RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1918208 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 30.10.2007 07021174.3 (13) (1) T3 Int.Cl. B6B /08 (2006.01) A61L 2/10 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 17.10.2012 Europejski Biuletyn Patentowy 2012/42 EP 1918208 B1 (4) Tytuł wynalazku: Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych (30) Pierwszeństwo: 30.10.2006 DE 10200601738 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.0.2008 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2008/19 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 29.03.2013 Wiadomości Urzędu Patentowego 2013/03 (73) Uprawniony z patentu: Heraeus Noblelight GmbH, Hanau, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 1918208 T3 KARL-WILHELM BRIEDEN, Freigericht, DE STEFAN GREIF, Fulda, DE JÜRGEN LOWITZKI, Daxweiler, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Joanna Kostrzewa DENNEMEYER & ASSOCIATES SP. Z O.O. ul. Hrubieszowska 2 01-209 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
PL-PAT-2012-10 1 20 2 30 Opis [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy urządzenia do sterylizacji materiałów opakowaniowych przeznaczonego dla instalacji napełniającej i uszczelniającej, w szczególności o częstotliwości zegarowej mniejszej niż sekund, jego zastosowania w setrylizacji, jak również sposobów sterylizacji. [0002] Znane są urządzenia do sterylizacji opakowań, które emitują promieniowanie UV za pomocą jarzeniówek. [0003] Zgodnie z EP 0 91 001 jarzeniówki UV są wyposażone z jednej strony w metalowe odbłyśniki. [0004] Wiele źródeł promieniowania UV wyposażonych w odbłyśniki można rozmieszczać równolegle obok siebie w ten sposób, iż uzyskuje się jednolite pole promieniowania. Jednakże, przy sterylizacji materiałów wrażliwych na ogrzewanie, takich jak pojemniki z jogurtem, prowadzi to do niepożądanego ogrzewania towarów poddawanych napromieniowaniu, jak również braku wydajności w stosowaniu promieniowania UV, gdyż towary umieszczone w opakowaniu nie pokrywają całkowicie napromieniowanej powierzchni. Promieniowanie UV niestosowane do tego celu ma dodatkowy niekorzystny skutek uboczny, gdyż prowadzi ono do uszkodzenia zewnętrznych ścian poddanych napromieniowaniu towarów lub do przedwczesnego starzenia się napromieniowanych części układu, takich jak przenośnik taśmowy. W szczególności, te wady odnoszą nawet głębszy skutek przy przestojach przenośnika taśmowego, tak że może nawet powstawać ryzyko pożaru spowodowanego przez poddane napromieniowaniu towary. [000] DE 10 2004 04 662 dotyczy obróbki wydrążonych profili. [0006] W EP 1 133 704 ujawniono dielektryczny odbłyśnik o selektywnej przenikliwości, wyposażony w stos dielektryczny utworzony z powtarzalnych jednostek z co najmniej dwóch różnych materiałów o różnych współczynnikach załamania, w którym stos ma kąt krytyczny, przy którym światło rozchodzące się w stosie podlega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od powietrza na progu stosu. [0007] W EP 0 277 0 ujawniono sterylizację butelek z użyciem wysokoprężnej lub najbardziej wysokoprężnej srebrnej lampy rtęciowej i wielowarstwowego, powlekanego odbłyśnika. Korzystnie odbłyśnik ma powłokę aluminową. W celu selektywnego odbicia promieniowania UV w zakresie 200 do 300 nm, takiego jak 24 nm, powierzchnia odbłyśnika ma wielowarstwową powłokę. Sterylizację prowadzi się za pomocą światłowodów, na których skupia się promieniowanie. [0008] Celem niniejszego wynalazku jest uzyskanie bardziej wydajnego sterylizacji z użyciem promieniowania UV i ograniczenie ekspozycji towarów względem promieniowania do dawki minimalnej niezbędnej do sterylizacji.
2 10 1 20 2 30 3 [0009] Zgodnie z wynalazkiem stwierdzono, iż pełnopowierzchniowe, zimne, a w szczególności intensywne, bardzo krótkie, promieniowanie sterylizujące nadaje się do stosowania dla produkcji masowej, w szczególności dla instalacji napełniającej i uszczelniającej. [0010] Uzyskane rozwiązanie problemu przedstawiono w zastrzeżeniach niezależnych. Korzystne postacie opisano w zastrzeżeniach zależnych. [0011] Według wynalazku urządzenie do sterylizacji opakowań w instalacji napełniającej i uszczelniającej ma co najmniej jedno wysokoprężne (średnio) lub najbardziej wysokoprężne wyładowcze źródło promieniowania UV (wysokoprężna lampa wyładowcza) i szklany odbłyśnik przenikliwy względem promieniowania IR, pokryty powłoką odbijającą UV-C, w którym wyładowanie łukowe ze źródła promieniowania UV układa się w osi symetrii odbłyśnika. [0012] W celu zapewnienia, iż promieniowanie sterylizujące rozkłada się możliwie z tą samą intensywnością i jednolitością na wewnętrznej ścianie lub wewnętrznych ścianach osiowo symetrycznych wydrążonych korpusów, korzystne jest rozmieszczenie łuku świetlnego o wysokiej wydajności w osiach symetrii odbłyśnika. [0013] Stosując łuk świetlny umieszczony w osi symetrii odbłyśnika zwiększony jest efekt głębi w osiowo symetrycznym materiałe opakowaniowym. [0014] Urządzenie do sterylizacji opakowań według wynalazku zatem szczególnie nadaje się do sterylizacji symetrycznych osiowo wewnętrznych powierzchni wydrążonych korpusów otwartych z jednej strony, takich jak pojemniki lub butelki, w szczególności pojemników z tworzyw sztucznych do jogurtów i deserów. [001] W ten sposób praktycznie całe promieniowanie IV-C jest skierowane na powierzchnię przeznaczoną do sterylizacji, w szczególności wewnątrz pojemnika, przy czym większość promieniowania IR wydostaje się przez odbłyśnik, który z tego względu jest wytworzony ze szkła i ma tylko jedną warstwę odbijającą UV-C. Projekcja do wnętrza korpusu umożliwia delikatne napromieniowanie UV przez źródło promieniowania o niskim poborze mocy elektrycznej. Niska moc źródła promieniowania i odbłyśnik transparentny względem promieniowania IR umożliwia wywieranie niskiego obciążenia cieplnego na materiał opakowania. Wraz z tym dostarcza się bardziej kompaktowych urządzeń sterylizujących, co z kolei jest szczególnie dostosowane do mniejszych urządzeń. [0016] Według wynalazku stosując wyższą dawkę UV-C przy skądinąd niższym promieniowaniu umożliwia się również uzyskanie krótszego czasu promieniowania. Wraz z tym można zmniejszać częstotliwość zegarową przy nieciągłym trybie pracy, przykładowo do 1 do 2 sekund. [0017] W korzystnych postaciach, wysokoprężne lub najbardziej wysokoprężne wyładowcze źródło promieniowania UV cechuje się mocą zasilania elektrycznego wynoszącą pomiędzy 0 i 00 W, w szczególności 100 do 400 W; długość wyładowania łukowego źródła promieniowania UV wynosi pomiędzy 2 i 0 mm, a zwłaszcza do 20 mm; powłokę odbijającą UV szklanego odbłyśnika stanowi powłoka interferencyjna dla promieniowania UV-G;
3 10 1 20 2 30 3 powłoka odbijająca UV-C szklanego odbłyśnika ma warstwy HfO 2 ; odbłyśnik promieniowania VIS jest przenikliwy; odbłyśnik promieniowania UV-A radiation jest przenikliwy; odbłyśnik promieniowania UV-B jest przenikliwy. [0018] W szczególności przenikliwość VIS i IR wynosi 0 do 80% przy kącie padania do 2 (x π + 180 [rad]). [0019] Okazało się, iż odbijająca UV-C, wielowarstowa powłoka interferencyjna może być z powodzeniem warstwą odbijającą UV, np. ze zróżnicowanych warstw HfO 2 i SiO 2 lub zróżnicowanych warstw Ta 2 P i SiO 2. [0020] Okazało się, iż szczególnie z powodzeniem mogą być stosowane segmentowane odbłyśniki. Ich zaletą są niskie nakłady z ich dostosowywaniem w odróżnieniu od odbłyśników o ciągłej powierzchni odblaskowej. [0021] Możliwe okazało się rozmieszczenie wielu źródeł promieniowania w jednym urządzeniu sterylizującym przy zastosowaniu odpowiednio jednego odbłyśnika obok drugiego w celu umożliwienia jednoczesnego napromieniowania wielu towarów poddawanych napromieniowaniu. [0022] Wraz z umieszczeniem łuku w osi symetrii odbłyśnika, promieniowanie UV-C zasadniczo podaje się niebezpośrednio na powierzchnię materiałów opakowaniowych przeznaczoną do napromieniowania za pomocą odbłyśnika. To z kolei przynosi skutek polegający na tym, iż sposób sterylizacji materiałów opakowaniowych według wynalazku, zwłaszcza wydrążonych korpusów otwartych z jednej strony jest bardzo wydajny. W tym celu, zgodnie z wynalazkiem, promieniowanie UV-C źródła promieniowania UV jest odbijane w kierunku wewnętrznych partii materiałów opakowaniowych za pomocą selektywnego odbłyśnika UV-C. Zgodnie ze szczególnie korzystnym sposobem w tym celu, tworzą się rodniki OH zbudzone promieniowaniem UV, w szczególności z nadtlenków, takich jak H 2 O 2, lub kwas nadoctowy. Wystarczający jest 3% roztwór nadtlenku wodoru, który wymaga zastosowania względnie niskich środków ostrożności. Obróbkę powierzchni przeznaczonej do sterylizacji z użyciem rodników OH korzystnie prowadzi się za pomocą natryskiwania przed napromieniowaniem. [0023] Wynalazek wyjaśniono bardziej szczegółowo w oparciu o przykłady odnosząc się do rysunków. [0024] Figura 1 pokazuje cztery reflektorki UV-C 1 rozmieszczone jeden obok drugiego, każdy wytworzony ze średnioprężnego Hg źródła promieniowania 2, które są umieszczone każdy nad jednym pojemnikiem do jogurtu. Każde ze średnioprężnych źródeł promieniowania 2 jest rozmieszczone na osi szklanego odbłyśnika 3 przenikliwego względem promieniowania IR. Szklany odbłyśnik 3 ma powłokę odbijającą 4 promieniowanie UV. Takie rozmieszczenie jest szczególnie odpowiednie przy obsłudze nieciągłej (zatrzymanie i kontynuacja). [002] Figura 2 pokazuje instalację napełniającą i uszczelniającą na schemacie konfiguracji. Pojemniki z tworzywa sztucznego transportuje się na przenośniku taśmowym od lewej do prawej i poddaje się sterylizacji UV z użyciem reflektorków UV-C 1 przed napełnieniem, przykładowo, jogurtem. [0026] Po napełnieniu końcowych produktów, przykładowo, jogurtem, są one zamykane i transportowane.
4 [0027] Figura 3 pokazuje segmentowany odbłyśnik, którego szklana podstawa i mocowanie bagnetowe są identyczne jak w module lampy MH 20 watowej produkowanej przez Heraeus. Różnicą względem znanego źródła promieniowania jest wewnętrzna powłona UV-C. Zamknięcie bagnetowe umożliwia prosty montaż odbłyśnika i wymianę źródła promieniowania przy ciągłym użytkowaniu odbłyśnika. [0028] Figura 4 pokazuje powiększenie reflektorka UV-C 1 z Figury 1 z zamknięciem bagnetowym 6. Heraeus Noblelight GmbH Pełnomocnik:
PL-PAT-2012- Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych instalacji napełniającej i uszczelniającej, zawierające co najmniej jedno wysokoprężne lub najbardziej wysokoprężne wyładowcze źródło promieniowania UV i przenikliwy względem promieniowania IR szklany odbłyśnik, który zawiera powłokę odbijającą UV-C, w którym wyładowanie łukowe ze źródła promieniowania UV układa się w osi symetrii odbłyśnika i przy czym urządzenie sterylizujące obejmuje odbłyśnik dla projekcji promieniowania UV-C względem całej promieniowo symetrycznej powierzchni lub walcowej, stożkowej, stożkowatej lub półkulistej wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu lub ich kombinacji. 2. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według zastrz. 1, znamienne tym, że wysokoprężne lub najbardziej wysokoprężne wyładowcze źródło promieniowania UV cechuje się mocą zasilania elektrycznego wynoszącą 100 do 400 W. 3. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że wyładowanie łukowe źródła promieniowania UV ma długość 0, do 2 cm. 4. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że powłokę odbijająca UV szklanego odbłyśnika stanowi powłoka interferencyjna promieniowania UV-C.. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że powłoka odbijająca UV-C szklanego odbłyśnika zawiera warstwy HfO 2 lub Ta 2 O. 6. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do, znamienne tym, że odbłyśnik jest przenikliwy względem promieniowania VIS. 7. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienne tym, że instalacja napełniająca i uszczelniająca cechuje się czasem pracy krótszym niż sekund. 8. Urządzenie do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 7, znamienne tym, że promieniowanie UV-C nie jest zogniskowane w jednym punkcie. 9. Sposób sterylizacji materiałów opakowaniowych za pomocą a urządzenia do sterylizacji według któregokolwiek z zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że promieniowanie UV-C źródła promieniowania UV jest skierowane na powierzchnie przeznaczone do sterylizacji za pomocą selektywnego odbłyśnika UV-C. 10. Sposób sterylizacji materiałów opakowaniowych za pomocą promieniowania UV, znamienny tym, że promieniowanie UV-C źródła promieniowania UV odbija się w kierunku wewnętrznych powierzchni wydrążonych korpusów otwartych z jednej strony, za pomocą selektywnego odbłyśnika UV-C. 11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że materiał opakowaniowy poddaje się obróbce z użyciem środka wytwarzającego rodniki OH który tworzy rodniki OH przy napromieniowaniu UV-C. 12. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 9 do 11 sterylizacji materiałów opakowaniowych w postaci wydrążonych korpusów, znamienny tym, że prowadzi się sterylizację na zimno całej wewnętrznej
6 powierzchni wydrążonego korpusu w instalacji napełniającej i uszczelniającej z użyciem wysokoprężnego lub najbardziej wysokoprężnego wyładowczego źródła promieniowania UV za pomocą selektywnego odbłyśnika UV-C. 13. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 9 do 11 sterylizacji powierzchni kołowych w celu uszczelnienia wydrążonych korpusów w urządzeniu do sterylizacji materiałów opakowaniowych w instalcji napełniającej i uszczelniającej, znamienny tym, że powierzchnię zaprojektowaną jako powierzchnię wewnętrzną poddaje się sterylizacji na zimno za pomocą napromieniowania UV-C przy użyciu wysokoprężnego lub najbardziej wysokoprężnego wyładowczego źródła promieniowania UV. 14. Zastosowanie urządzenia do sterylizacji materiałów opakowaniowych według któregokolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienne tym, że promieniowanie sterylizacji na zimno stosuje się na całą wewnętrzną powierzchnię wydrążonego korpusu. 1. Zastosowanie według zastrz. 12 albo 14, znamienne tym, że napromieniowanie prowadzi się w czasie sekund. Heraeus Noblelight GmbH Pełnomocnik:
7 PL-PAT-2012-
8 PL-PAT-2012-
9 PL-PAT-2012-
10 PL-PAT-2012-