不相符，或不在預設值的范圍內(方法S5)，則需要對吸取裝置的操作進行調節(方格S6)。特別地，所述閥的位置(通常可在排出孔的關閉位置與所述排出孔的打開位置之間移動)通過相應的執行器進行調節。在將所檢測的工作參數與預設值或預設數值范圍對比完成后，通過控制裝置來引發執行器的起動。閥的位置確定了通過吸取罩俘獲的排出流體的量。根據所述比較步驟的結果來調節吸取裝置操作的步驟基于所述工作參數通過的反饋控制(分支方塊S7)來實現。即，工作參數在第一調節之后改變，并因此基于第二檢測進行潛在的第二調節。因此，檢測步驟以大致連續的方式進行。根據本發明的設備具有重要的優點。首先，根據本發明用于對物體進行滅菌的設備可以通過非常簡單可靠的方式將滅菌導管從非滅菌環境中隔離。特別地，這種設備防止污染的環境氣體流入對物體進行滅菌的滅菌導管內。根據本發明的設備有利地俘獲排出流體而沒有影響導管內過程流體的分布。由于流體屏障，檢測裝置和控制裝置的存在，這種結果很有可能。根據本發明的設備有利地進行物體上滅菌流體的優化。由于檢測裝置和控制裝置的存在，這種結果很有可能。
權利要求
1.一種用于對物體進行滅菌的設備(1)，包括滅菌導管(2)，該滅菌導管具有用于引入未滅菌物體的入口(3)和用于取出已滅菌物體的出口(4)；噴射裝置(5)，該噴射裝置用于將加熱并蒸發的滅菌流體引入到導管(2)內；吸取裝置(11 )，該吸取裝置用于俘獲從導管(2)排出的排出流體；其特征在于，所述設備還包括注入裝置(10)，該注入裝置用于注入垂直于導管(2)的流體流，以產生將所述滅菌導管與外部非滅菌區域隔離的流體屏障，所述流體屏障形成在導管(2)的所述入口(3)處。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述流體屏障為刀片狀。
3.根據以上任何一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述流體屏障由熱的滅菌氣體組成。
4.根據以上任何一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述注入裝置(10)包括水平通道，該水平通道與導管壁相連，并具有至少一個出口，該出口用于注入形成流體屏障的所述流體流。
5.根據權利要求1-3任一項所述的設備，其特征在于，所述注入裝置(10)包括L形通道，該L形通道設置在導管(2)的壁上，并具有至少一個出口，該出口用于注入形成流體屏障的所述流體流。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的設備，其特征在于，所述注入裝置(10)包括C形通道(9)，該C形通道設置在導管(2)的壁上，并具有至少一個出口(9a)，該出口用于注入形成流體屏障的所述流體流。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的設備，其特征在于，所述注入裝置(10)包括環形通道，該環形通道設置在導管(2)截面的周長上，并具有至少一個出口，該出口用于注入形成流體屏障的所述流體流。
8.根據以上任一項權利要求所述的設備，其特征在于，包括檢測裝置，用于檢測滅菌氣氛的工作參數；控制裝置(C)，其與吸取裝置(11)和檢測裝置操作性地連接，所述控制裝置隨著檢測的工作參數調節所述吸取裝置的操作。
9.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述檢測裝置包括至少一個壓力傳感器 (PI, P2, P3)。
10.根據權利要求8或9所述的設備，其特征在于，所述檢測裝置包括至少一個流量傳感器。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的設備，其特征在于，所述吸取裝置(11)包括至少一個調節閥(VI，V2, V3)，該調節閥與形成在導管(2)上的相應排出孔相連；所述至少一個調節閥(VI，V2, V3)分別連接至各自的執行器(Ml，M2, M3)，該執行器驅使所述閥 (VI，V2, V3)在至少第一操作位置和第二操作位置之間運轉，其中，當處于第一操作位置時，所述閥關閉排出孔，而在第二操作位置時，所述閥打開排出孔，所述執行器可操作地連接至所述控制裝置(C)，并由檢測到的工作參數觸發。
12.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，所述吸取裝置(11)還包括吸取罩(15)， 該吸取罩蓋在與排出孔(30)相連的相應調節閥上，所述吸取罩通過氣流效應俘獲排出流體。
13.根據權利要求12所述的設備，其特征在于，所述排出孔(30)延伸穿過軟管(115)， 所述軟管的邊緣(115a)伸入所述罩(15)的底部(115b)。
14.根據權利要求8至13中任一項所述的設備，其特征在于，包括多個吸取裝置(11) 和多個檢測裝置，這些吸取裝置和檢測裝置均沿所述導管(2)分布，且彼此之間相隔預定距離。
15.根據前述任一項權利要求所述的設備，其特征在于，所述注入裝置(10)設置在所述導管(2)的所述入口(3)處。
16.用于調節對物體進行滅菌的滅菌導管內的滅菌流體分布的方法，包括通過吸取裝置俘獲排出流體的步驟，其特征在于，還包括以下步驟對滅菌氣氛的工作參數進行檢測 (S2);將所檢測到的工作參數與預設值或預設數值范圍進行比較(S3)，根據比較結果來調節所述吸取裝置的操作(S4，S5, S6)。
17.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述工作參數為滅菌氣氛的壓力。
18.根據權利要求16或17中任一項所述的方法，其特征在于，所述工作參數為滅菌氣氛的流量。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的方法，其特征在于，所述根據比較結果來調節所述吸取裝置的操作的步驟(S4，S5, S6)是基于所述工作參數、通過反饋控制(S7)來實現的。
全文摘要
一種用于對物體進行滅菌的設備，包括滅菌導管(2)，該滅菌導管(2)具有用于引入未滅菌物體的入口和用于取出滅菌物體的出口；噴射裝置，該噴射裝置用于將加熱并蒸發的滅菌流體引入導管(2)內；吸取裝置(30，115)，用于俘獲從導管(2)流出的排出流體。該設備具有注入裝置(10)，該注入裝置用于注入垂直于導管(2)的流體流以產生流體屏障，該流體屏障用于將滅菌導管與外部非滅菌區域隔離，所述流體屏障形成在導管(2)的所述入口處。本發明還涉及一種用于調節對物體進行滅菌的滅菌導管內的滅菌流體分布的方法。
文檔編號B65B55/02GK102348471SQ200980158027
公開日2012年2月8日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者安吉洛·西爾維斯特里, 法布萊斯·厄藏, 紀堯姆·羅蘭 申請人:西得樂股份公司