Способ и устройство для стерилизации листового упаковочного материала

 

Изобретение касается способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала типа используемого для упаковывания текучих пищевых продуктов, таких как молоко, томатное пюре, йогурт, фруктовые соки, вино, чай и т. д. Способ стерилизации предусматривает стадии нанесения перекиси водорода на листовой упаковочный материал и облучения последнего светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между 200 и 320 нм. Способ предусматривает также промежуточную стадию удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала, сохраняя при этом ее остаточное или следовое количество на любых микроорганизмах, после стадии нанесения перекиси водорода и перед стадией облучения упаковочного материала светом. Причем указанное остаточное или следовое количество перекиси водорода, адсорбированной любым микроорганизмом или расположенной смежно любым микроорганизмам, присутствующим на листовом упаковочном материале, непосредственно облучают ультрафиолетовым излучением, создавая при этом синергизм между ультрафиолетовым светом и гидрофильно адсорбированной перекисью водорода в любых микроорганизмах, присутствующих на упаковочном материале. Это обеспечивает более эффективное уничтожение микробов по сравнению с известными способами. Также раскрывается устройство для осуществления описанного способа. 2 с. и 17 з. п. ф-лы, 3 ил.

Область техники Изобретение касается усовершенствованного способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала типа используемого для упаковывания текучих пищевых продуктов, таких как молоко, томатное пюре, йогурт, фруктовые соки, вино, чай и т.д. Такой ламинированный листовой упаковочный материал имеет многослойную структуру, включающую слой на основе волокон, выполненный из материала, такого как картон, покрытого с каждой стороны термосвариваемым пластиковым материалом, таким как полиэтилен. Когда упаковочный материал используется для антисептического упаковывания текучих продуктов, таких как UHT-молоко, обработанное при очень высокой температуре, поверхность упаковочного материала, предназначенная для контактирования с пищевым продуктом, также снабжена слоем барьерного материала, такого как алюминий, который в свою очередь покрыт слоем пластикового материала, такого как полиэтилен.

При производстве упаковок вышеописанного типа из листового упаковочного материала необходимо, чтобы никакие микроорганизмы не могли контактировать с пищевым продуктом, подлежащим упаковыванию. Поэтому упаковочный материал должен быть простерилизован непосредственно перед использованием для производства упаковок и должен удерживаться в стерильных условиях до тех пор, пока упаковка полностью не запечатана, таким образом гарантируя, что содержащийся в ней пищевой продукт свободен от любых микроорганизмов, которые бы иначе испортили продукт и/или передадут болезнь потребителю.

Уровень техники Ламинированный упаковочный материал может быть произведен в форме полотна, которое может непрерывно подаваться в формирующую упаковки, заполняющую и запечатывающую машину. Такие машины содержат, например, заполняющую машину ТВА/19 и ТВА/21 фирмы Тетра Брик Пэкэджинг Системз, ул. Виа Дельфини, д. 1, г. Модена, Италия. Полотно стерилизуется стерилизующим агентом, таким, например, как перекись водорода, которую затем удаляют посредством испарения. Стерильный упаковочный материал затем содержится в антисептической камере, далее продольно скрепляется с образованием непрерывной трубы, которая заполняется жидким пищевым продуктом, подлежащим упаковыванию.

Трубу затем пережимают и поперечно запечатывают через равные промежутки с получением упаковок подушкообразной формы, которые механически сгибают для получения готовых упаковок. Упаковки такого типа включают, например, параллелепипедные упаковки, известные под зарегистрированными торговыми знаками Тетра Брик Асептик и Тетра Брик, и по существу параллелепипедные упаковки со скошенными углами, в общем известные под зарегистрированными торговыми знаками Тетра Призма и Тетра Призма Асептик.

Альтернативно ламинированный листовой упаковочный материал можно разрезать на заготовки, а затем формовать в упаковки на оправках. Такие упаковки стерилизуют распылением перекиси водорода. Аэрозоль образует тонкий слой перекиси водорода на гидрофобном, термопластиковом наружном слое листового упаковочного материала. Затем источник ультрафиолетового света в диапазоне 200-325 нм облучает покрытый перекисью водорода наружный слой упаковочного материала. Синергизм, возникающий между перекисью водорода и ультрафиолетовым излучением, убивает любые микроорганизмы на упаковочном материале. Затем перекись водорода удаляют, упаковки заполняют жидким пищевым продуктом и запечатывают с получением контейнера с двускатным ("щипцовым") верхом, известный под зарегистрированным торговым знаком Тетра Рекс.

Стерилизация перекисью водорода В системах стерилизации, использующих перекись водорода без какого-либо облучения ультрафиолетовым светом, пытались продлить время, в течение которого перекись водорода остается в контакте с упаковочным материалом, для усиления убивающего микробы действия процесса стерилизации. Патент США 3904361 описывает процесс, в котором для предотвращения или по меньшей мере уменьшения испарения пероксидной пленки на полотне упаковочного материала при его прохождении через камеру стерилизации, для продления его контактирования с поверхностью полотна и для получения желаемой стерилизации, камеру насыщают паром и испарениями перекиси водорода, полученными посредством распыления перекиси водорода через сопла в камеру. Хотя этот способ продлевал контакт очень горячей пленки перекиси водорода с поверхностью упаковочного материала для улучшения стерилизации, он накладывал строгие ограничения на скорость, с которой упаковки могут производиться упаковочной машиной.

Другая проблема, с которой сталкиваются при известных способах стерилизации, использующих перекись водорода, касается обеспечения однородности степени стерилизации всего упаковочного материала. В некоторых упаковочных машинах для подачи полотна перекись водорода смешивали с водой и подавали в виде капель в нагретый контейнер, размещенный в продольно запечатанной трубе упаковочного материала. Однако парообразная перекись водорода только начинает оказывать свое стерилизующее воздействие, когда большая часть воды в каплях уже испарилась. Поэтому концентрация перекиси водорода, действительно действующая на упаковочный материал, значительно меняется в той же степени, что и подача капель стерилизующего агента. Для решения этой задачи патент США 4225556 раскрывает использование первого места обработки с ванной для перекиси водорода, через который проходит упаковочный материал, и второго места обработки, содержащего камеру с входом и выходом для полотна упаковочного материала, и сопло для распыления перекиси водорода на нагретую поверхность. Однако ни это устройство, ни вышеописанный способ стерилизации, известный из патента США 3904361, не совместимы с современными высокоскоростными упаковочными машинами для жидких продуктов из-за слишком большого времени, требуемого для осуществления стерилизации.

Для преодоления проблем, касающихся равномерности стерилизации полотна упаковочного материала перекисью водорода, упаковочный материал пропускают через ванну, содержащую стерилизующий раствор перекиси водорода, а чтобы справиться с постоянно возрастающими скоростями производства, увеличили размеры ванн с перекисью водорода, чтобы поддержать время контактирования между упаковочным материалом и стерилизующим раствором. Интенсифицированный контакт между раствором перекиси водорода и упаковочным материалом, конечно, является преимуществом с точки зрения уничтожения бактерий. Однако интенсифицированный контакт также повышает риск того, что раствор перекиси водорода проникнет внутрь и ухудшит адсорбирующий жидкость волокнистый слой полотна упаковочного материала через отрезанные края полотна. Слишком большие размеры ванны также приводят к дальнейшему увеличению гидростатического давления, которое еще больше повышает риск проникновения жидкости в полотно в более глубоких частях ванны. Кроме того, поскольку упаковочный материал, расположенный в ванне при остановках машины, выбрасывают, глубокие ванны вызывают больше потерь материала при каждой остановке машины.

Стерилизация перекисью водорода и ультрафиолетовым излучением Патент США 4289728 (Peel и др.) касается синергизма, существующего между ультрафиолетовым излучением ниже 325 нм и перекисью водорода с концентрацией по меньшей мере 0,01 вес.% и не более 10 вес.%. Посредством обработки микроорганизмов на поверхности упаковочного материала раствором перекиси водорода, облученным ультрафиолетом, микроорганизм становится нежизнеспособным благодаря синергизму между излучением и перекисью водорода.

Однако, даже при использовании мощных ультрафиолетовых ламп, для тщательной стерилизации требуется длительное время облучения, и это длительное время облучения вызывает повреждение упаковочного материала, снижение его термосварной прочности и обесцвечивание. В качестве решения этой проблемы патент США 4366125 (Kodera и др.) раскрывает систему, включающую первое рабочее место для нанесения тонкой пленки перекиси водорода низкой концентрации при комнатной температуре на наружную поверхность упаковочного материала. Второе рабочее место, расположенное ниже по ходу от первого рабочего места по направлению перемещения, определяемого материалом, подлежащим стерилизации, было обеспечено для облучения наружных поверхностей, покрытых перекисью водорода, ультрафиолетовым излучением. Наконец, было обеспечено третье рабочее место ниже по ходу от второго рабочего места для сушки материала антисептическим горячим воздухом. Патент США 5114670 (Duffey) описывает камеру стерилизации, содержащую входное и выходное средства для материала, подлежащего стерилизации, средство для введения газообразной перекиси водорода в камеру стерилизации и средство одновременного облучения материала, подлежащего стерилизации, ультрафиолетовой энергией.

Публикация WO 97/35768 раскрывает способ стерилизации пищевых упаковочных контейнеров, предусматривающий первую стадию помещения раствора, содержащего перекись водорода с концентрацией от 0,05 до 0,20 вес.% вовнутрь упаковочного контейнера; вторую стадию облучения внутренней поверхности контейнера ультрафиолетовым светом после того, как раствор, содержащий перекись водорода, помещен вовнутрь контейнера, и третью стадию удаления перекиси водорода из внутренней полости контейнера.

Однако, поскольку удаление перекиси водорода осуществляется после облучения ультрафиолетовым светом, любые микроорганизмы, присутствующие на упаковочном материале, по меньшей мере в некоторой степени защищены слоем избыточной перекиси водорода, покрывающей упаковочный материал. Кроме того, способ применяется для периодически перемещающихся и останавливающихся упаковочных контейнеров и не пригоден для стерилизации непрерывно движущегося полотна или листа упаковочного материала.

Способы стерилизации упаковочного материала также известны из Patent Abstracts of Japan vol. 014, no.135 (M-0949), 14/03/1990 & JP-A-02004621, а также из базы данных WPI, section Ch. Week 8707, Derwent Publications Ltd., London, GB; Class D22, AN 87-046573, XP002061293 & JP-A-62004038 (Dainippon Printing Co LTD.), 10/01/1987. В обоих этих способах стадия облучения ультрафиолетовым светом осуществляется перед удалением перекиси водорода с поверхности упаковочного материала. Недостаток состоит в том, что любые микроорганизмы, присутствующие на упаковочном материале, в некоторой степени защищены от ультрафиолетового излучения слоем избыточной перекиси водорода на упаковочном материале. Кроме того, эти известные способы раскрыты для стерилизации неподвижных упаковочных контейнеров и непригодны для стерилизации непрерывно движущегося полотна или листа упаковочного материала в современных, высокоскоростных машинах для упаковывания жидких пищевых продуктов в упаковки, выполненные из непрерывного полотна упаковочного материала.

Все вышеупомянутые способы стерилизации могут быть усовершенствованы в отношении достигнутого убивающего микробы действия и времени, необходимого для гарантированного уничтожения болезнетворных микроорганизмов на упаковочном материале, для совместимости с современными высокоскоростными упаковочными машинами для жидких пищевых продуктов, которые могут формировать, заполнять и запечатывать 18000 или даже больше антисептических упаковок в час и в которых упаковочный материал перемещается со скоростью 81,65 см/c и более (48,990 м/мин), такими как машина, образующая, заполняющая и запечатывающая упаковки, описанная в патентной заявке 97830312.1, поданной 27 июня 1997 г. тем же заявителем.

Краткое описание изобретения В данной области существует потребность в создании способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, преодолевающих проблемы, с которыми сталкиваются известные способы и устройства стерилизации.

Основная задача изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, которые обеспечивают более эффективное уничтожение микробов по сравнению с известными способами стерилизации, таким образом, улучшая качество запечатанных упаковок, произведенных из листового упаковочного материала и, следовательно, качество продукта, поступающего к потребителю.

Другая задача изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, которые полностью совместимы с современными высокоскоростными машинами, формирующими, заполняющими и запечатывающими упаковки.

Кроме того, задача изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, использующих перекись водорода, которые уменьшают период времени, в течение которого листовой материал удерживается в контакте с перекисью водорода, таким образом, избегая всякого пропитывания перекисью водорода разрезанного края листового упаковочного материала. Это является очевидным преимуществом, независимо от средства, используемого для нанесения перекиси водорода на упаковочный материал, но это особенно предпочтительно, когда используют ванну для перекиси водорода. Изобретение позволяет сконструировать ванну уменьшенной глубины, в результате чего не возникает проблем, связанных с гидростатическим давлением, которое бы иначе способствовало пропитыванию перекисью водорода разрезанного края листового упаковочного материала.

Еще одна задача изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, использующего перекись водорода и ультрафиолетовое излучение, в которых можно использовать коммерчески доступные средства ультрафиолетового излучения, с таким уровнем мощности, который не оказывает какого-либо вредного влияния на упаковочный материал.

И еще одна задача изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для стерилизации листового упаковочного материала, использующего перекись водорода и ультрафиолетовое излучение, который можно совмещать с современными машинами для формирования, заполнения и запечатывания упаковок.

С учетом вышеупомянутых и иных задач, которые будут понятны ниже, предлагается способ стерилизации листового упаковочного материала, предусматривающий стадии нанесения перекиси водорода на листовой упаковочный материал, облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между около 200 и 320 нм, а также промежуточную стадию удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала, сохраняя при этом ее остаточное или следовое количество на любых микроорганизмах, после стадии нанесения перекиси водорода и перед стадией облучения упаковочного материала светом, причем указанное остаточное или следовое количество перекиси водорода, адсорбированное любыми микроорганизмами или расположенное смежно любым микроорганизмам, присутствующим на указанном листовом упаковочном материале, непосредственно облучают ультрафиолетовым излучением.

Согласно другому объекту изобретения предлагается устройство для осуществления вышеописанного способа, содержащее средство нанесения перекиси водорода на листовой упаковочный материал, перемещаемый в направлении продвижения, средство облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между 200 и 320 нм, расположенное в направлении продвижения, по ходу за указанным средством нанесения перекиси водорода, и средство удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала, причем указанное средство удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала расположено между указанным средством нанесения перекиси водорода и указанным средством облучения упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между 200 и 320 нм, и тем, что указанное средство облучения светом расположено по ходу за средством удаления перекиси водорода так, чтобы остаточное или следовое количество перекиси водорода, адсорбированное или расположенное смежно любым микроорганизмам, присутствующим на листовом упаковочном материале, непосредственно облучалось ультрафиолетовым излучением.

Краткое описание чертежей Другие признаки и преимущества изобретения будут более понятны из следующего подробного описания изобретения и сопровождающих чертежей, на которых: Фиг. 1 - схематичный вид устройства по изобретению; Фиг. 2 - увеличенный схематичный вид в сечении участка листового упаковочного материала, облучаемого ультрафиолетовым светом согласно способу уровня техники; Фиг. 3 - увеличенный схематичный вид в сечении участка листового упаковочного материала, облучаемого ультрафиолетовым светом согласно способу по изобретению.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения
Со ссылкой на Фиг.1 устройство по изобретению показано вместе с листом упаковочного материала, подлежащего стерилизации. Хотя в показанном примере упаковочный материал находится в форме полотна 1, будет понятно, что материал может быть также в форме отрезанной заготовки. Как показано на Фиг.3, полотно 1 представляет собой ламинированный многослойный материал типа общеизвестного материала, используемого для антисептического упаковывания текучих пищевых продуктов. Ламинированная структура имеет волокнистый слой 20, выполненный из материала, такого как картон, и термосвариваемые слои 21, 22, выполненные из пластикового материала, такого как полиэтилен, и обеспеченные с каждой стороны волокнистого слоя 20. Когда упаковочный материал используют для антисептического упаковывания текучих продуктов, таких как UHT-молоко, обработанное при очень высоких температурах, поверхность упаковочного материала, предназначенная для контакта с пищевым продуктом, также снабжена слоем барьерного материала 23, такого как алюминий, который в свою очередь покрыт слоем 24 пластикового материала, такого как полиэтилен.

Полотно 1 перемещается в направлении продвижения, показанное стрелкой 2, и направляется по его траектории традиционным средством, не образующим часть настоящего изобретения, и поэтому не показанным. Как ясно показано на Фиг.1, устройство по изобретению содержит средства нанесения перекиси водорода на поверхность листового упаковочного материала 1, перемещающегося в направлении 2 продвижения, которые предпочтительно образованы ванной 3, содержащей жидкую перекись водорода 4. Перекись водорода 4 в ванне 3 может иметь концентрацию до 50 вес.%, а предпочтительно имеет концентрацию от 10 до 50 вес. %, более предпочтительно имеет концентрацию от 20 до 40 вес.%. Традиционный валик 5 обеспечен в ванне для направления упаковочного материала 1. Как также схематично показано на Фиг.1, с ванной 3 также соединены средства 6 для поддержания перекиси водорода при температуре, предпочтительно находящейся между 15 и 80^oС, которые могут быть образованы традиционным термостатически управляемым нагревающим устройством 6, используемые в области техники изобретения, таким как в указанных выше машинах ТВА/19 и ТВА/21 для упаковки жидких продуктов фирмы Тетра Брик Системз, ул. Виа Дельфини, д.1, Модена, Италия.

В устройстве по изобретению глубина ванны с перекисью водорода может быть уменьшена по сравнению с традиционными ваннами, и перекись водорода 4 в ванне 3 предпочтительно образует столб жидкости, имеющий высоту менее 50 см. Специалисту в данной области будет понятно, что также могут использоваться другие средства для нанесения жидкой или газообразной перекиси водорода на поверхность упаковочного материала, такие как распыляющие средства.

Средства для облучения листового упаковочного материала светом, включающие по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между 200 и 320 нм, расположены ниже по ходу от ванны 4 по направлению 2 продвижения и содержат источник 7 ультрафиолетового света. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения источник 7 ультрафиолетового света для облучения листового упаковочного материала может содержать монохроматический источник ультрафиолетового света с длиной волны 222 нм. Монохроматический источник ультрафиолетового света с длиной волны 222 нм предпочтительно содержит по меньшей мере одну эксимерную лампу. Такие лампы производит фирма Heraeus Noblelight, Kleinosthem, Германия. Альтернативно, можно также использовать источник полихроматического ультрафиолетового света. Такие полихроматические лампы производит, например, фирма Berson UV-technick, De Nuufkes NL-5674Nuenen, Нидерланды. Также можно использовать другие лампы или лазеры, которые испускают свет с длиной волны в ультрафиолетовом диапазоне.

Как показано на Фиг. 1, также обеспечено средство 8 удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала 1, или как будет объяснено ниже, для такого удаления перекиси водорода, при котором сохраняется ее остаточное количество на поверхности, в показанном примере, средство 8 удаления перекиси водорода с листового упаковочного материала предпочтительно содержит по меньшей мере один воздушный скребок 9 для направления струи воздуха на лист 1 упаковочного материала. Такие воздушные скребки известны из патента США 4603490 (Hilmersson и др.) и имеют камеру 10, включающую вход 11 для воздуха и выход 12 для потока воздуха, вход 13 для материала и выход 14 для полотна 1 упаковочного материала и отражательную пластину 15, расположенную над выходом 12 воздуха под углом относительно пути перемещения полотна 1 через камеру 10.

Воздух, направляемый на полотно 1 в воздушном скребке, предпочтительно нагревают от 80 до 150^oС. Понятно, что можно также использовать другие средства для удаления перекиси водорода с полотна 1. Например, в дополнение или вместо воздушного скребка можно также использовать традиционные влагосборные или отжимные валики. Также можно использовать иные средства получения потока горячего воздуха, пригодного для испарения перекиси водорода. Однако средство направления горячего воздуха на полотно упаковочного материала, особенно предпочтительно там, где полотно имеет какие-либо части, такие как устройства для открывания упаковок, изготавливаемые литьем под давлением непосредственно на полотне, которые могут помешать эффективному использованию влагосборных валиков.

Важный признак настоящего изобретения заключается в особом расположении средств удаления перекиси водорода с поверхности полотна 1 упаковочного материала. Как ясно показано на Фиг.1, средства 8 удаления перекиси водорода расположены между средствами нанесения перекиси водорода, образованными в показанном примере ванной 3, и средством 7 облучения упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между 200 и 320 нм. Причина такого расположения средств для удаления перекиси водорода состоит в следующем.

Со ссылкой прежде всего на Фиг.2, где показан увеличенный вид в сечении участка многослойного ламинированного листового упаковочного материала, как вышеописанное полотно 1, в котором идентичные слои ламинированной структуры обозначены одинаковыми позициями. Кроме того, позицией 30 схематично обозначены микроорганизмы, присутствующие на поверхности упаковочного материала, а позицией 31 обозначен слой перекиси водорода, нанесенный на поверхность упаковочного материала. Фиг. 2 показывает обработку листового упаковочного материала согласно способам уровня техники, в которых перекись водорода концентрацией не более 10 вес. % сначала наносят на листовой упаковочный материал. Затем перекись водорода облучают ультрафиолетовым светом, и синергизм между перекисью водорода и ультрафиолетовым светом обеспечивает известный эффект уничтожения микроорганизмов 30.

Фиг. 3 показывает обработку листового упаковочного материала по изобретению, в которой перекись водорода, предпочтительно с концентрацией до 50 вес.%, и предпочтительно от 10 до 50 вес,% сначала наносят на листовой упаковочный материал. Затем перекись водорода удаляют с поверхности упаковочного материала. Таким образом, будет понятно, что если облучать упаковочный материал ультрафиолетовым светом в данном месте, то есть в области ультрафиолетового облучения, обозначенной позицией 19 на Фиг.1, взаимодействия между ультрафиолетовым светом и перекисью водорода не произойдет, поскольку перекись водорода была удалена. Однако заявитель обнаружил, что, напротив, достигаемый уничтожающий микробы эффект значительно лучше по сравнению с известными технологиями. Это происходит благодаря тому, что хотя избыток перекиси водорода удаляется с гидрофобного листового упаковочного материала, ее остаточные количества или следы удерживаются на любых микроорганизмах 30а, которые, как полагают гидрофильно адсорбируют перекись водорода 31а или иным образом удерживают остаток перекиси водорода. Поэтому, когда листовой упаковочный материал затем облучают ультрафиолетовым светом, синергизм между перекисью водорода и ультрафиолетовым светом, оказывающий известное уничтожающее воздействие на микроорганизмы, направлен на сами микроорганизмы, которые гидрофильно адсорбируют или иным образом удерживают перекись водорода. Кроме того, удаление защитного слоя избыточной перекиси водорода позволяет использовать выгоды возможности использования более высоких концентраций перекиси водорода, чем концентрации, которые считались максимально возможными в уровне техники.

Другими словами, вместо облучения всего слоя перекиси водорода для уничтожения любых микроорганизмов, содержащихся в нем, согласно учению уровня техники, в соответствии с изобретением, слой избыточной перекиси водорода 31 удаляется и только остаточная перекись водорода, расположенная в, на или смежно любым микроорганизмам 30а, присутствующим на поверхности упаковочного материала, непосредственно облучается ультрафиолетовым излучением. Будет понятно, что взаимное расположение между остаточной перекисью водорода и микроорганизмами, показанными на Фиг.3, чисто схематично представляет то, что как полагают, происходит.

Поэтому при облучении упаковочного материала ультрафиолетовым светом, вместо слоя избыточной перекиси водорода, защищающего микроорганизмы, облучение ультрафиолетовым светом направлено на остаточную перекись водорода, адсорбированную или расположенную смежно микроорганизмам. Удаление слоя избыточной перекиси водорода на практике создает неожиданный эффект значительного повышения эффективности процесса стерилизации.

Далее более подробно описывается способ по изобретению, осуществляемый вышеописанным устройством.

Прежде всего перекись водорода, предпочтительно жидкую перекись водорода с концентрацией до 50 вес.%, предпочтительно от 10 до 50 вес.%, и более предпочтительно с концентрацией от 20 до 40 вес.%, наносят на листовой упаковочный материал. Согласно предпочтительному варианту выполнения это достигается посредством погружения листового упаковочного материала в ванну с перекисью водорода при температуре между 15 и 80^oС на период времени от 0,5 до 2 сек. В течение этого времени перекись водорода, как полагают, гидрофильно адсорбируется микроорганизмами или каким-то образом захватывается смежно или на микроорганизмах, присутствующих на упаковочном материале. Предпочтительно, высота столба жидкости перекиси водорода в ванне не превышает 50 см над листовым упаковочным материалом. Хотя можно использовать более глубокие ванны для перекиси водорода, относительно короткое время пребывания и небольшая глубина устраняют проблемы, связанные с пропитыванием краев или всасыванием перекиси водорода в волокнистый слой ламинированного упаковочного материала.

Затем избыток перекиси водорода удаляют с поверхности листового упаковочного материала, предпочтительно, дутьем на нее потока воздуха, нагретого до температуры от 80 до 150^oС, для уменьшения количества перекиси водорода на поверхности упаковочного материала до минимума. Это удаляет избыточную перекись водорода с поверхности упаковочного материала, но следовые или остаточные количества перекиси водорода удерживаются микроорганизмами, присутствующими на поверхности упаковочного материала. Когда избыточная перекись водорода удалена с поверхности упаковочного материала, материал облучают светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне между около 200 и 320 нм. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения листовой упаковочный материал облучают ультрафиолетовым светом с длиной волны 222 нм, и более предпочтительно, источником ультрафиолетового света является эксимерная лампа. Таким образом, обнаружено, что можно непосредственно облучать остаточную перекись водорода, захваченную любыми микроорганизмами, присутствующими на листовом упаковочном материале, ультрафиолетовым излучением. Использование эксимерных ламп обладает дополнительными преимуществами мгновенного включения и выключения и незначительного теплового излучения. При экспериментальных исследованиях было замечено, что если количество перекиси водорода не сведено к минимуму (то есть к остаточному или следовому количеству следам в любых микроорганизмах на упаковочном материале, подлежащем стерилизации) перед облучением ультрафиолетовым светом, то отмечается значительное снижение результатов, по сравнению с результатами, достигнутыми в сравнительных экспериментах, выполненных согласно настоящему изобретению.

Система стерилизации по изобретению полностью совместима с современными высокоскоростными машинами для упаковки жидких пищевых продуктов, производящими до 18000 упаковок в час или более, в которых материал перемещается со скоростью 81,65 см/сек (48,990 м/мин) или более.

Настоящее изобретение может быть дополнительно модифицировано без выхода из объема формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ стерилизации листового упаковочного материала, предусматривающий стадии: нанесения перекиси водорода на листовой упаковочный материал, облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне от около 200 до 320 нм, отличающийся тем, что предусматривает промежуточную стадию удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала, сохраняя при этом ее остаточное или следовое количество на любых микроорганизмах, после стадии нанесения перекиси водорода и перед стадией облучения упаковочного материала светом, причем указанное остаточное или следовое количество перекиси водорода, адсорбированной любыми микроорганизмами или расположенной смежно любым микроорганизмам, присутствующим на указанном листовом упаковочном материале, непосредственно облучают ультрафиолетовым излучением.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная стадия нанесения перекиси водорода на указанный листовой материал предусматривает нанесение на него жидкой перекиси водорода с концентрацией до 50 вес.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная стадия нанесения перекиси водорода на указанный листовой материал предусматривает нанесение жидкой перекиси водорода с концентрацией 20-40 вес.%.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанная стадия нанесения перекиси водорода на указанный листовой упаковочный материал предусматривает стадию погружения указанного листового упаковочного материала в ванну с перекисью водорода при температуре 15-80°С на период времени от 0,5 до 2 с.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная промежуточная стадия удаления избыточной перекиси водорода с указанного листового упаковочного материала предусматривает подачу потока воздуха, нагретого до температуры 80-150°С, на указанный упаковочный материал.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная стадия облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне, заключается в облучении указанного листового упаковочного материала полихроматическим ультрафиолетовым светом.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная стадия облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне, заключается в облучении указанного листового упаковочного материала ультрафиолетовым светом с длиной волны 222 нм.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанная стадия облучения листового упаковочного материала ультрафиолетовым светом с длиной волны 222 нм включает облучение указанного листового упаковочного материала эксимерной лампой.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что указанный листовой упаковочный материал представляет собой полотно, разматываемое из рулона.

10. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что указанный листовой упаковочный материал представляет собой заготовку.

11. Устройство для стерилизации листового упаковочного материала согласно способу по любому из пп.1-10, содержащее средство нанесения перекиси водорода на листовой упаковочный материал, перемещаемый в направлении продвижения, средство облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне от 200 до 320 нм, расположенное, в направлении продвижения, по ходу за указанным средством нанесения перекиси водорода, и средство удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала, отличающееся тем, что указанное средство удаления перекиси водорода с поверхности листового упаковочного материала расположено между указанным средством нанесения перекиси водорода и указанным средством облучения упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне от 200 до 320 нм, и тем, что указанное средство облучения светом расположено за средством удаления перекиси водорода по направлению перемещения упаковочного материала так, чтобы остаточное или следовое количество перекиси водорода, адсорбированное или расположенное смежно любым микроорганизмам, присутствующим на листовом упаковочном материале, непосредственно облучалось ультрафиолетовым излучением.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанное средство нанесения перекиси водорода на указанный листовой упаковочный материал содержит ванну, содержащую перекись водорода с концентрацией до 50 вес.%.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанное средство нанесения перекиси водорода на указанный листовой упаковочный материал содержит ванну, содержащую жидкую перекись водорода с концентрацией 20-40 вес.%.

14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что содержит средство для поддержания указанной ванны с перекисью водорода при температуре 15-80°С.

15. Устройство по одному из пп.12-14, отличающееся тем, что указанная перекись водорода в указанной ванне образует столб жидкости высотой менее 50 см.

16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанное средство удаления перекиси водорода с указанного листового упаковочного материала содержит по меньшей мере один воздушный нож для подачи воздуха на указанный листовой упаковочный материал при температуре 80-150°С.

17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанное средство облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны в ультрафиолетовом диапазоне от около 200 до 320 нм, содержит монохроматический источник ультрафиолетового света с длиной волны 222 нм.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанный монохроматический источник ультрафиолетового света содержит по меньшей мере одну эксимерную лампу.

19. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанное средство облучения листового упаковочного материала светом, включающим по меньшей мере одну длину волны ультрафиолетового света, содержит полихроматическую ультрафиолетовую лампу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3