用填料填充容器的方法和線性設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用填料填充容器并隨后用容器封閉件密封填充的容器的方法，其中，所述容器借助線性運輸器沿容器運輸方向以定時方式移動至密封裝置；在所述密封裝置中用容器封閉件在定時移動的至少一個靜止階段中被密封；并且在定時移動隨后的移動階段中繼續移動。在施加容器封閉件之前的移動階段中，允許氮氣、優選液氮進入容器的頂部空間中。
【專利說明】用填料填充容器的方法和線性設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1更廣泛范圍的方法和根據權利要求7更廣泛范圍的線性設備。
【背景技術】
[0002]在填充的容器頂部空間中配量引入液氮特別在飲料工業中是已知的，這一方面為了通過氮氣的蒸發或排氣(氧氣減少)將空氣及因而氧氣強制排出頂部空間，但另一方面為了在密封的容器中產生內壓，以便通過這種方式甚至對薄壁容器、即低重量容器而言實現充分的穩定性，因而可能使用此類容器。特別在對氧敏感的產品或填料的情況下，所述產品或填料的儲藏期和品質由于容器頂部空間中氧氣的減少而得到大幅改善，例如減少了相應飲料中維生素C的分解。
[0003]還已知的是對容器的滅菌填充和密封，特別是已知為了密封所用的封閉件的滅菌，其中所述滅菌通過以適當的滅菌媒介、例如以含水的過氧化氫(H2O2)在高濃度下填充并通過隨后在使用所述特定容器封閉件之前立即干燥來實現(參見EP1741666A2，EP0993418B1, EP1175343B1)。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是公開一種方法，通過該方法，在允許氮氣、優選液氮至少進入填充的容器的頂部空間且在具有最佳的氧氣減少然而容器具有足夠內壓(優選地在特定填充的容器中的高于大氣壓的壓力)的情況下，可以對容器填充和密封。為了完成該任務，根據權利要求I提供了一種方法。根據權利要求7還提供了實現該方法的線性設備。
[0005]在本發明中，用液氮對未被填料占據的容器或容器頂部空間的填充發生在容器定時移動的移動階段期間，優選地發生在定時移動緊接施加或放置特定容器封閉件之前的移動階段。通過這種方式尤其實現了保持了足夠的時間以為了氮氣的蒸發或排氣并因而保持了足夠的時間以將空氣和氧氣從容器頂部空間強制排出，但同時在特定容器的最終密封之后，所述容器具有由氮氣產生的足夠內壓。
[0006]借助根據本發明的方法，氧氣可在沒有任何問題的情況下減少以使得遠小于1%的原本氧氣保留在特定的頂部空間中。
[0007]在根據本發明的方法優選的實施方式中，在用液氮填充特定容器之后，最初僅發生對容器封閉件的“松弛”的施加，即施加容器封閉件以使得當其被充分固定在特定容器上時，在容器封閉件與容器之間存在有間隙，氮氣以及被所述氮氣強制排出的空氣以及特別是氧氣可通過所述間隙流出。僅在進一步周期結束之后完成用特定容器封閉件對容器最終緊密密封，所述進一步周期近似對應定時移動的移動步驟的持續時間或定時移動的全部的多個移動步驟的持續時間，通過所述移動步驟容器移動經過線性設備。
[0008]所述封閉件優選地是密封蓋式封閉件，例如通過扭曲和/或旋擰至容器上或具有容器口的容器區域上來固定的封閉件。[0009]容器的“頂部空間”是容器在容器開口下方的內部的一部分，該部分在填充之后未被填料占據。
[0010]在本發明中，表述“大致”指的是從準確值分別偏離+/_10%，優選地+/_5%，和/或對發揮作用而言不顯著改變形式的偏離。
[0011]本發明進一步的優點和應用可能性還由以下對實施方式示例的描述以及附圖而產生。就這一點而言，所有單獨或任何組合描述和/或圖示的特性均明確地作為本發明的主題，不論它們的內容是在權利要求中還是對權利要求引用。權利要求的內容也是說明書不可分割的一部分。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]以下借助附圖，利用實施方式的示例對本發明進行詳述。以下示出了:
[0013]圖1在非常簡化的圖解表示以及在俯視圖中示出線性設備用于在滅菌條件下通過氧氣減少以及通過在密封的容器中建立內壓(例如高于大氣壓的壓力)來對瓶式容器填充和密封；
[0014]圖2在簡化的局部表示以及在側視圖中示出圖1中設備的具有密封裝置的部段；
[0015]圖3在局部表示以及在橫截面視圖中示出具有配量閥和噴嘴開口的氮氣配量裝置的一個配量頭；
[0016]圖4分別在在局部表示中的項目a)和b)中示出具有容器密封件的容器，這分別是在對容器密封的初始臨時施加(項目a))之后以及在對容器密封的最終固定之后(位置b))。
【具體實施方式】
[0017]大體以圖1中的附圖標記I來辨識的線性設備(linear installation)用于對瓶式容器2的填充和滅菌密封。要被填充和密封的容器2根據箭頭A借助容器入口 3被供應至設備1，并且所述容器隨后以容器的多通道流的方式或者借助于運輸器4在多個移動路徑4.1上移動經過設備I的各部段，在所示的實施方式中，經過用于預處理容器2的部段5、經過用于填充容器2的部段6以及經過在滅菌條件下密封容器的部段7。容器2例如以其底座立在運輸器4上，并且容器為了防止傾倒而在容器口的區域中通過與所述容器同步移動的支撐件4.2被固定，或者運輸器4做成用于實現容器2的懸置式運輸。
[0018]通過這種方式填充和密封的容器2根據箭頭C借助容器出口 8去除。容器2沿運輸方向B經過部段5、6和7的移動以定時方式、即以逐步輸送運動的方式來進行，在所述逐步輸送運動中靜止階段和移動階段依次跟隨彼此。明確的是，每個移動路徑4.1上設有對容器2特定操作所需的裝置。此外，豎直設置(即、容器2的容器軸線沿豎直方向定向)的容器2移動經過部段5-7，以便至少特定的容器開口或容器口 2.1被帶入滅菌室9 (圖2)中，所述滅菌室至少在設備I的操作期間充有氣體和/或蒸汽形式的滅菌媒介，所述滅菌媒介的壓力優選稍高于大氣壓，例如充有滅菌空氣。
[0019]圖2示出密封裝置所在區域中的移動路徑4.1其中之一的部段7。圖示的是以其容器口 2.1設在滅菌或消毒室9中的容器2，以及封閉件傳送站10和沿運輸方向B跟隨的密封站11，所述密封站以定時輸送運動的定時或移動步幅或者以該移動步幅的整數倍沿運輸方向B從封閉件傳送站10隔開一定距離。用于密封容器2或容器口 2.2的蓋型容器封閉件12以無菌形式(例如在以適當的滅菌媒介、例如用H2O2滅菌之后且干燥之后)借助滑道13被供應至封閉件供應位置，所述封閉件供應位置設在封閉件傳送站10的滅菌室9中，每個容器封閉件12從所述封閉件供應位置借助封閉件運輸件在定時輸送運動的靜止階段中被置于容器口 2.1上。接著定時移動進一步的移動循環，相應的容器2隨后被定位在密封站11下面，此處，容器封閉件12在定時輸送運動的靜止階段中例如通過按壓和/或壓下和/或扭曲和/或螺接和/或焊接和/或密封等被確定地固定在相應的容器2的具有容器口2的口區域上。
[0020]噴嘴開口 14相對于運輸方向B在封閉件傳送站10之前在滅菌室中設置用于將液氮(N2)配量供應至填充的容器2的頂部空間中。噴嘴開口 14 (其是氮氣配量單元15的噴嘴頭16的一部分，所述噴嘴頭從上到下斜角地延伸進入滅菌室9中)設在該滅菌室9中以便所述噴嘴開口沿運輸方向B距封閉件傳送站10的或距特定容器封閉件12傳送至容器2的區域的距離小于封閉件傳送站10與密封站11之間的距離，或者小于容器2定時輸送運動的移動步幅。此外，噴嘴頭16和噴嘴開口 14設成使得噴嘴開口 14的軸線DA在豎直或大致豎直的平面中與運輸方向B圍成尖銳的角α、即小于45°的角α，所述角α沿與運輸方向B相反的方向打開(圖3)。設在容器口 2.1的移動路徑上方的噴嘴開口 14處在封閉件供應位置14高度下方的高度上并大致定位成使得容器2 (所述容器的容器口 2.1在噴嘴14下方經過)以及因此所述容器的頂部空間用自噴嘴開口 14產生的液氮來配量。
[0021]為了對液氮配量分配，噴嘴開口 14設置為配量閥，這種配量分配還采用柱塞型閥體16，所述柱塞型閥體的尖端伸入在配量頭15中形成的通道16的開口端中并藉此形成環形噴嘴開口 14。通過閥體17的軸向位移(雙箭頭D)，噴嘴開口可被打開至較大或較小的程度。
[0022]配量頭16和噴嘴開口 14的所描述的設計和布置不僅導致移動經過噴嘴開口 14的容器2的頂部空間可靠地充以液氮，而且特別地導致保持足夠的時間以使得液氮在特定的頂部空間中膨脹或蒸發或排氣以及因而特別地使得將氧氣從特定的頂部空間強制排出；然而，施加容器封閉件12發生得快到以至于在對特定容器2的密封之后，在密封的容器2中仍具有足夠高的氮氣內壓。
[0023]在將特定容器封閉件12放在容器上之后，該容器封閉件2臨時地固定在其位置中，但僅松弛地固定以便隨著液氮進一步的蒸發，任何仍存在的氧氣與一定比例的氮氣一起被強制排出容器的頂部空間。為此可用的時間相應于封閉件傳送站10與密封站11之間的距離，即相應于定時輸送運動的一個移動階段或其多個移動階段的持續時間。
[0024]由于噴嘴開口 14以前述方式處在封閉件傳送站10的封閉件供應位置10.1高度下方的高度上，并且由于噴嘴頭15以前述方式沿容器運輸方向B并沿容器口 2.1的移動路徑方向向下斜對角地定位，所以連同自噴嘴開口 14產生的氮氣或者連同所引起的且部分上升的氮氣薄霧、還有在封閉件12的密封之后的容器口 2.1的內側上的氣態氮被捕獲并且氧氣被強制排出，其中所述封閉件在滑道13中等待或者已經在密封站11的封閉件傳送站
10.1中就位。因而，在特定封閉件12 (其在封閉件傳送站10的封閉件運輸件中)內側上的氣體體積在特定封閉件放在容器2上時或者之前也失去氧氣。通過這種方式，很充分地改善了對容器2無氧或低氧填充和密封的品質。[0025]此外，噴嘴頭16成形并設置或傾斜成使得其通道16.1和該通道的內表面在全部區域中同樣地具有相對水平面的傾斜度。特別是當噴嘴開口完全或大部分打開時(即例如在生產階段結束時或在清潔和滅菌階段期間，其中隨后不僅設備I的噴嘴頭16而且設備I所有其他的組件用適當的清潔和/或滅菌媒介來處理)，通道16因而可被完全清空。
[0026]在所示的實施方式中，在將封閉件2施加在填充的容器2上之前，即在定時移動的靜止階段中，在容器在該移動的下一個移動階段中被移至封閉件傳送站10并且在下一個靜止階段之前的該移動階段中被充以自噴嘴開口 14產生的氮氣之前，由填充站18對容器2的最終填充至少進行了幾個循環，大體上進行了兩到四個循環。
[0027]在滅菌室9中，優選地僅設有功能件、特別是封閉件傳送站10、密封站11、填充站18以及氮氣配量單元15，所述功能件直接與容器相互作用，而這些站的其他部分或元件布置在滅菌室9以外、優選地布置在該室上方，特別地用于供應在噴嘴開口 14出現的液氮的裝置也這樣設置。
[0028]在部段7中，在設備I的清潔和/或滅菌操作的清潔和滅菌階段期間所使用的清潔和/或滅菌媒介(例如蒸汽和/或氣態和/或液態媒介、例如在水溶液中高濃度或者氣溶膠或蒸汽狀態下的H2O2)尤其經過噴嘴頭16的通道16.1而被供應，藉此，在特定噴嘴開口14出現的清潔和/或滅菌媒介借助直接設在特定噴嘴開口 14上的管部段19而被去除。此外，在清潔和/或滅菌操作期間，尤其是特定的清潔和/或滅菌媒介也在適當的位置處被供應至滅菌室9以便對該室以及布置在該處的功能件清潔和/或滅菌，并且所述特定的清潔和/或滅菌媒介例如在容器2的移動路徑4.1之間的位置處從室9被再次去除。用于供應以及去除清潔和/或滅菌媒介的功能件、特別還有管部段19被制造成(只要它們在正常的填充和密封操作期間是破裂的)使得它們為了填充和密封操作可以從設備I或者至少從容器2的移動的區域被移出或旋出。 [0029]設備I的一個特別的特征尤其包括在用于在滅菌條件下對容器2冷卻和密封的線性設備I或線性機械的情況下利用液氮對填充的容器2進行配量處理，其中，對氮氣而言取得了相對長的排氣階段以便氧氣減少，而且在緊密的容差內在容器中建立了安全的氮氣壓。
[0030]以上利用實施方式的示例已對本發明進行描述。明確的是，眾多修改和改型在藉此不超出落入本發明的創意的情況下是可能的。
[0031]附圖標記列表
[0032]I用于對容器填充和密封的設備
[0033]2容器
[0034]2.1容器口
[0035]3容器入口
[0036]4運輸器
[0037]4.1傳送帶
[0038]5、6、7 部段
[0039]8容器出口
[0040]9滅菌室
[0041]10封閉件傳送站[0042]10.1封閉件供應位置
[0043]11密封站
[0044]11.1密封件
[0045]12容器封閉件
[0046]13用于封閉件12的滑道
[0047]14噴嘴開口
[0048]15配量頭
[0049]16通道
[0050]17閥體
[0051]18填充件
[0052]19管部段
[0053]A、B、C容器 運輸方向
[0054]D軸向移位
【權利要求】
1.一種用填料、優選地用液體填料對容器(2)填充、并且隨后用容器封閉件(12)對填充的容器(2)密封的方法，其中所述容器(2)借助線性運輸器(4)沿容器運輸方向(B)以定時方式移動至密封裝置(10、11)，其中所述容器在所述密封裝置中用容器封閉件(12)在定時移動的至少一個靜止階段中被密封并在定時移動隨后的移動階段中繼續移動，其特征在于，在定時移動的將特定容器封閉件(12)施加在所述容器(2)上之前的一個移動階段中，所述容器(2)的頂部空間以氮氣配量，優選地充以液氮，這使得空氣、并且特別是氧氣強制從頂部空間排出并在每個密封的容器(2)中產生內壓。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，借助至少一個配量噴嘴或噴嘴開口(14)來將氮氣配量充入所述頂部空間中，其中具有噴嘴軸線的配量噴嘴或具有開口軸線(DA)的噴嘴開口(14)優選地設成使得自配量噴嘴或噴嘴開口(14)產生的氮氣的射流也具有沿容器運輸方向(B)朝向的分量。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，針對蓋型容器封閉件(12)，為了將空氣和氧氣強制排出，所述封閉件的內部也充有氮氣、優選地充有自至少一個配量噴嘴或噴嘴開口(14)產生的氮氣。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在用氮氣填充容器(2)的頂部空間之后，容器封閉件(12)首先以如下方式放置在特定的容器(2)上，以使得盡管所述容器封閉件固定在容器口(2.1)的區域中，但是仍有可能進一步泄漏蒸發的氮氣并因而進一步將空氣和氧氣從頂部空間強制排出，并且僅在所述定時移動的進一步的移動階段之后在密封位置或站(11)將容器封閉件(12)最終固定在容器(2)上。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，至少用氮氣填充容器以及對填充的容器的密封、優選地還有對容器(2)的填充在滅菌室(9)中實現，所述容器(2)或至少所述容器的容器口(2.1)允許 進入所述滅菌室中。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，對所述容器(2)的填充和密封與用氮氣填充所述容器的頂部空間、以及如果適用的話與用氮氣填充容器封閉件(12) —起分別在多個平行的移動路徑(4)上實現。
7.一種用填料、優選地用液體填料對容器(2)填充和密封的線性設備，其中容器(2)在至少一個移動路徑(4.1)上借助線性運輸器(4)以定時移動的方式至少移動經過用于填充和密封所述容器(2)的部段(6、7)，其特征在于，在所述至少一個移動路徑(4.1)上的所述容器(2)或容器口( 2.1)的移動路徑上方設置至少一個配量噴嘴或噴嘴開口( 14)以便將氮氣、優選液氮配量供應到填充的容器(2)的頂部空間中，并且所述至少一個噴嘴定位成使得在容器(2)定時移動的移動階段期間允許氮氣進入特定的頂部空間。
8.根據權利要求7所述的線性設備，其特征在于，所述至少一個配量噴嘴或噴嘴開口(14)關于容器運輸方向(B)在填充站(18)之后并在封閉件傳送站(10)之前、優選地與封閉件傳送站(10)有一定距離地設在移動路徑(4.1)上，所述距離最多等于、但優選地小于運輸器(4)定時移動的移動步幅長度。
9.根據權利要求7或8所述的線性設備，其特征在于，所述配量噴嘴或噴嘴開口(14)的軸線(DA)與容器運輸方向(B)圍成一銳角(α )、即小于90°的角(α )，所述銳角沿與容器運輸方向B相反的方向打開。
10.根據前述權利要求中任一項所述的線性設備，其特征在于，所述至少一個配量噴嘴或噴嘴開口( 14)由氮氣配量站(15)的噴嘴頭(16)形成，并且噴嘴頭(16)的形成至少一個配量噴嘴或噴嘴開口(14)的通道(16.1)也相對于容器運輸方向(B)斜置。
11.根據前述權利要求中任一項所述的線性設備，其特征在于，將所述配量噴嘴或噴嘴開口(14)布置在如下高度處，該高度低于在封閉件傳送站(10)的封閉件供應位置或封閉件供應站(10.1)處布置所述容器封閉件(12)的高度。
12.根據前述權利要求中任一項所述的線性設備，其特征在于，所述封閉件傳送站 (10)設計成用于松弛地施加或松弛地固定所述容器封閉件(12)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的線性設備，其特征在于，還包括滅菌室(9)，所述容器(2)或至少所述容器口(2.1)在所述滅菌室中移動。
14.根據權利要求13所述的線性設備，其特征在于，在所述滅菌室(9)中容納有在對容器(2)填充和密封期間直接與容器(2)相互作用的功能件并且還容納有至少一個配量噴嘴或噴嘴開口( 14)或者配量頭(16)的具有配量噴嘴或噴嘴開口( 14)的那部分，并且所述封閉件傳送站(10)、密封站(11)以及氮氣配量站(15)的剩余部件或功能件設在所述滅菌室(9)以外。
15.根據權利要求13或14所述的線性設備，其特征在于，具有如下器具，所述器具利用至少一種氣態和/或蒸汽和/或液體清潔和/或滅菌媒介對至少滅菌室(9)以及布置在該室中的功能件清潔和/或滅菌，例如設置用于供應和/或去除至少一種清潔和/或滅菌媒介的裝置以便在清潔和/或滅菌操作后，所述裝置至少能從如下移動區域移出，所述容器(2)在填充和密封操作期間在該移動區域中移動。
【文檔編號】B65B31/04GK103648912SQ201280033258
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月2日 優先權日:2011年7月5日
【發明者】T·尼爾 申請人:Khs有限責任公司