Die Aseptikalternative

Sterilisatoreinheit zur Flascheninnenbehandlung mit gasförmigen H2O2

Die H2O2-Aseptik-Blocs zur Entkeimung von PET-Flaschen sind modular aufgebaut, ermöglichen eine genaue Anpassung der eingesetzten H2O2-Menge an die jeweilige Anwendung und erreichen sehr gute Entkeimungsleistungen

Die zu entkeimenden Verschlüsse werden dem abgedichteten, als Spiralspeicher ausgeführten Sterilisator zugeführt. Hier erfolgt in einer H2O2-Gasatmosphäre bei 50 bis 70 °C die eigentliche Verschlussentkeimung.

Die kaltaseptische Abfüllung mit dem PET-Asept-Verfahren hat sich in zahlreichen Anwendungen bewährt. Eine Alternative zu diesem Verfahren auf Basis von Peressigsäure stellt der H2O2-Aseptik-Bloc dar. Diese modular aufgebauten Anlage entkeimt PET-Flaschen mit gasförmigen Wasserstoffperoxid (H2O2). In Abhängigkeit vom zu verpackenden Produkt kann der Anwender die eingesetzte H2O2-Menge genau auf die Anwendung anpassen. Zudem läuft die trockene Entkeimung bei moderaten Temperaturen ab, so dass der Schrumpf der PET-Flaschen auf ein Minimum begrenzt ist.

Wasserstoffperoxid (H2O2) kann auf drei Wegen zur Entkeimung von Packstoffen eingesetzt werden: in flüssiger Form, in dampfförmigem Zustand mit anschließender Kondensation sowie in gasförmigem Zustand.

Bei der Verwendung von flüssigem H2O2 sind sehr hohe Wirktemperaturen notwendig. Darüber hinaus muss das flüssige H2O2 aus dem Behälter entfernt werden. Dieser Schritt ist recht zeitaufwändig, so dass dieses Verfahren zur Entkeimung von PET-Behältern nur bedingt in Betracht kommt.

Ein sehr häufig zur Anwendung kommendes Verfahren basiert auf dem Einsatz von dampfförmigem H2O2, das auf den Behälter- oder Verschlusswänden kondensiert und durch Trocknung bei höheren Temperaturen aktiviert wird. Genau hier liegt allerdings auch der Nachteil des Verfahrens: Der thermisch sensible Packstoff PET kann bei hohen Temperaturen schrumpfen. Niedrigere Temperaturen oder verkürzte Aktivierungsintervalle helfen hier nur bedingt weiter, denn das Risiko einer unzureichenden Entkeimung oder Verschleppung von H2O2-Restmengen ins Produkt würde steigen.

Der dritte Weg basiert auf dem Einsatz von gasförmigem H2O2. Hier werden die auf 50 bis 60 °C vorgewärmten Flaschen mit gasförmigem H2O2 beaufschlagt. Bei der Entkeimung wird eine Kondensation des H2O2 vermieden. Diesen Weg beschreitet Krones bei seinen H2O2-Aseptik-Blocs.

Voraussetzung für eine erfolgreiche Behälterentkeimung in kurzer Zeit, ist eine ausreichend hohe H2O2-Konzentration in der Gasphase. Um dies ohne Kondensation des H2O2 zu erreichen, muss die Temperatur der PET-Flaschen und Verschlüsse stets über der Taupunkttemperatur des gasförmigen H2O2 liegen. Deshalb dient das erste Karussell des H2O2-Aseptik-Blocs der Vorwärmung der Gebinde. Der Flaschenweg im Karussell ist als Tunnel ausgeführt. Die Flaschen werden aufgeschwenkt und mit heißer, gefilterter Luft ausgeblasen. Auf diese Weise erreichen sie nicht nur eine Temperatur von 50 bis 60 °C, sondern werden auch von anhaftenden Staubpartikeln ? sie können beispielsweise bei einer Zwischenlagerung in die Behälter gelangen ? befreit.

Anschließend durchlaufen die Flaschen das Sterilisatorkarussell. Letzteres ist über einen Tunnel mit dem Vorwärmkarussell verbunden. In dem Tunnel befindet sich H2O2-haltige, warme Überströmluft aus dem Sterilisator. Dadurch kann es beim Transfer der Behälter zu keiner Abkühlung kommen. Im Sterilisatorkarussell findet die eigentliche Flaschenentkeimung mit gasförmigem H2O2 statt. Hier bläst eine eintauchende Düse, die nun wieder stehenden Flaschen für einige Sekunden mit einem H2O2-Heißluftgemisch aus. Da die Flaschenbahn im Sterilisator-Karussell ebenfalls als Tunnel ausgeführt ist, findet gleichzeitig auch eine Außenbehandlung der Flaschen statt. Schließlich werden die Flaschen mit kalter, steriler Druckluft ausgeblasen und abgekühlt. Über einen Transferstern gelangen die entkeimten PET-Flaschen zum Füller.

Ein Vorteil dieses Trockensterilisationsverfahrens ist, dass es bei moderaten Temperaturen abläuft und so die Einwirkzeit des gasförmigem H2O2 ohne Schädigung der PET-Flaschen problemlos verlängert werden kann.

Um Kreuzkontaminationen zu vermeiden, schreibt die FDA in den USA auch eine Außenentkeimung der Behälter vor. Diesem Umstand trägen auch die H2O2-Aseptik-Blocs Rechnung, indem die Gebinde bereits in der Vorwärmung äußerlich mit dampfförmigem H2O2 beaufschlagt werden, das in diesem Fall auf der Gebindeoberfläche kondensiert. An dieser Stelle ist eine Kondensation des dampfförmigen H2O2 sinnvoll, weil die Einwirkzeit länger ist und das kondensierte H2O2 problemlos verdampfen und nicht mit dem Produkt in Berührung kommen kann.

Bei der Entkeimung im H2O2-Aseptik-Bloc ist der Schrumpf der PET-Flaschen kleiner als 0,5 %. Die H2O2-Restkonzentration liegt gemäß FDA-Richtlinie unter 0,5 ppm. Die Entkeimungsleistung liegt bei Sprühverkeimung in der Flasche bei log 5, ermittelt nach dem Count-Reduction-Test, bezogen auf Sporen von Bacillus subtilis (atrophaeus) und Aspergillus niger.

Zu einer aseptischen Abfüllung gehört neben der Flaschenentkeimung natürlich auch die Entkeimung der Verschlüsse. Letztere werden in einem Sortierwerk sortiert, auf Ausrichtung kontrolliert und anschließend dem abgedichteten, als Spiralspeicher ausgeführten Sterilisator zugeführt. Hier erfolgt in einer H2O2-Gasatmosphäre bei 50 bis 70 °C die eigentliche Verschlussentkeimung. Dabei sind Luft- und H2O2-Volumenstrom sowie Mischluftvolumenstrom so eingestellt, dass im Spiralspeicher die relative Luftfeuchtigkeit unter 100 % liegt, und es somit zu keiner Kondensation kommen kann. Nach einer definierten Einwirkzeit passieren die Verschlüsse eine lineare Kühl- und Ausblasstrecke und gelangen schließlich in den Reinraum zum Verschließer. Die Baugröße der Verschlussentkeimungsanlage entspricht etwa dem Tauchbad des PET-Asept-Systems. Vorteil dieser Entkeimungslösung ist, dass auch komplizierte Verschlüsse wie Sportscaps oder Flatcaps mit Einlage in allen gängigen Größen behandelt werden können.

Bei der Behandlung von Flaschen und Verschlüssen erreichen die Anlagen folgende Entkeimungsleistungen standardmäßig:

Der H2O2-Aseptik-Bloc kann über eine Lineartransfer- oder beheizbare Pufferstrecke mit einer Blasmaschine verbunden werden. Das bedeutet, die warmen, frisch geblasenen PET-Flaschen können unter Wegfall des Vorwärmkarussells direkt an das Sterilisatorkarussell übergeben werden. Zur Beheizung der Pufferstrecke dient die filtrierte, heiße Abluft der Blasmaschine.

Halle 6, Stand M20

dei 481

Dr. Sven Fischer

Anuga FoodTec 2006

BRAU Beviale 2006