Dampf- und Flüssigkeitsdurchflussregelung für aseptische Verpackungen

Ein Hersteller von Lebensmittelverpackungen war auf der Suche nach einer Lösung für die Wasserstoffperoxidzufuhr bei der aseptischen Sterilisation von Lebensmittelverpackungen. Bronkhorst konnte Dampferzeuger aus Flüssigkeitsdurchflussreglern, Gasdurchflussreglern und einer temperaturgesteuerten Misch- und Verdampfungsvorrichtung anbieten.
 
Im letzten Schritt der Herstellung werden Lebensmittelprodukte häufig sterilisiert. Bei der aseptischen Sterilisation werden Lebensmittel außerhalb der Verpackung sterilisiert, zum Beispiel durch Dampfsterilisation. Anschließend werden die Lebensmittel in aseptische Verpackungen abgepackt, die zuvor separat sterilisiert wurden. Zuletzt werden die Verpackungen unter sterilen Bedingungen versiegelt.

Dampflösung für aseptische Verpackungen

Die Lösung umfasst zwei dampferzeugende Systeme von Bronkhorst mit kontrollierter Verdampfung und Mischung (Controlled Evaporation and Mixing - CEM) – eines für PET-Flaschen, Schachteln und Beutel, das andere für Verschlüsse. Das Wasserstoffperoxid (35 % H₂O₂ in Wasser) wird zur Optimierung der Konzentrationsregelung in Dampfform injiziert. Der Dampf kondensiert innen in den Verpackungen, wo das H₂O₂ in der flüssigen Phase gleichzeitig seine sterilisierende Wirkung entfaltet. Im nächsten Schritt, der Trocknungsphase, wird das Kondensat mittels Heißluft, die über einen Massendurchflussregler für Gas zugeführt wird, entfernt. Anschließend kann die trockene und aseptisch sterilisierte Verpackung mit einer flüssigen oder dickflüssigen Substanz gefüllt werden.
 
Die dampferzeugenden CEM-Systeme bestehen jeweils aus einem Massendurchflussregler für Flüssigkeiten (thermischer LIQUI-FLOW oder Coriolis-basierter mini CORI-FLOW), einem EL-FLOW Select-Massendurchflussregler für Luft als Trägergas (sowie für die nachträgliche Trocknung) und einer temperaturgesteuerten Misch- und Verdampfungsvorrichtung.
Das Wasserstoffperoxid wird im Bereich 200 (für Verschlüsse) bis 2.000 (für Schachteln und Beutel) g/h an H₂O₂-Lösung exakt dosiert, während in der Regel 100 l/min Trocknungsluft zugeführt wird. Die Flüssigkeits-, Gas- und Temperaturregler kommunizieren problemlos mit PLCs, um eine optimale Integration in die Systeme des Anwenders zu ermöglichen.

Coriolis-basierte Flüssigkeitsdurchflussregler als Alternative

Die alternative Verwendung des mini CORI-FLOW bietet den Vorteil, dass – zusätzlich zum medienunabhängigen Massendurchfluss – die Dichte des dosierten Mediums gemessen wird. Da Wasserstoffperoxid schließlich zu Wasser und Sauerstoff zerfällt, sind die physischen Eigenschaften der dosierten H₂O₂-Lösung nicht dauerhaft konstant. Daher kann dieses Instrument die Konzentration und somit auch die Qualität der Wasserstoffperoxiddosierung messen.
 
Die Kosten dieses Sterilisationsmittels können reduziert werden, da Wasserstoffperoxid kontrolliert zugeführt wird und keine Überbestände entstehen. Dank dieser Lösung wird die aseptische Sterilisation angemessen überwacht und kann zurückverfolgt werden, was wiederum die Haltbarkeit von Lebensmitteln verbessert.