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Asep­tik­block mit Flaschensterilisatio

19. März 2024
in Food, Top-Thema
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Asep­tik­block mit Flaschensterilisatio

Wenn es bei der Abfül­lung sen­si­bler Geträn­ke in PET-Fla­schen auf höchs­te Sicher­heit ankommt, sind die linea­ren Asep­tik­fül­ler von KHS bereits im Markt bewährt. Da ist es nur logisch, dass der Dort­mun­der Sys­tem­an­bie­ter für höhe­re Leis­tun­gen jetzt eben­so einen rota­ti­ven Asep­tik­fül­ler prä­sen­tiert, der hin­sicht­lich sei­ner hygie­ni­schen Eigen­schaf­ten punk­tet. Ganz bewusst baut der Maschi­nen- und Anla­gen­bau­er dabei auf die Fla­schen­ste­ri­li­sa­ti­on, die anders als die Pre­form­ste­ri­li­sa­ti­on auch mit dem KHS-Beschich­tungs­sys­tem Fresh­Safe PET kom­bi­niert wer­den kann, dem zusätz­li­chen Pro­dukt­schutz für sen­si­ti­ve Geträn­ke. Bei die­sem Ver­fah­ren wer­den die Behäl­ter erst unmit­tel­bar vor dem Füll­vor­gang keim­frei gemacht. Das sorgt für mehr Fle­xi­bi­li­tät und höhe­re Ver­füg­bar­keit bei For­mat­wech­seln als bei der Pre­form­ste­ri­li­sa­ti­on, wo bei einem Wech­sel der Streck­blas­for­men die Ste­ri­li­tät des Blocks unter­bro­chen wird. Zudem erlaubt die Fla­schen­ste­ri­li­sie­rung ein pro­blem­lo­ses und scho­nen­des Hand­ling von Lightweight-Behältern.

Der Rota­tiv­fül­ler Inno­fill PET ACF‑R wur­de mit der ener­gie­ef­fi­zi­en­ten Streck­blas­ma­schi­ne Inn­o­PET Blo­max Serie V ver­eint. Der so ent­stan­de­ne Asep­tik­block Inn­o­PET Blo­Fill ACF‑R erzielt gegen­über den linea­ren Fül­lern, die bis zu 14.000 Fla­schen pro Stun­de ver­ar­bei­ten kön­nen, gegen­wär­tig eine Leis­tung von bis zu 36.000 1‑Li­ter-Fla­schen pro Stun­de. Künf­tig soll der Block sogar mit einer Leis­tung von bis zu 48.000 500-Mil­li­li­ter-Fla­schen pro Stun­de erhält­lich sein. Dabei erzielt die neue Lösung im Behäl­ter­in­ne­ren eine Ste­ri­li­tät ent­spre­chend Log 6 – was einer Redu­zie­rung von Kei­men um 99,9999 Pro­zent entspricht.

Beson­de­res Augen­merk wur­de bei der Ent­wick­lung auf den Asep­tik­fül­ler gelegt, der ein neu­es Design erhielt. Ein wesent­li­ches Merk­mal war dabei die Beschrän­kung auf bis zu 4 klei­ne­re Ster­ne für das Ein­brin­gen von Was­ser­stoff­per­oxid (H2O2) sowie für die Akti­vie­rung und Trock­nung mit ste­ri­ler Luft. Sie kom­men anstel­le des bis­her genutz­ten gro­ßen Karus­sells zum Ein­satz. Vor­tei­le die­ser ver­ein­fach­ten Tech­nik sind gerin­ge­re Ver­brauchs­wer­te sowie eine bedingt durch den modu­la­ren Auf­bau und gerin­ge­ren Platz­be­darf kos­ten­güns­ti­ge­re Auf­stel­lung und War­tung. „Der Ste­ril­be­reich muss gegen­über der Abfüll­hal­le abge­kap­selt wer­den“, erklärt Man­fred Här­tel, Pro­duct Mana­ger Fil­ling bei KHS. „Bei gro­ßen Karus­sells wird eine Flüs­sig­keits­sper­re benö­tigt, um die Tren­nung zur Raum­luft her­zu­stel­len. Für unse­re Aus­füh­rung mit den klei­nen Ster­nen ist sie nicht erfor­der­lich, wodurch sich die Maschi­ne viel leich­ter kon­fi­gu­rie­ren und betrei­ben lässt.“

Die Inn­o­PET Blo­Fill ACF‑R ist räum­lich auf zwei Ebe­nen ver­teilt: Eben­erdig befin­den sich Streck­blas­ma­schi­ne, Ste­ri­li­sa­ti­ons­mo­dul, Fül­ler­ka­rus­sell und 2‑We­ge-Ser­vo­ver­schlie­ßer. Auf einer Büh­ne sind die Pro­zess­tech­nik mit Ser­vice­mo­dul, H2O2-Auf­be­rei­tung, ste­ri­ler Druck­luft­her­stel­lung, Kap­pen­ste­ri­li­sa­ti­on sowie der Ven­til­kno­ten angeordnet.

Die PET-Fla­schen durch­lau­fen die Außen- und Innen­ste­ri­li­sa­ti­on, bevor sie den Asep­tik­raum des Fül­lers errei­chen. Hier wer­den die sen­si­ti­ven Pro­duk­te in die Behäl­ter gefüllt und danach im Ser­vo­ver­schlie­ßer ver­schlos­sen. Im Hygie­ne­be­reich selbst wird mit­tels eigens erzeug­ter Ste­r­il­luft ein mess­ba­rer Über­druck her­ge­stellt. Dadurch ent­steht ein ste­ri­ler Luft­strom sowohl in Rich­tung der Fla­schen­ste­ri­li­sa­ti­on als auch über den Ver­schlie­ßer hin zum Abtrans­port durch eine Schleu­se. Im Anschluss erfolgt die qua­li­ta­ti­ve Kon­trol­le der Behäl­ter auf Dich­tig­keit und Füll­hö­he, bevor sie wei­ter in den Tro­cken­teil der Linie geführt werden.

Eine gro­ße Zahl an fest­ste­hen­den Düsen ver­hin­dert in der Außen­ste­ri­li­sa­ti­on das Ent­ste­hen von Sprüh­schat­ten. Bei der Über­füh­rung in die Innen­ste­ri­li­sa­ti­on wird zudem der Neck­be­reich der Fla­schen eigens sterilisiert.

„Das Beson­de­re an unse­rem Ste­ri­li­sa­tor ist, dass wir auf die sonst übli­chen Ster­ne zwi­schen den ver­schie­de­nen Bear­bei­tungs­ster­nen ver­zich­ten“, erklärt Här­tel. „Damit das funk­tio­niert, wur­de die­ser so kon­stru­iert, dass kei­ne Zwi­schen­ster­ne benö­tigt wer­den, son­dern ein direk­tes Inein­an­der­grei­fen ermög­licht wird. Um etwai­ge Kol­li­sio­nen zu ver­hin­dern, haben wir zudem die Lan­zen für die Innen­ste­ri­li­sa­ti­on mit einer kon­trol­lier­ten Füh­rung ver­se­hen.“ Dafür sor­gen beweg­li­che Arme, die die Sprüh­l­an­zen in die PET-Fla­schen ein­tau­chen und wie­der her­aus­he­ben. „Im Ergeb­nis sor­gen die Neue­run­gen für eine klei­ne asep­ti­sche Zone und einen hohen Hygie­ne­stan­dard. Zusam­men mit der redu­zier­ten Anzahl an Ster­nen und Antrie­ben ver­rin­gert sich dadurch die Auf­stell­flä­che ins­ge­samt deut­lich. Ein wei­te­res Qua­li­täts­merk­mal unse­rer Fla­schen­ste­ri­li­sa­ti­on ist, dass nach 24 Stun­den weni­ger als 0,5 ppm an H2O2-Rest­men­ge in der Fla­sche ver­bleibt“, betont er.

Durch Flüs­sig­keits­bar­rie­ren im Fül­ler­ka­rus­sell wird der geschlos­se­ne Hygie­ne­raum gegen­über dem Umfeld abge­si­chert. Hier­bei kommt flüs­si­ges H2O2 in cir­ca 30-pro­zen­ti­ger Kon­zen­tra­ti­on zum Ein­satz sowie zusätz­lich Was­ser, um im Sin­ne des Arbeits­schut­zes ein Aus­ga­sen des Was­ser­stoff­per­oxids in die Atmo­sphä­re zu ver­hin­dern. Zudem bedarf es kei­ner Spül­hül­sen oder CIP-Kap­pen mehr, da der gesam­te Asep­tik­raum mit der für die Innen- und Außen­rei­ni­gung iden­ti­schen Lau­ge und/oder Säu­re gerei­nigt wird. Letz­te­re dient etwa dazu, mine­ra­li­sche Rück­stän­de zu ent­fer­nen, die zu einer für die Ste­ri­li­tät kri­ti­schen Belags­bil­dung füh­ren könn­ten. Durch den ange­pass­ten Pro­zess ver­rin­gert sich die CIP-Zeit signi­fi­kant. Um den Ver­brauch zu mini­mie­ren, wer­den die Medi­en auf­ge­fan­gen und in das Sys­tem zurück­ge­führt, um sie vor der nächs­ten CIP-Rei­ni­gung wie­der aufzuschärfen.

Der modu­la­re Asep­tik­fül­ler ist dank sei­ner Fle­xi­bi­li­tät für ver­schie­de­ne eben­falls aktua­li­sier­te PET-Füll­sys­te­me von KHS aus­ge­legt. Die­se vari­ie­ren die Geschwin­dig­keit ent­spre­chend der jewei­li­gen Füll­pha­se und bestim­men mit­tels Durch­fluss­mes­sung den Füll­stand. Der aktu­el­le Stan­dard sind Ven­ti­le mit Frei­strahl­sys­tem für die in der Asep­tik meist koh­len­säu­re­frei­en Geträn­ke. Alter­na­tiv kön­nen Sys­te­me genutzt wer­den, mit denen sich Fasern und Pul­pen ver­ar­bei­ten las­sen. Künf­tig sol­len zusätz­lich koh­len­säu­re­hal­ti­ge Pro­duk­te wie zum Bei­spiel Frucht­saft­schor­len ste­ril abge­füllt wer­den können.

Wie das Fül­ler­ka­rus­sell ist auch der eben­falls in Asep­ti­k­at­mo­sphä­re arbei­ten­de Ver­schlie­ßer mit einer dop­pel­ten Gas­sper­re ver­se­hen, um eine best­mög­li­che Abschot­tung zu erzie­len. Für die Kap­pen­ste­ri­li­sa­ti­on wer­den die in Rei­hen gesta­pel­ten Ver­schluss­kap­pen in den kom­pak­ten Asep­tik­be­reich geför­dert. Hier erfol­gen in einer Art „Revol­ver­sys­tem“ die Ste­ri­li­sa­ti­on mit vapo­ri­sier­tem H2O2 innen und außen von allen Sei­ten sowie die Akti­vie­rung und Trock­nung. Anschlie­ßend wer­den sie in einer geschlos­se­nen Zufüh­rung nach unten in den Ver­schlie­ßer geleitet.

Als wei­te­res High­light des neu­en Rota­tiv­blocks stellt Här­tel die auto­ma­ti­sche For­ma­tum­stel­lung her­aus, die, sofern kein Mün­dungs­wech­sel erfolgt, manu­el­le Ein­grif­fe des Bedie­ners und eine damit ver­bun­de­ne Stö­rung der inne­ren Ste­ri­li­tät über­flüs­sig macht. Das erspart eine kom­plet­te Rei­ni­gung und Ste­ri­li­sa­ti­on des Fül­ler­mo­duls. Per Knopf­druck am HMI ver­stel­len ver­schie­de­ne Ser­vo­mo­to­ren inner­halb von nur 3 Minu­ten bei­spiels­wei­se Kur­ven im Fül­le­r­ein- und ‑aus­lauf, die Fla­schen­bo­den­füh­rung im Ver­schlie­ßer sowie die Gelän­der. Um die Ste­ri­li­tät auf­recht­zu­er­hal­ten, kom­men dafür Fal­ten­bäl­ge und Dampf­sper­ren zum Ein­satz. Soll der Durch­mes­ser der Fla­schen­mün­dung gewech­selt wer­den, kann das optio­nal manu­ell vor­ge­nom­men werden.

„Mit unse­rer neu­en Lösung ver­ei­nen wir höchs­te Sicher­heit mit hohen Leis­tun­gen“ resü­miert Här­tel und freut sich, dass KHS damit in punc­to ste­ri­ler Abfül­lung ein­mal mehr sei­ne Kom­pe­tenz im Bereich der Füll­tech­nik unter Beweis stellt.

 

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Tags: AseptikfüllerKHS
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