用于塑料预制件的外部灭菌的装置和方法 [0002] 为了提高塑料容器例如PET瓶子中灌装物(尤其是易变质的填充物）的保质期，在 某种决定性程度上已知的是在灌装之前将容器中细菌的数量减少至一定的程度。灌装技术 领域和现有技术中已知的不同的干、湿无菌方法就是为了实现这个目的。在这种情况下，例 如将已知的灭菌介质，如过氧化氢或过乙酸，引入塑料容器的内部。此外，在已知的方法中， 还可以将电子束发射器引入塑料容器内部。本发明涉及塑料容器，但是可以看出本发明也 可应用在其他的容器中，如玻璃容器，也是可能的。 [0003] 然而，在某种程度上，考虑到这种类型容器的体积大，当使用以上的现有方法时， 灭菌介质消耗量会很大。 [0004] 因此，现有技术中又提出的已知的装置和方法不对已成型的容器进行灭菌，而是 对塑料预制件进行灭菌然后将其成型为塑料容器。换句话说，在容器吹塑成型之前，塑料预 制件（以下也称作预制件）内部的细菌数量已经减少了。在这种情况下，塑料预制件穿过处 理区，在该处理区中通过气态或液态灭菌介质或通过紫外线、电子束等的辐射实现灭菌。 [0005] 灭菌程序之后，直到灌装完的容器密封之前，都应有效地避免再污染。为了实现这 个目的，塑料预制件的成型过程理想上在无菌环境中进行。为了保持加工过程中的无菌环 境，则不能通过塑料预制件将细菌带入无菌区中。这些细菌可能会存在那里，随后附着在下 一个预制件上。
[0006] 因此，本发明的目的在于灭菌，尤其是对塑料预制件的内表面以及外表面进行灭 菌。通过本发明独立权利要求所保护的主题可实现该目的。优选的实施例和更多的变型形 式构成了从属权利要求的主题。
[0007] 根据本发明的用于塑料容器尤其是塑料预制件灭菌的装置，包括用于将塑料容器 沿着预设传送路径传送的传送设备。此外，该装置包括至少一个动作设备（acting upon device)(以下也称作"加压设备")，该动作设备将可流动的(尤其是气态和/或液态）介质 作用到被杀菌的塑料容器的外表面上。
[0008] 根据本发明，所述加压设备按以下方式设置：所述加压设备将灭菌介质作用在塑 料容器的预设区域上，该预设区域位于塑料预制件开孔的下方。
[0009] 申请人:发现，在这种类型的灭菌工艺的体系中，一个特别重要的区域就是塑料预 制件的外表面，这是因为这里出现的细菌紧邻内表面。因此，在灭菌之后的过程中，就会存 在相当高的这样的风险，即这些细菌能够分别附着在塑料预制件或容器和/或随后的预制 件上。因此，与之前的假设相反，对塑料预制件的外表面进行灭菌是很重要的。在 申请人:从 内部的现有技术中得知的设备（plant)中，通过在内部灭菌过程中传送塑料预制件穿过处 理区以实现灭菌动作，在该处理区的周围环境中，灭菌介质的浓度出现了升高。然而，在灌 装易变质的填充物的情况下，如弱酸性饮料，以这种方式实现的外表面的灭菌率已被发现 是不够的。
[0010] 因此，在以下描述的较佳实施例中，还将描述获取外表面灭菌改进的可能性。
[0011] 在优选的实施例中，灭菌介质是气态介质，例如过氧化氢或过乙酸。传送设备较佳 地在水平面中传送塑料容器，尤其是塑料预制件。传送设备较佳地沿着圆形传送路径传送 塑料预制件。在另一优选的实施例中，所述装置包括进一步的灭菌设备，用于也对塑料预制 件的内表面进行灭菌。该进一步的灭菌设备既可以是用于将灭菌介质作用在塑料预制件的 内表面的设备，也可以是将辐射尤其是紫外线或电子辐射作用在塑料预制件的内表面上的 设备。
[0012] 在进一步优选的实施例中，该装置包括用于将塑料预制件成型成塑料容器的成型 设备。该成型设备较佳地具有净化室或灭菌室，塑料预制件在该净化室或灭菌室中成型成 塑料容器。在这种情况下，该成型设备较佳地还具有加压设备，该加压设备将气态介质作用 在塑料预制件上，尤其是将灭菌空气作用在塑料预制件上，以使其膨胀。
[0013] 在进一步优选的实施例中，该装置还具有用于加热塑料预制件的加热设备。本申 请中描述的灭菌设备较佳地沿塑料预制件的传送方向设置在加热设备的下游，也就是说， 特别是，位于加热设备和成型设备之间。然而，也可能的是，在加热前对塑料预制件的外部 和/或内部进行灭菌，并且甚至加热设备也可能具有净化室或灭菌室，在塑料预制件的加 热过程中，传送塑料预制件穿过该净化室或灭菌室。此外，在加热设备中对塑料预制件进行 灭菌(预灭菌）都是可能的。
[0014] 在进一步优选的实施例中，该加压设备或至少一个加压设备设置在塑料预制件的 传送路径的下方。这应该理解为，该加压设备较佳地设置在塑料预制件的底部的下方，或在 其上传送塑料预制件的平面的下方。必须指出的是：在传送塑料预制件的过程中塑料预制 件的开孔朝下的装置也是现有技术中已知的。在这种情况下，加压设备相应地按以下方式 设置：加压设备将灭菌介质作用在塑料预制件的预设区域，该预设区域位于塑料预制件的 开孔的上方。
[0015] 因此，用语"在…的下方"理解为塑料预制件为直立状态并且开孔向上的情况。此 夕卜，塑料预制件的传送平面也可以理解成由塑料预制件的开孔或塑料预制件的开孔上边缘 定义的平面。在这种情况下，采用此种设计，该加压设备的至少一个排出口应该设置在传送 路径的下方或至少位于塑料预制件的开孔部的垂直高度（vertical level)的下方，其中灭 菌介质通过该排出口到达塑料预制件上。必须指出的是，在这种情况下，加压设备也可能部 分或全部地设置在该高度（level)的上方，例如，如果设置有偏转设备，则该偏转设备将灭 菌介质(专用地）引导至开孔下方的区域和/或塑料预制件的承载环（carrying ring)上。
[0016] 该加压设备较佳地设置在传送的塑料预制件的下方。尤其是，用这种方式，灭菌介 质也可以作用在塑料预制件的底部区域。然而，该加压设备也可能设置在横向靠近塑料容 器的传送路径的位置处。
[0017] 至少一个加压设备较佳地按以下方式设置，从加压设备流出的灭菌介质的至少一 部分沿某一方向流动，还有一部分从塑料预制件的底部区域沿塑料预制件的纵向流道塑料 预制件的开孔区。
[0018] 在进一步优选的实施例中，该装置的至少一个加压设备是垂直可调的(相对容 器)，也就是说，至少一个加压设备相对于容器的相对位置可以沿其纵向改变。在这种情况 下，可能并且较佳地是改变加压设备的位置，但是改变容器的位置也是可能的。用这种方 式，就可能根据待灭菌的塑料预制件的不同高度或几何形状作适应性调整。
[0019] 在进一步优选的实施例中，该装置包括多个加压设备。在这种情况下，这些加压设 备可以设置在共用的载体上。在这种情况下，例如，环形导管可能向各个加压设备供应灭菌 介质，然后由各个加压设备将灭菌介质作用在塑料预制件上。
[0020] 在进一步优选的实施例中，该装置包括第一侧壁，该第一侧壁沿传送路径的方向 延伸并较佳地位于传送路径的一侧。由于存在释放（release)的可能性，为了增加气态灭 菌介质的浓度，尤其是与塑料预制件的外表面最接近的周围环境中的浓度，因此建议减小 用于塑料预制件的处理区或围绕塑料预制件的传送路径的处理区。为了实现这个目的，例 如，该传送路径可以由此处描述的侧壁分界。一般而言，传送路径较佳地是完全或部分由侧 壁(例如弯曲的挡板）密封。在这种情况下，这些侧壁可以在外侧或内侧围绕该传送路径设 置，或者例如还可以相对传送路径呈U形设置。
[0021] 因此，该装置较佳地包括第二侧壁，在这种情况下，塑料预制件的传送路径设置在 第一侧壁和第二侧壁之间。因此，该装置较佳地包括输送管，塑料预制件在该输送管内传 送，并较佳地还在该输送管内流动的灭菌介质作用在塑料预制件上。
[0022] 在进一步优选的实施例中，该装置包括多个加压设备，这些加压设备沿着塑料预 制件的传送路径依次设置。用这种方式，多个加压设备可以大致同时将灭菌介质作用在他 们的外表面上。在这种情况下，这些加压设备可以设置成固定的。然而，这些加压设备也可 以与塑料预制件一起运动，或者，例如，这些加压设备可沿着与塑料预制件的传送方向相反 的方向运动。
[0023] 在进一步优选的实施例中，该装置包括用于在传送路径区域中产生可流动介质流 的流体生成设备。例如，这个可能是激活设备（active device),例如通风设备，在塑料预制 件的外表面上产生流体。尤其是，应该在塑料预制件的周围采用这种方式产生灭菌介质流 (尤其是紊流)。
[0024] 因此，在这种工艺中，建议应该通过物质的传送对灭菌工艺进行改进，该物质的传 送通过围绕在待灭菌的外表面的目标流体加以改进。例如，该流体可以通过安装在处理区 中且朝向塑料预制件的传送路径的方向的风扇实现。此外，也可以使用合适的鼓风机。在 这种情况下，风扇或鼓风机可以分别具有较佳地位于处理区外侧的、独立的驱动。作为替换 地或新增地，也可以凭借合适的齿轮机构从传送星轮或传送设备的旋转运动中分支出驱动 力。
[0025] 此外，还可以在一个或多个喷嘴的辅助作用下生成围绕塑料预制件的流体。在这 种情况下，喷嘴或这些喷嘴可较佳地用于喷出气态灭菌介质流。尤其是，在这种情况下，在 一实施例中，这些喷嘴可固定安装在处理区中且朝向塑料预制件的传送路径的方向。在一 特殊的实施例中，在这种情况下，多个加压设备或喷嘴至少部分沿传送路径分别设置在塑 料预制件的下方或分别位于塑料预制件的一侧。在这种情况下，尤其是在设置在塑料预制 件下方的实施例中，加压设备的排出口的垂直高度能够与塑料预制件的长度相适配，例如 通过上述的垂直调整，也可以选择性地通过用于加压设备的不同的长度的附加部件。
[0026] 可选择的是，加压设备也可以与塑料预制件一起至少部分沿着传送路径在处理区 中移动。在这种情况下，加压设备可依次分别设置在塑料预制件下方，或位于塑料预制件或 其传送路径的一侧。此外，在这种类型的加压设备连带运动的情况下，通过位移机构或各种 附加喷嘴来在垂直高度上适配塑料预制件的位置或长度是可能的。此外，以组合的方式来 使用各种可能的方案也是可能的，例如将喷嘴与密封机构结合。
[0027] 采用这种方式，在其他优选的实施例中，多个加压设备设置在共用环上，如喷嘴 环。在这种情况下，例如，可在位于层流边界层外侧的塑料预制件的外表面上产生紊流以便 增加物质的交换。采用这种方式，可以在较短时间内清除更多的细菌。
[0028] 因此，在较佳实施例中，就会存在这种可能性：确保在塑料预制件的周围形成灭菌 介质的紊流。换句话说，塑料预制件区域中的灭菌介质较佳为紊流。用这种方式就可在较 短时间内提升灭菌效果。在变型形式中，加压设备设置在共用载体上，且该载体可以沿着与 塑料预制件的传送方向相反的方向运动。优选地，该共用载体为可旋转的载体，以便这种类 型的载体可以旋转。此外，在该较佳的实施例中，用于传送塑料预制件的传送设备较佳为可 旋转的轮子或具有这种轮子。因此，一般较佳设置用于促进在塑料预制件区域中的灭菌介 质呈紊流的机构，也就是说，尤其是用于生成紊流或增大由塑料预制件相对其周围作出的 相对运动引起的紊流的机构。在这种情况下，例如可以设置一些设备，这些设备允许灭菌介 质流发生变化，尤其是在塑料预制件区域发生变化。
[0029] 这就会具有以下优势：来自加压设备的、较佳以紊流形式出现的灭菌介质是主动 涡旋式的，这是因为塑料预制件的传送会生成沿第一方向的流体，加压设备的载体生成沿 与此方向相反方向的流体，也就是说沿与第一方向相反的方向。此外，用于加压设备的承载 环的旋转速度可以按以下方式调整或设置：以取决于塑料预制件的几何形状的方式，尤其 是，总是在塑料预制件的外表面的周围区域中生成最佳紊流，或者紊流的存在是有利的。作 为可替代地或新增地，喷嘴环也可能参照塑料预制件的几何形状自动调节其高度以便对流 动环境产生影响。
[0030] 在进一步优选的实施例中，该装置包括用于使可流动的灭菌介质的流体偏转的偏 转设备。在这种情况下，例如，从加压设备流出的灭菌介质的预设部分可流到该偏转设备， 并且采用这种方式将从加压设备流出的灭菌介质的预设部分偏转至塑料预制件的外表面。 在这种情况下，这种类型的流体偏转设备可固定设置，并按以下方式转移气态流体：塑料预 制件被灭菌介质彻底润湿。在这种情况下，这种类型的偏转设备可设置在塑料预制件的传 送路径的内侧(尤其是在圆形传送路径的情况下)。
[0031] 此外，这种类型的偏转设备也可设置成呈预设角度(例如相对塑料预制件的纵向 成一预设角度）并且使一股气态灭菌介质偏转以击中塑料预制件，以便使塑料预制件润湿 区域增大。此外，例如，这种类型的偏转设备可倾斜设置，使得灭菌介质的气流以多种方式 撞击塑料预制件。
[0032] 在这种情况下，可以固定设置该偏转设备，但是偏转设备也可与加压设备和/或 待灭菌的塑料预制件一起移动。
[0033] 在更优选的实施例中，如上所述，还提供用于对塑料预制件的内表面灭菌的其他 装置，该其他装置较佳地按以下方式设置：至少在某一时间点，塑料预制件的内部和外部灭 菌可同时进行。
[0034] 在本发明中，必须指出的是：从物理角度来看，塑料预制件本身的外表面上并不会 出现紊流。围绕塑料预制件的层流分界层上总是出现层流，这是因为：考虑到流体摩擦，塑 料预制件表面的直接速度为零，且该速度随着与表面之间的距离增大而增大。在一特定距 离处，超出了所谓的临界雷诺数，流体则变成了紊流。然后，在外表面紧接着的周围区域中 通过扩散实现物质传送，并且在层流分界层的外侧通过流体涡旋实现更快速的扩散。
[0035] 在进一步优选的实施例中，设置加压设备以便其作用在塑料预制件的内表面上， 加压设备较佳地设计成可随着塑料预制件一起移动，加压设备按以下方式设置：加压设备 将可流动的介质相对于塑料预制件的纵向以不同于0°的预设角度注入塑料预制件中，和 /或加压设备的纵向被设置成偏离塑料预制件的纵向。采用此种方式就可以实现塑料预制 件内部极有效地灭菌，因为在塑料预制件内部也产生了灭菌介质或其流体的漩涡。
[0036] 在这种情况下，灭菌介质的注射设备具有朝向与塑料预制件的传送方向相反方向 的组件，也是可能的。
[0037] 在进一步优选的实施例中，该装置包括其他灭菌设备，其他灭菌设备对塑料预制 件的内表面进行灭菌，其也可以是同样地将流动的介质作用在塑料预制件上以实现灭菌 的灭菌设备，但是也可以使用将辐射作用在这些内表面上的灭菌设备，例如，电荷载流子辐 射，尤其是电子束。
[0038] 本发明还涉及塑料预制件的灭菌方法，在该方法中，塑料预制件沿着预设传送路 径传送，在传送过程中，可流动的灭菌介质(也就是说尤其是气态和/或液态的)至少作用在 塑料预制件外表面的部分区域上。根据本发明，至少一个加压设备作用在塑料预制件外表 面的至少一个区域上，该区域位于塑料预制件的开孔区的下方。在这种情况下，用语"在… 的下方"可以理解为该区域位于塑料预制件的开孔区与底部区之间，尤其是，"在…的下方" 参照塑料预制件的直立位置(开孔朝上)。因此，优选地，也作用于塑料预制件的底部区。采 用这种方式，灭菌介质较佳地作用在容器的外表面上。
[0039] 在优选的方法中，在塑料预制件的周围区域中主动生成灭菌介质流。在这种情况 下，"主动"可以理解为该流体不是由或不仅是由塑料预制件的运动引起的，而是需要实施 其他的步骤，例如加压设备的运动，尤其是相对于塑料预制件的运动和/或加压设备的绝 对运动或使用鼓风机等等。
[0040] 在进一步优选的方法中，在灭菌过程中通过传送通道传送塑料预制件，该传送通 道至少局部地环绕该塑料预制件的传送路径。在这种情况下，优选地，通过至少两个侧壁构 成该传送通道，塑料预制件的传送路径在两个侧壁之间延伸。此外，还可以在塑料预制件的 传送路径的下方设置第三侧壁。
[0041] 在进一步优选的方法中，还可以实施塑料预制件的内部灭菌，优选地，至少在塑料 预制件的局部内表面上。如上所述，在这种情况下，灭菌介质可以作用在内表面上，但是，可 替代地或新增地，也可以使用辐射作用在该内表面上以实现灭菌的目的。
[0042] 在这种情况下，外部灭菌和内部灭菌较佳地同时进行，至少部分同时进行。采用这 种方式，塑料预制件的外表面和内表面的灭菌同时进行是可能的。




[0043] 从以下附图中，其他优点以及实施例是显而易见的。附图中：
[0044] 图1为用于解释本发明的示意图；
[0045] 图2示出了根据本发明第一实施例的装置；
[0046] 图3示出了根据本发明第二实施例的装置；
[0047] 图4a到4e为用于解释用灭菌介质加压塑料预制件的五幅示意图；
[0048] 图5为本发明位于转移区中的进一步的示意图。
[0049] 标号清单：
[0050] 1根据本发明的装置
[0051] 2可旋转的载体
[0052] 4加压设备
[0053] 6流体生成设备
[0054] 10塑料预制件
[0055] 10a外部表面
[0056] 12、14弯曲的侧壁
[0057] 16流体偏转设备、偏转设备
[0058] 16a第一偏转设备
[0059] 16b可移动的偏转设备
[0060] 20、3〇灭菌单元
[0061] 25传送设备
[0062] 22夹持设备
[0063] 42环形输送管
[0064] 46分配设备
[0065] 48多条管线
[0066] T传送路径
[0067] L 纵轴


[0068] 图1为用于解释本发明的示意图。在这种情况下，图中以概略示意的方式示出了 可旋转的载体2,通过该可旋转的载体2可以使塑料预制件10沿着其传送路径T移动。底 部的两个箭头分别表示根据本发明的塑料预制件的供应以及将塑料预制件从装置1上移 除。在这种情况下，可旋转的载体2构成了用于对塑料预制件10进行灭菌的装置，且可旋 转的载体2较佳地设置在加热设备(未示出）的下游以及下一机械的上游，例如拉深吹塑成 型机(未示出）。
[0069] 传送路径T在两个弯曲的侧壁12和14之间延伸，该弯曲的侧壁的曲率依次与传 送路径T的曲率相适配。在这种情况下，这两个侧壁12、14也可以覆盖传送路径T中比图 1所示的区域更大的区域。
[0070] 图2根据本发明的装置1的概略图。在这种情况下，该装置具有两个灭菌单元20 和30,只有右侧的灭菌单元给出了标号。这两个灭菌单元20、30之间具有传送装置25。该 传送装置25将塑料预制件从第一灭菌单元20传送至第二灭菌单元30。
[0071] 可旋转的载体2是可见的。可旋转的载体2上设置有用于夹持塑料预制件10的 多个夹持设备22。在这种情况下，这些夹持设备22为夹钳，该夹钳在塑料预制件10的开孔 区与其卡合。尤其是，这些夹持设备是可控的，也就是说，夹持设备的打开状态和闭合状态 都是可控的。
[0072] 然而，图中只示出了一个塑料预制件10。标号4表示加压设备，在这种情况下，该 加压设备设计成喷嘴。标号42表示环形输送管，该环形输送向多个加压设备提供灭菌介 质，这些加压设备沿着塑料预制件10的传送路径依次排列。在图2所示的实施例中，环形 输送管42是固定的，塑料预制件10可以相对环形输送管42运动。
[0073] 标号6以概略示意的方式表示产生灭菌介质流的流体生成设备。例如，该流体生 成设备可以是鼓风机等。
[0074] 此外，该装置较佳地包括壳体(未示出）以便塑料预制件在壳体内部传送。在这种 情况下，可将整个内部空间设计成净化室。该净化室与外界环境相隔离。此外，也可设置加 压设备，相比外部压力(尤其大气压)，加压设备可以对净化室施加超压。
[0075] 然而，也可以仅将塑料预制件的传送路径以输送管(未示出）的形式来密封。在这 种情况下，例如流体生成设备6可以设置在用于使塑料预制件的传送路径分界的一个侧壁 上或处于这个侧壁处或位于这个侧壁内。
[0076] 图3示出了根据本发明的装置的进一步实施例。在这个实施例中，设置了各个加 压设备4,尤其是其环形输送管42设置成可旋转的。在这种情况下，如上所述，加压设备可 与塑料预制件一起移动，但是也可能产生其他的旋转，例如反方向的旋转。标号46表示分 配设备，该分配设备将灭菌介质分别分配至输送管或各个加压设备。为了实现这个目的，可 以设置多条管线48。管线48将灭菌介质传送至加压设备4。此外，此处也可以再设置流体 生成设备6。内部灭菌也可以在时间或地点上与塑料预制件10的外表面的外部灭菌并列进 行或相错开地进行(至少部分地错开)。这可以通过设置在塑料预制件的开孔上方并能将灭 菌介质传送至塑料预制件内壁的喷嘴环来实现。内部和外部灭菌所需的灭菌介质可通过中 央公用的储液器供应。
[0077] 图4a到4e示出了多个示例，其中灭菌介质作用在塑料预制件10或其外表面上。 在图4a所示的实施例中，加压设备直接作用在塑料预制件上并还作用在流体偏转设备16 上，在这种情况下，灭菌介质弹开或反射出来，并间接地作用在塑料预制件的外表面l〇a 上。
[0078] 在图4b所示的实施例中，示意性的示出了两个侧壁12和14。塑料预制件在两个 侧壁12和14之间传送。在这种情况下，加压设备4也可能作用在这些侧壁12和14上，并 且灭菌介质也可能从这些侧壁上间接移动至塑料预制件或其外壁上。
[0079] 图4c示出了加压状态的进一步示意图。在这种情况下，设置偏转设备16。该偏转 设备16相对塑料预制件10的纵向L倾斜设置，并受加压设备4的作用，这种情况下，继而 间接地作用在塑料预制件10上。
[0080] 图4d示出了加压状态的进一步实施例。在这种情况下，加压设备4和偏转设备16 均设置在塑料预制件的下方，且灭菌介质被偏转设备反射并投射到塑料预制件上。此外，还 可以设置旋转设备，旋转设备使塑料预制件10相对其纵轴L旋转以便灭菌介质尽可能全面 地作用在塑料预制件的外壁上。原则上，还可以在载体2的旋转轴与由夹持设备22夹持的 塑料预制件10的纵轴之间的区域中设置至少一个偏转设备16或加压设备4。
[0081] 在图4e所示的实施例中，设置偏转设备16以便其随加压设备4 一起移动，也就是 说它随着后者运动。此外，在这种情况下，用于夹持塑料预制件的夹持机构也可以设置在偏 转设备16上。
[0082] 图5是示意图，用于解释塑料预制件的传送。在这种情况下，设置有第一固定偏转 设备16a和可移动的偏转设备16b。同时，在这种情况下，该可移动的偏转设备16b构成用 于夹持塑料预制件的夹持机构。这就意味着，在这种情况下，偏转设备16a和偏转设备16b 有助于用灭菌介质对塑料预制件10加压的改进。
[0083] 本 申请人:保留主张申请文件中所公开的、与迄今为止的现有技术相比具有新颖性 的所有关键特征的单个或组合的权利。