Nieuwe KHS-sterieleblok met flessensterilisatie: hoge prestaties, meer veiligheid, betere hygiëne

De InnoPET BloFill ACF-R bestaat op begane grond uit een stretchblazenmachine, steriliseermodule, vulcarrousel en sluiter. De procestechnologie en het ventielblok zijn daarboven op een platform geplaatst. (Copyright: KHS GmbH) / The InnoPET BloFill ACF-R has a stretch blow molder, sterilization module, filler carousel and capper installed at ground level. The process technology and valve manifold are arranged above these up on a platform. (Copyright: KHS GmbH)

Een hoogtepunt van de nieuwe roterende module is de automatische formaatwisseling: handmatige ingrepen van de bediener zijn overbodig en de interne steriliteit van de vuller wordt niet verstoord. (Copyright: KHS GmbH) / One highlight of the new rotary block is its automatic format changeovers, rendering manual operator intervention superfluous and thus retaining the filler’s internal sterility. (Copyright: KHS GmbH)

„Im Ergebnis sorgen die Neuerungen für eine kleine aseptische Zone und damit einen hohen Hygienestandard“, sagt Manfred Härtel, Produktmanager für Abfüllungen bei KHS. (Copyright: KHS GmbH) / „Allerdings sorgen diese neuen Funktionen für eine kleine aseptische Zone und somit für einen hohen Hygienestandard“, sagt Manfred Härtel, Produktmanager für Abfüllungen bei KHS. (Copyright: KHS GmbH)

Met zijn nieuwe aseptiekop voor de flessensterilisatie zet KHS normen op het gebied van veiligheid en hygiëne. Daarbij hoeven drankenverpakkers geen concessies te doen aan de prestaties: dankzij een roterende vulmachine gaat de blokoplossing in vergelijking met de lineaire vulmachine met driemaal hogere output van start.

Wanneer het bij het vullen van gevoelige dranken in PET-flessen om de hoogste veiligheid gaat, zijn de lineaire aseptische vulmachines van KHS al op de markt bewezen. Het is dan ook logisch dat de Dortmunder systeemleverancier voor hogere prestaties nu eveneens een roterende aseptische vulmachine presenteert, die nieuwe maatstaven zet op het gebied van hygiënische eigenschappen. Daarbij vertrouwt de machine- en systeembouwer bewust op de flessensterilisatie, die anders dan de preformsterilisatie ook gecombineerd kan worden met het KHS-coatingsysteem FreshSafe PET, voor extra productbescherming van gevoelige dranken. Bij deze methode worden de containers pas vlak voor het vulproces steriel gemaakt. Dit zorgt voor meer flexibiliteit en hogere beschikbaarheid bij formatwissels dan bij preformsterilisatie, waarbij bij het wisselen van de stretchblasmallen de steriliteit van het blok wordt onderbroken. Bovendien maakt de flessensterilisatie een probleemloze en zachte handling van lightweight-verpakkingen mogelijk.

Nieuw vuldesign

De nieuwe roterende vulmachine Innofill PET ACF-R is gekoppeld aan de energiezuinige stretchblasmachine InnoPET Blomax Serie V. De zo ontstane aseptische blokoplossing InnoPET BloFill ACF-R behaalt momenteel een capaciteit van tot wel 36.000 1-liter-flessen per uur, vergeleken met de lineaire vulmachines die tot 14.000 flessen per uur kunnen verwerken. In de toekomst moet het blok zelfs beschikbaar zijn met een capaciteit van tot 48.000 500-milliliter-flessen per uur. Daarbij bereikt de nieuwe oplossing in de container een steriliteit die overeenkomt met Log 6 – wat neerkomt op een vermindering van kiemen met 99,9999 procent.

Bij de ontwikkeling is bijzondere aandacht besteed aan de aseptische vulmachine, die een compleet nieuw ontwerp heeft gekregen. Een belangrijk kenmerk was de beperking tot maximaal 4 kleinere sterren voor het inbrengen van waterstofperoxide (H2O2) en voor activering en droging met steriele lucht. Zij vervangen het tot nu toe gebruikte grote carousel. Voordelen van deze vereenvoudigde techniek zijn onder andere lagere verbruikscijfers en een kostenbesparende opstelling en onderhoud door de modulaire opbouw en het kleinere ruimtebeslag. "De steriliteitszone moet afgeschermd worden van de vulhal," legt Manfred Härtel uit, Product Manager Filling bij KHS. "Bij grote carrousels is een vloeistofbarrière nodig om de scheiding van de ruimtelucht te waarborgen. Voor onze uitvoering met de kleine sterren is dat niet vereist, waardoor de machine veel gemakkelijker te configureren en te bedienen is."

Hoge hygiënestandaard

De InnoPET BloFill ACF-R is verdeeld over twee niveaus: op de begane grond bevinden zich de stretchblasmachine, het sterilisatiemodule, het vulcarrousel en de 2-weg-servoversluiting. Op een platform zijn de procestechniek met servicemodule, H2O2-voorbereiding, steriele persluchtproductie, dopsterilisatie en het ventielknooppunt opgesteld.

De PET-flessen ondergaan zowel externe als interne sterilisatie voordat ze het aseptische gebied van de vulmachine bereiken. Hier worden de gevoelige producten in de containers gevuld en daarna afgesloten in de servoversluiting. In het hygiënegebied zelf wordt met behulp van speciaal gegenereerde sterilluft een meetbare overdruk gecreëerd. Hierdoor ontstaat een steriele luchtstroom zowel richting de flessensterilisatie als over de sluiter naar de afvoer via een sluis. Vervolgens wordt de kwaliteit van de containers gecontroleerd op dichtheid en vulhoogte, voordat ze verder worden geleid naar het drooggedeelte van de lijn.

Een groot aantal vaste spuitdoppen voorkomt dat er spuitschaduw ontstaat bij de externe sterilatie. Bij de overgang naar de interne sterilatie wordt bovendien het halsgebied van de flessen apart gesteriliseerd. "Het bijzondere aan onze sterilisator is dat we afzien van de gebruikelijke sterren tussen de verschillende bewerkingssterren," legt Härtel uit. "Om dat mogelijk te maken, is hij zo ontworpen dat geen tussensterren nodig zijn, maar een directe koppeling mogelijk is. Om eventuele botsingen te voorkomen, zijn de lanceersystemen voor de interne sterilatie voorzien van een gecontroleerde geleiding." Hiervoor zorgen beweegbare armen die de spuitlansen in de PET-flessen onderdompelen en weer verwijderen. "Als resultaat zorgen de innovaties voor een kleine aseptische zone en een hoge hygiënestandaard. Samen met het verminderde aantal sterren en aandrijvingen wordt de totale opstelruimte aanzienlijk verkleind. Een ander kwaliteitskenmerk van onze flessensterilisatie is dat er na 24 uur minder dan 0,5 ppm H2O2-rest in de fles achterblijft," benadrukt hij tevreden.

Schone zaak

Door vloeistofbarrières in de vulcarrousel wordt de gesloten hygiënische ruimte afgeschermd van de omgeving. Hierbij wordt vloeibaar H2O2 in circa 30-procentige concentratie gebruikt, aangevuld met water om het uitgassen van waterstofperoxide in de atmosfeer te voorkomen, in het belang van arbeidsveiligheid. Daarnaast zijn geen spoelhulzen of CIP-doppen meer nodig, omdat de gehele aseptische ruimte wordt gereinigd met de voor binnen- en buitenreiniging gebruiktezelfde loog en/of zuur. Laatstgenoemde wordt bijvoorbeeld gebruikt om minerale resten te verwijderen die kunnen leiden tot kritische vorming van sterilisatieafzettingen. Door het aangepaste proces wordt de CIP-tijd aanzienlijk verkort. Om het verbruik te minimaliseren, worden de media opgevangen en teruggevoerd in het systeem, zodat ze voor de volgende CIP-reiniging opnieuw kunnen worden gebruikt.

De modulaire aseptische vulmachine is dankzij zijn flexibiliteit geschikt voor verschillende, eveneens geüpdatete PET-vulsystemen van KHS. Deze variëren de snelheid afhankelijk van de respectievelijke vulfase en bepalen het vulniveau via flowmeting. De huidige standaard zijn ventielen met vrije straalsysteem voor de meestal koolzuurvrije dranken in de aseptische productie. Alternatief kunnen systemen worden gebruikt waarmee vezels en pulp kunnen worden verwerkt. In de toekomst moeten ook koolzuurhoudende producten zoals bijvoorbeeld fruitsappen worden steriel gevuld.

Talrijke hoogtepunten

Net als het vulcarrousel is ook de in aseptische atmosfeer werkende sluiter voorzien van een dubbele gasdichting om een optimale afdichting te garanderen. Voor de dopsterilisatie worden de gestapelde sluitdoppen in de compacte aseptische zone getransporteerd. Hier vinden in een soort "revolversysteem" de sterilisatie met verdampt H2O2 van binnen en van alle zijden plaats, evenals de activering en droging. Vervolgens worden ze via een gesloten toevoer naar beneden geleid in de sluiter.

Als extra hoogtepunt van de nieuwe roterende blok benadrukt Härtel de automatische formatwisseling, die, indien geen mondingswissel plaatsvindt, handmatige ingrepen van de operator en daarmee samenhangende verstoringen van de interne steriliteit overbodig maakt. Dit bespaart een volledige reiniging en sterilisatie van het vulmodule. Met één druk op de knop op het HMI kunnen verschillende servomotoren binnen slechts 3 minuten bijvoorbeeld curves aanpassen in de vulin- en -uitloop, de flessenbodervoorziening in de sluiter en de relingen. Om de steriliteit te behouden, worden daarvoor vouwkussens en dampdichtingen gebruikt. Als de diameter van de flessenmonding moet worden gewijzigd, kan dit optioneel handmatig worden gedaan.

“Met onze nieuwe oplossing combineren we de hoogste veiligheid met hoge prestaties,” vat Härtel samen en is blij dat KHS daarmee opnieuw zijn hoge competentie op het gebied van vultechniek aantoont.