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Aseptisches Abfüllen: sicher, einfach, reduzierte Kosten

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15.05.2013 Aseptische Abfüllung ist heute innerhalb der Getränkebranche nicht mehr wegzudenken. Mehr und mehr wird auch in diesem Bereich auf das Verfahren der Trockensterilisation vor dem Abfüllprozess gesetzt. Ein Prinzip, das bei den Linearabfüllmaschinen Innosept Asbofill ABF 611 und Innosept Asbofill ABF 711 nochmals verbessert wurde.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Allerhöchste Sicherheit geht bei aseptischen Linearfüllmaschinen Hand in Hand mit einer Flexibilität, die sowohl das Produkt selbst als auch die zu befüllenden Kunststoff-Flaschen und die eingesetzten Verschlüsse betrifft.
  • Der einfache und schnelle Wechsel von Produkt- und Flaschenvarianten erfüllt die Anforderung, immer häufiger zahlreiche Produktvarianten bei kleinen Chargengrößen auf der gleichen Linie ohne Effektivitätseinbußen bei höchster aseptischer Sicherheit abzufüllen.
  • Ein umfassendes Paket an Optionen lässt sich in Innosept Asbofill-Maschinen auch nachträglich integrieren.

Bedeutender Vorteil des Verfahrens der trockenen Sterilisation: Hier lassen sich unterschiedlichste Flaschen- und Verschlussvarianten zuverlässig sterilisieren. Egal, um welche Flaschengrößen oder -formen es sich handelt, es findet stets eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Oberflächenbereiche statt. Zur Anwendung gelangt für das Verfahren der trockenen Sterilisation Wasserstoffperoxid (H2O2). H2O2-Aerosol wird in die Kunststoff-Flaschen ein- bzw. auf die Verschlüsse aufgesprüht und nach der Kondensation auf der Flaschen- bzw. Verschlussoberfläche durch sterile Heißluftzuführung wieder entfernt. Ergebnis sind trockene und sterile Flaschen- und Verschlussoberflächen. Die bei der Nass-Sterilisation notwendige Entsorgung des Sterilisationsmittels Peressigsäure entfällt. Zudem wird kein Wasser verbraucht; dies bedeutet, dass kein Abwasser anfällt.

Deutlich reduziertes Sterilraumvolumen
Gegenüber klassischen Nassaseptikverfahren ist das notwendige Sterilraumvolumen bei Anwendung des Verfahrens der trockenen Sterilisation deutlich reduziert. Statt üblichen 65 m³ sind es bei Verwendung des Rundläuferprinzips im Bereich der trockenen Sterilisation weniger als 15 m³. Setzt man im Bereich der trockenen Sterilisation auf Linearmaschinen, reduziert sich das Sterilraumvolumen – und das ist ein entscheidender Vorteil der Lineartechnik – nochmals drastisch. Auf diese Weise ist bei der neuen Innosept Asbofill-Generation für die Baureihe ABF 711 gerade einmal ein Sterilraumvolumen von 1,5 m³, für die ABF 611 sogar nur ein Sterilraumvolumen von 0,9 m³ erforderlich. Da sich ausschließlich der Flaschenhals in der Innosept Asbofill-Sterilzone befindet, entfällt darüber hinaus die ansonsten notwendige Flaschenaußensterilisation.

Das geringe Sterilraumvolumen bedeutet allerhöchste aseptische Sicherheit. Allerhöchste aseptische Sicherheit, die durch die Tatsache, dass Kunststoff-Flaschen in den Innosept Asbofill ABF Maschinen jeweils in einer einzigen Halterung geführt durch die komplette Maschine fahren, nochmals verbessert wird. Ein Wechsel von Karussell zu Karussell – wie bei Rundläufertechnik notwendig – ist hier nicht erforderlich. Für mechanische Eingriffe in die Aseptikzone gibt es somit keinen Grund. Sämtliche denkbaren Umbau- und Austauschmaßnahmen geschehen im unsterilen Bereich außerhalb der Aseptikzone. Ein weiterer Vorteil der Maschinen: Zwischensterilisationen sind nicht notwendig. Der empfohlene Produktionszyklus liegt – ganz an dem jeweils abzufüllenden Produkt orientiert – zwischen 48 und 72 h.

Aseptische Linearfüllmaschinen decken generell ein niedriges bis mittleres Leistungsspektrum ab, während aseptische Rundläufermaschinen für den höheren Leistungsbereich prädestiniert sind. So verarbeitet die Innosept Asbofill ABF 611 bis zu 12.000 Kunststoff-Flaschen/h und ist speziell für den unteren Volumenbereich von 100 bis  750 ml vorgesehen. Die Innosept Asbofill ABF 711 ist ebenfalls für eine Leistung bis zu 12.000 Kunststoff-Flaschen/h ausgelegt, verarbeitet jedoch standardmäßig 0,25-l- bis 2-l-Kunststoff-Flaschen-Varianten.

Die Innosept Asbofill-Linearläufer sind für ein Abfüllen von stillen Getränken in Kunststoff-Flaschen ausgelegt. Auch pulpehaltige Getränke lassen sich problemlos verarbeiten. Zukünftig steht auch eine Variante zur Verfügung, die das Abfüllen von Produkten mit Stückchen ermöglicht.

Rückstandsfreier Sterilisationsvorgang
Im Anschluss an den Prüfprozess gelangen Kunststoff-Flaschen in die Sterilisationszone. Hier wird H2O2-Aerosol in jede Kunststoff-Flasche durch eine innerhalb der Kunststoff-Flasche positionierte und unmittelbar unterhalb des Necks endende Lanze eingebracht. Durch eine spezielle Art und Weise der Aerosoleinsprühung ist sichergestellt, dass sämtliche Bereiche in der Kunststoff-Flasche mit H2O2 beaufschlagt sind. Im Neck-Bereich bildet sich ein Zweikanalsystem. Während H2O2-Aerosol mittig eintritt, kann dadurch verdrängtes Gas direkt seitlich an der Lanze vorbei nach außen entweichen. Um allerhöchste Sicherheit zu gewährleisten, geschieht die Eintragung von H2O2-Aerolsol in zwei Stationen jeweils taktweise. Zwei weitere Takte in der Sterilisationszone sind für das Einwirken des H2O2 reserviert. Innerhalb von vier Takten werden die Flaschen anschließend in einem durch eine Zwischenwand getrennten Bereich rückstandsfrei mit Heißluft ausgetrocknet. Ist der Sterilisationsprozess der Kunststoff-Flaschen beendet, wechseln diese schließlich zur Füllstation.

In den Bereich der Aseptikzone wird permanent Sterilluft eingeleitet, die über ein die Aseptikzone abgrenzendes Lochblech nach unten hin gerichtet mittels sogenannter positiver Verdrängerströmung austritt. Von dort aus gelangt sie in den Maschinenraum, und wird hier gezielt abgesaugt. Die Sterilluftaufbereitung selbst befindet sich in einem auf der Maschine installierten Ventilknoten, der zudem sämtliche weitere für den Produktionsprozess notwendigen Medien bereitstellt.

Berührungsloser Füllprozess
Zwischen Sterilisations- und Füllprozess, die in unterschiedlichen Gehäusen stattfinden, ist bei den Maschinen eine Zwischenwand installiert, die diese Bereiche der Septikzone trennt. Den Füllprozess übernehmen bei der Maschinenreihe zweistufig arbeitende Freistrahl-Füllventile. Während des Füllprozesses besteht keinerlei Kontakt zwischen Kunststoff-Flasche und Füllventil. Wie genau sich der Füllprozess gestaltet, geben abzufüllendes Produkt und dafür vorgesehene Kunststoff-Flaschenform jeweils vor. Die Volumenfüllung der Kunststoff-Flaschen über magnetisch-induktive Durchflussmessung gewährleistet präzise Füllmengen.

Innerhalb der Füllstation befindet sich ein Reinigungsadapter, der die Füllventile zum Zweck der Reinigung verschließt. So ist eine Kreislaufführung während des Reinigungsprozesses der Füllventile gegeben. Standardmäßig werden die Füllventile in einer Innosept Asbofill Maschine in beiden Richtungen gereinigt, die Umkehrfunktion des Reinigungsflusses erfolgt innerhalb der Maschine.

Vollautomatisch ablaufender Versiegelungsprozess
Der Verschließprozess findet generell in einem vom Füllprozess getrennten Gehäuse statt. Die Kunststoff-Flaschen durchlaufen folglich nach ihrem Befüllen wiederum eine Zwischenwand. Soll eine Versiegelung der Kunststoff-Flaschen stattfinden, erfolgt diese bei den Modellen ABF 611 und ABF 711 von Beginn an vollautomatisiert. Vorteil: Die aseptische Sicherheit steigert sich nochmals, gleichzeitig können keine Bedienerfehler mehr auftreten, die zu Störungen führen.

Ist eine Verarbeitung von Kunststoff-Verschlüssen gewünscht, gelangen diese vom Sortierwerk aus in eine Zuführrinne. In gleicher Ausrichtung positioniert werden die Kappen – ganz an der pro Zellenleiste transportierten Anzahl an Kunststoff-Flaschen orientiert – beim Modell Asbofill ABF 611 auf acht Bahnen, bei der ABF 711 auf zehn Bahnen verteilt. Die Sterilisation der Verschlüsse geschieht auf identische Art und Weise wie die Kunststoff-Flaschensterilisation.

Im Anschluss an die Verschließereinheit folgt die optische Verschlusskontrolle. Anschließend takten die Flaschen bis zu einer Position, in der sie mithilfe eines Greifersystems aus der Zellenleiste entnommen und auf den Transporteur abgesetzt werden. Nach der aseptischen Füllmaschine folgt die für eine aseptische Abfüll-Linie obligatorische Dichtheitskontrolle.

Gegenüber der Vorgängergeneration ist bei der Innosept Asbofill ABF 611 bzw. der Innosept Asbofill ABF 711 die Sterilisationszone durch eine Verringerung von Komponenten vereinfacht. Beispielsweise gelangt für alle Trocknungslanzen nur noch ein Servomotor zum Einsatz; dies bringt eine einfachere Wartung sowie reduzierte Betriebkosten mit sich. Eine weitere Verbesserung betrifft die Zugänglichkeit der Maschine, die unter anderem durch eine optimierte Leitungsführung sowie die Neuplatzierung der H2O2-Aufbereitung und anderer Aggregate erreicht wurde.

Auf Wunsch das „Twin-Konzept“
Bei der neuen Generation der Abfüllmaschinen lässt sich die ursprüngliche Maschinenleistung durch ein „Twin-Konzept“ verdoppeln. Vorteil hier: Gegenüber der Investition in zwei Einzelmaschinen ist die klare Kostenreduzierung gegeben. So lassen sich wesentliche Komponenten bei einer „Twin-Maschine“ gemeinsam nutzen. Beispielsweise sind für das „Twin-Konzept“ unter anderem nur ein Ventilknoten, ein Flaschentransport im Anschluss an die Maschinen, eine Produkt- und Dampfzuführung, eine Steuerung, ein Bedien-Terminal und eine Maschinenverkleidung vonnöten.

Vorteilspaket 1302pf606

 

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Heftausgabe: Mai 2013

Über den Autor

Thomas Niehr, Leiter Aseptische Fülltechnik, Paul-Uwe Winterhof, Leiter Konstruktion Aseptische Füll
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