用含有过氧化氢的消毒剂消毒包装材料的方法

摘要

一种消毒包装材料，例如具有长期食品保存期限的待填充包装件(20)的方法，在该方法中，使含有过氧化氢的消毒剂接触该包装材料(20)以便去除该包装材料(20)上存在的微生物。在与该消毒剂接触后，该包装材料(20)用空气通风以便去除该包装材料(20)上和/或内剩余的过氧化氢残留物，如果该包装材料(20)在接触消毒剂后但在通风前暴露于动能至少50keV的加速电子中，会协同改善过氧化氢残余物的去除。

说明书

技术领域

本发明涉及利用含有过氧化氢的消毒剂消毒包装材料的方法，在该方法中，使该含过氧化氢的消毒剂接触包装材料，以便除去包装材料上存在的微生物，随后包装材料通入空气以去除在该包装材料上和/或其中剩余的残留量的过氧化氢。

背景技术

在包装技术中，含过氧化氢的消毒剂往往被用来消毒食品包装材料，从而有助于在长期保存期限或存储时间中储存食品而对食品的质量属性没有有害的影响(如气味、香味、颜色和稠度)。取决于要包装的是哪种食品类型，必要的微生物消灭或灭活对于不同的食品类型之间可以变化。对于pH值为4.6或者更低的食品类型，例如果汁或者酒，不需要像高pH值食品(例如牛奶)那样大范围消灭，这是因为较低pH值本身在食品的存储时间期间阻碍残存微生物的成长。另一方面，较高pH值具有更弱的(或不存在的)对这种成长固有的抵抗，并因此，需要更大范围的微生物消灭，从而获得所需的食品长期保存期限。

采用词语“消毒”以及这个词语的等同变化以表示从实际上完全消灭微生物到足以赋予较低pH值的食品(称为高酸性食品)长期保存期限的更温和的消毒等级这样的消毒等级范围。

按照现有的消毒方法，用于具有长期保存期限的食品的包装容器由塑料覆膜的纸卷材制成的，其中为了消毒，使卷材通过过氧化氢水浴(60-75℃；大约35％重量份)，在该浴中停留足够长的时间以消灭或灭活该卷材表面的微生物。

在通过过氧化氢浴之后，通过机械和物理的组合处理将残留的剩余过氧化氢从卷材表面去除，与该卷材从过氧化氢浴退出相连，或紧接在该卷材从过氧化氢浴退出之后。

通过将卷材的两个长边彼此以重叠连接或密封结合而将消毒并且处理过的卷材改造成管，并用相关的食品填充该管，在填充操作之前该食品已经用合适的消毒处理单独消毒。通过在该管的纵向以及在管的填注面下方横切地重复的横向密封，将该管分成连续的包装单元，同时通过在横向密封区域切开而将这些包装单元分开。这些分开的包装单元随后通过折叠成形和密封操作而给出所需要的几何构造。这种无菌包装容器的已知商业示例是和

按照另一现有方法，由塑料覆膜的纸形成的平折缝管坯材制造用于具有长期保存期限的类似的包装容器，其中首先将这些坯材建立为开口的包装纸盒。凭借折叠成形和密封操作为这些管状包装纸盒提供底部封口，之后这些提供有底部的包装纸盒通过气体或液体过氧化氢消毒，使该过氧化氢与包装纸盒的内壁接触，以便消灭或去活存在的任何微生物。在用过氧化氢接触之后，以物理方式(通常利用空气)去除剩余的过氧化氢残留物。

之后，消过毒的包装纸盒用分开消毒的食品填充，并最终提供顶部封口。已知的这种用于具有长期保存期限的食品的包装容器的商业示例是是

按照又一已知方法，它就像之前刚刚描述的方法，制造用于具有长期保存期限的食品的塑料瓶，例如注射成模PET瓶，其中这些瓶子在填充之前利用气体过氧化氢消毒，过氧化氢通过打开的瓶嘴喷入这些瓶子以接触瓶子的内壁。在与过氧化氢接触之后，瓶子的内部通入空气以从瓶子的内表面驱除留下的残留量过氧化氢。

之后，这些瓶子用相关食品填充并且通过例如螺纹盖封闭以用于进一步的传输和处理。

利用过氧化氢的消毒，如上所述，大部分通常伴有消过毒的表面(在这个例子中分别是消过毒的包装容器和瓶子的内壁)出现剩余的过氧化氢残留量。即使这些残留量一般极其少(大多为0.5ppm或更少)并且对食品没有有害影响，但是它们仍然构成过氧化氢的不必要消耗并由此成为消毒操作中不必要的经济损失。

为了减少剩余的过氧化氢残留量，在本领域中之前已经提出过将这种使用过氧化氢的化学消毒与采用UV射线的物理消毒相结合，正如在例如WO-A-80/0145中描述的。这种化学和物理消毒相结合的结果是，如果物理消毒使用波长范围在325nm以下的UV射线进行，过氧化氢的浓度(以及由此其消耗)会降低10wt％，甚至更少。

即使使用过氧化氢和UV射线的化学和物理组合消毒，因此意味着过氧化氢的消耗量会降低，同时可以实现协同改善消毒效果，其仍然没有完全解决涉及剩余的残留量过氧化氢的问题。这是因为，特别是，某些接触气态过氧化氢的塑料表现出吸收过氧化氢的倾向，因而过氧化氢容易渗入以及保留在吸收性塑料表面上和/或其中，例如包装层压板的外部塑料涂层。过氧化氢渗透的厚度在某些情况下甚至会非常大以致不能到达被吸收的过氧化氢，所以使用空气不能排除。过氧化氢渗入塑料的能力对于不同的塑料会变化，但是在亲水性塑料中特别严重，如PET，其中过氧化氢容易吸收并且保留在相对大的渗透深度的位置。

因此，仍然存在能够降低在利用含有过氧化氢的消毒剂消毒包装材料中的过氧化氢消耗量的需求。

发明内容

发明目的

所以，本发明的一个目的是实现一种通过引入所描述类型的含过氧化氢的消毒剂，消毒包装材料的方法，凭借该方法过氧化氢的消耗量可以降低并且可以保持在最小。

本发明的进一步目的是实现通过含过氧化氢的消毒剂，消毒包装材料的方法，凭借这种方法，在该包装材料上和/或其中的过氧化氢残余量可以减少至最小，而不管所消毒的包装材料的材料属性。

本发明的一个具体目的是实现利用含过氧化氢消毒剂的简单但有效的消毒卷材形状的包装材料的方法，该包装材料全部或部分由塑料制成，凭借这种方法，在该包装材料上和/或内的残余过氧化氢会减少到比之前描述程度低得多的程度，而不管在包装材料中采用的塑料。

本发明进一步的目的是实现利用含有过氧化氢的消毒剂消毒待填充包装容器的方法。

本发明又一进一步的目的是实现利用含过氧化氢的消毒剂消毒塑料瓶(例如PET瓶)的方法，其在所消毒的塑料表面上和/或内具有但是不明显的或最小的残留过氧化氢量。

本发明这些以及其他目的将凭借具有如所附权利要求1中公开的区别特征的方法来获得。

按照本发明的方法的有利实施方式已经进一步给出如所附从属权利要求中阐述的区别特征。

发明概要

按照本发明，实现一种消毒包装材料的方法，在这个方法中，使含过氧化氢的消毒剂接触该包装材料以便消除该包装材料上存在的微生物，之后该包装材料利用空气通风以便去除该包装材料上和/或内的剩余的残留量过氧化氢。该方法特征在于消过毒的包装材料在接触该消毒剂之后但在通风之前暴露于具有至少50keV动能的加速电子。

按照本发明，意外地证明具有至少50keV动能的电子束或基团(其通过这些电子与过氧化氢碰撞形成)有足够的能量破坏并去除该消过毒的包装材料上和/或内的残余过氧化氢。特别地，已经证明这种电子还具备足够的能量(与例如，UV射线相比)以便能够深深地渗入该包装材料并且碰撞所吸收的过氧化氢，要不然这些过氧化氢就会在消毒后保留在该包装材料上和/或内而不受影响。

该按照本发明的方法获得的一个意外的结果是足够能量的电子束(其通过碰撞破坏过氧化氢)和由该碰撞形成的基团(其本身具有足够能量以碰撞和破坏更多的过氧化氢并由此有助于去除包装材料上和/或内的残余过氧化氢)的协同组合效果。因为由碰撞形成的基团不是必须在撞击电子主方向上移动而是从撞击位置在所有方向上随机散开，这表示可能在电子主方向的横向散开，并因此环“圆角”移动并以其他方式到达更多或更少的包装材料表面下的无法到达渗透深度的腔或角落。

按照本发明，这些电子可具有70-90keV范围内的动能，其足够高到渗入该包装材料，但同时足够低到不会破坏该包装材料的化学结构。由于不同塑料对电子的结构影响的敏感程度不同以及某些塑料因此比别的更加敏感，所以按照本发明，具有较低动能的电子应当与对电子较敏感的塑料(例如PE和PP)结合使用，而非对电子较不敏感的塑料，例如PET。利用相关塑料的知识，本领域技术人员可因此容易选择在按照本发明方法中采用的合适的电子动能水平。

附图说明

本发明进一步的优点和区别特征将在下文根据附图更详细地描述。在这些附图中：

图1示意性地说明使用按照本发明的方法的卷材形状包装材料的消毒；

图2示意性地说明使用按照本发明的方法的待填充包装容器的消毒；以及

图3示意性地说明使用按照本发明的方法的塑料瓶的消毒。

具体实施方式

应当注意：按照本发明，所描述的方法实施方式只是为了说明本发明，因此不应当理解为是对如所附权利要求中限定的创新性概念的限制。

图1由此说明使用按照本发明的方法如何消毒包装材料的卷材10。该卷材10从卷片轴(未示)上展开，其可以是但不需要一定是在包装和填充机入口端的卷片轴，该包装和填充机按照上述已知的成形/填充/密封原理由该卷材制造用于具有长期保存期限食品的包装容器。将该卷材10以箭头所示的方向经过弯曲辊11向下进入浴12，浴中含有浓度大约35wt％以及温度在60到75℃(例如65℃)之间的过氧化氢，在该浴12接触该过氧化氢足够长时间以便消灭在该卷材10上存在的微生物。

将该卷材10引出该浴，其表面上具有剩余的残留过氧化氢，以及使与该浴12的出口直接相关的该卷材接触适当的机械装置，例如压着该卷材表面的刮片或形成在两个辊子之间的压榨压区(pressnip)，以便机械地从该卷材10的表面去除夹带的过氧化氢以及将该过氧化氢向下返回到该浴12以重复使用。

从该机械装置(未示)，之后将该卷材10经过又一个弯曲辊13引入电子照射设备(具有通用的参考标号14)以便为了进一步从该消过毒的卷材10去除过氧化氢而利用电子照射。在所说明的示例中，该设备14包括电子发射体15，具有面向经过的卷材10表面的窗口16，从这个窗口将具有至少50keV动能的电子束淋浴17导向整个对着的该卷材10表面。所发射出的电子具备足够的动能碰撞该卷材10的表面上的过氧化氢分子以便破坏它们并且形成基团。由此形成的基团在空间中以随机的方向散开，并且如果它们具有足够的寿命，可以转而碰撞并破坏更多的还没有被之前发射的电子撞击的过氧化氢。凭借这样的方式，可以获得对该消过毒的卷材10上残余过氧化氢的协同破坏，同时所发射的电子束本身也具有足够的能量以补充并由此提升该过氧化氢的消毒效果。

即使所发射的具有大约50-60keV动能的电子对残留量过氧化氢的破坏以及该卷材10的消毒在大多数情况下提供补充性的积极的贡献，但是在某些情况下将它们的动能增加至大约70-90keV是适当的甚至是必要的以便获得所需要的对残余过氧化氢的破坏。这特别与包括容易吸收过氧化氢的外部塑料涂层的包装材料结合而应用。这种塑料的一个示例是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)，其上过氧化氢不仅停留在表面，还容易被吸收进该塑料并向下至足够大的渗透深度以致动能不够的电子无法到达。因此将要施加的动能根据不同的情况会变化并且在每个情况中根据该包装材料的成分，特别是外部塑料涂层来确定。然而，作为动能选择中简单的大拇指规则，其应用为：相关塑料涂层(例如PET)越倾向于吸收过氧化氢，所选择的动能水平就越高，且相应地，相关塑料吸收过氧化氢的倾向越小(例如LDPE，HDPE和PP)，选取的动能水平越低。然而，在每种情况中，动能至少是50keV以实现所需的按照本发明的效果。

偶尔，该卷材10会带有具有突出部的开口装置，如直接在该卷材上塑料注射成模的螺帽，对应一个包装件长度彼此规则地间隔开。这样的突出部会在某种程度上将该卷材下面的部分与该发射的电子隔开并由此产生隐蔽空间，过氧化氢会保留在其中并因此与该卷材相伴不受影响。为了使这种相伴、隐蔽的过氧化氢的风险最低，按照本发明，安装可以在该卷材的整个宽度上自由横向移动的发射体15是适当的，由此能够引导发射的电子束到达该突出部的全部区域，包括下面的、隐蔽区域。

之后，将该卷材10从该电子照射设备14进一步引到通风设备18，其中消过毒并且照射过的卷材10用空气通风，优选地是无菌空气，其利用与空气源(未示)连通的合适的装置19、19向该卷材10喷射以干燥并从该卷材10去除额外的过氧化氢残余。

之后，进一步引导该通风后的卷材10以改造为用于早先描述类型的具有长期保存期限的食品的完成的包装容器，例如该下面类型的包装容器：和

图2示意性地示出包含塑料外部涂层的包装材料构成的开口待填充包装件20如何使用按照本发明的方法来消毒。在这种情况中，在加索引的移动传送带21上传送该包装件20，该传送带在箭头的方向将这些包装件从横向进给端(infeed end)(图中的左端)传送到消毒设备(参考标号22)，以凭借含过氧化氢的消毒剂消毒这些包装件20的内壁。该消毒剂可以是气体或液态的，并且通过喷嘴23、23经过这些包装件的开口端喷射进这些包装件，以接触这些包装件的整个内部表面。

之后将这些消毒后的包装件20从该消毒设备22传送到电子照射设备(参考标号24)，其中以相应的方式，使电子束与消过毒的这些包装件20的内表面接触，以便从这些表面去除过氧化氢。在所说明的实施方式中，该电子照射设备24包括两个电子发射体25、25，每个具有窗26、26，动能至少50keV的加速后电子的淋浴27、27通过该窗对准这些开口包装件20。

这些发射出的电子必须具有足够的动能来碰撞这些包装件20内表面上的过氧化氢分子以便破坏它们并形成基团。由此形成的基团在空间上随机的方向散开，并且转而(如果它们具有足够长的寿命)碰撞并且破坏还没有被先前发射的电子撞击过的额外的过氧化氢。凭借这种方式，按照本发明将会获得对这些包装件20消过毒的内表面上残留过氧化氢的协同破坏，同时所发射的电子束本身也具有足够的能量以补偿并由此提高该过氧化氢的消毒效果。

同样地如图1中说明的示例，所发射的电子的动能可以由于相关包装材料的材料成分而变化及选择。如果该包装材料具有容易吸收过氧化氢的塑料外部涂层(例如PET)，因此选择较高的动能，例如在70到90keV范围内，高于包装材料外部涂层由具有较小吸收过氧化氢倾向的塑料，如LDPE、HDPE和PP组成的情况下选择的动能，这种情况中所选择的动能可因此较小，例如大约50keV。

从该电子照射设备24，将照射过的包装件20进一步传送到通风设备28，其中在这些包装件20中以及在这些包装件20的内表面上的过氧化氢残留利用空气排走，优选地是无菌空气(其通过与空气源连通的(未示)的喷嘴29、29喷入这些包装件20)。

从该通风设备28，将这些包装件20传送到填充台(未示)，在那里这些包装件用消毒后的食品填充，并且在进一步传输和处理这些包装后的食品之前封闭和密封。用于具有长期保存期限食品的可以用这种方式制造的包装件的示例是和

最后图3示意性示出使用按照本发明的方法如何消毒待填充的PET瓶的一个示例。在这种情况下，这些瓶30在做了索引的移动传送带31上传送，该传送带在箭头方向上将这些瓶30从横向进给端(图的左边)传送到消毒设备(参考标号32)以利用含过氧化氢的消毒剂消毒这些瓶20的内壁。该消毒剂可以是气态的或液态的，并且由喷嘴33、33通过这些瓶的开口端喷入这些瓶以接触这些瓶30的整个内表面。

从该消毒设备32，将这些消过毒的瓶30传送到电子照射设备(参考标号34)，其中使电子束接触这些瓶30消过毒的内表面以便从这些表面去除过氧化氢。在所说明的示例中，该电子照射设备34包括两个电子发射体35、35，其每个具有窗36、36，动能至少50keV的加速电子淋浴37、37通过该窗对准这些瓶30。

按照本发明，所发射的电子必须具有足够的动能来撞击这些瓶30内表面上的过氧化氢分子以破坏这些分子并形成基团。由此形成的基团在空间上随机的方向散开，并且如果它们具有足够能量以及具备足够长寿命，可以撞击并且破坏还没有先前发射的电子撞击的额外的过氧化氢。通过这样的方式，按照本发明将会获得对在这些瓶30消过毒的内表面上的残余过氧化氢的协同破坏，同时所发射的电子束本身也具有足够的能量以补偿并由此提高该过氧化氢的消毒效果。

由于在所说明的示例中，这些瓶30是由塑料(PET)组成的，该塑料容易吸收过氧化氢至低于动能只有大约50keV的电子束所能到达的程度的渗透深度，所以在这个例子中所发射的电子给出较大的动能，例如70-90keV，其对于这些电子来说足以穿透并且碰撞这些更深程度的所吸收的过氧化氢。

从该电子照射设备34，将这些瓶30进一步在该传送带31传送到通风设备(参考标号38)，其中这些瓶30内以及这些瓶30的内表面上的剩余过氧化氢利用空气排掉，优选地是无菌空气(通过与气源(未示)连通的喷嘴39、39喷入这些瓶30)。

在该通风设备38之后，消过毒并通风后的PET瓶30在填充台(未示)准备填充食品，在那里这些瓶30用消过毒的食品填充并且利用例如螺帽或类似的封口装置封闭用于进一步传输和处理。

工业应用

该按照本发明的方法可连同填充机来使用，由卷材或预先制造的包装材料胚材制备用于食品的无菌包装件或具有长期保存期限的包装件。特别地，该按照本发明的方法可连同用于吹塑PET瓶的填充机使用，该吹塑PET瓶在填充之前用包含过氧化氢的消毒剂消毒。