用于包裝產品的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于包裝產品的設備和方法。根據某些方面，本發明涉及用于在受控氣氛下或在真空下包裝產品的設備和方法。根據其他方面，本發明涉及用于產品貼體包裝(skin packaging)的設備和方法。
【背景技術】
[0002]塑料容器通常用于食物包裝以及用于廣泛多種其他物品，其中例如通過施加熱量以將塑料蓋粘合到容器。
[0003]為了包裝產品，尤其是食物產品，過去已開發了真空包裝。
[0004]在已知的真空包裝方法當中，通常使用真空貼體包裝來包裝食物產品，諸如新鮮與冷凍的肉類和魚類、奶酪、經處理的肉、即食餐等。真空貼體包裝例如在FR I 258 357.FRI 286 018、AU 3 491 504、US RE 30 009、US 3 574 642、US 3 681 092、US 3 713 849^ US4 055 672和US 5 346 735中進行描述。
[0005]真空貼體包裝基本上是熱成形方法。具體來說，典型地將產品放置在剛性或半剛性支撐件(諸如托盤、碗或杯子)上。將上面放置有產品的支撐件放在真空室中，在真空室中，加熱通過真空固持在支撐件上放置的產品上方的位置中的熱塑性材料膜以使其軟化。隨后將支撐件與膜之間的空間排空，且最后釋放膜上方的真空以致使膜在產品周圍向下懸垂且密封到支撐件的未被產品覆蓋的表面，從而在產品周圍且在支撐件上形成緊密表皮。
[0006]US 2005/0257501公開了用于包裝布置在托盤中的產品的機器。所述機器具有用于支撐托盤的下部工具和具有切割裝置的上部工具。在操作期間，沿包圍托盤的邊緣夾緊膜，且由上部工具使膜在延伸遠離產品的方向上變形。隨后將包圍產品的空間排空，密封膜和托盤的邊緣，且隨后由切割裝置切割膜。
[0007]關于由US 2007/0022717和US 2005/0257501公開的機器，借助于設置在上部工具上的切割裝置，將膜切割成由上部工具和下部工具形成的室內的托盤的大小。首先，不利的是，這需要提供相當復雜且笨重的上部工具。此外，不利的是，這還需要相對于支撐件的大小提供過量膜，所述過量膜是在包裝方法期間或結束時從包裝物切割且拋棄的。實際上，膜呈纏繞在輥上的連續薄片的形式(如US 2005/0257501的圖3中所示)。因此，需要過量膜來允許從輥中拉出膜且使其在所支撐的產品上方固持在適當位置。另外，在US2007/0022717中，在每次循環時包裝一個以上產品裝載支撐件(S卩，兩個)，以使得在相鄰支撐件之間也存在過量膜。
[0008]DE102006022418公開了一種設備，其中密封膜被切割成一定大小且固定到密封站內部的托盤的上部輪緣。這種解決方案需要密封站的相當復雜的設計，以便主控且操作切割刀片。此外，需要過量膜以允許膜的密封和切割。此參考文獻中此外所描述的提供了通過托盤側壁上的閥或通過密封膜與托盤上部輪緣之間的間隙進行操作的小管。
[0009]W02011/012652示出用于包裝托盤中的產品的設備。機器包括第一膜轉移板，第一膜轉移板被配置用于固持膜薄片、加熱膜薄片、將膜薄片帶到上面布置有產品的托盤上方的位置，且將膜薄片氣密地固定到托盤。還存在第二膜轉移板。如同第一膜轉移板，第二膜轉移板被配置用于固持膜薄片、加熱膜薄片、將膜薄片帶到上面布置有產品的托盤上方的位置，且將膜薄片氣密地固定到托盤。在機器的第一操作步驟期間，第一膜轉移板固持第一膜薄片且加熱第一膜薄片，而第二膜轉移板釋放第二膜薄片，由此允許將第二薄片拉入第一托盤中；且在機器的第二操作步驟期間，第二膜轉移板固持第三膜薄片且加熱第三膜薄片，而第一膜轉移板釋放第一膜薄片，由此允許將第一膜薄片拉入第二托盤中。機器進一步包括適用于圍繞其軸線X旋轉的旋轉圓柱，第一膜轉移板和第二膜轉移板連接到旋轉圓柱，以使得當旋轉圓柱圍繞其軸線X旋轉時，第一膜轉移板和第二膜轉移板的位置交換。真空布置允許從膜薄片(由第一膜轉移板或由第二膜轉移板定位)下方的托盤內通過托盤中存在的一個或多個孔移除空氣。膜轉移板被配置成釋放膜薄片，由此允許在真空布置從托盤內移除空氣的同時將膜薄片拉入托盤中。這種解決方案已使得能夠顯著地節省膜材料，但要求在將膜密封到托盤之前將膜切割成一定大小。
[0010]除了以上解決方案以外，還已開發了包裝設備，其中托盤是由塑料材料的連續底部網狀物內嵌式地形成。內嵌式形成的托盤在填充有適當產品之后由連續頂部膜密封。隨后，多個密封托盤由位于密封站下游的切割機縱向地(以及如果必要的話，橫向地)分離。在這種設備中，底部網狀物對應于其縱向側邊緣而穿孔。這樣做是為了形成孔隙，這些孔隙允許在將頂部膜固定到托盤之前對應于密封站而從托盤中移除空氣。此外，具備抓持構件的鏈條從托盤形式時開始引導底部網狀物自始至終沿其路徑一直到最終分離。穿孔的側邊緣被從托盤移除且導致網狀物和膜材料產生不可忽略的廢棄物。
[0011]EP0293794 BI公開了包裝設備，其中使由鏈條輸送的塑料包裝材料的連續薄片形成為裝載有產品且以兩個并排的行而布置的杯形容器。通過連續容器對之間的塑料切割出排空開口:切口位于連接兩個連續托盤的橫向輪緣的中間且在橫向加工方向上延伸。將塑料包裝材料的第二連續網狀物鋪設在第一網狀物上以覆蓋所填充的容器且由此形成包裝物。密封站的適當設計允許從托盤中經由開口收回氣體且隨后完全地密封托盤。這種解決方案要求通過足夠大小的橫向輪緣而分離縱向相鄰托盤，因而產生材料廢棄物。請注意，如果與開口有關的托盤輪緣最終沒有得到修整，那么所包裝的托盤還可以呈現具有相當不規則的形狀的輪緣。
[0012]DE 2161465示出包裝設備，其中托盤是由引導到密封站的下部連續塑料網狀物連續地形成。頂部密封膜被縱向地切割且應用于托盤的行。縱向切口實現空氣收回，且在收回空氣之后，最終在包裝組裝件處被密封。請注意，在實際密封到托盤之前縱向地切割頂部膜可能會損害準確地引導頂部膜的能力且一定會增加密封操作的復雜性。
[0013]在這種情況下，本發明的目的是提供其中內嵌式地形成托盤且同時使包裝材料的拋棄最小化的方法和設備。
[0014]另一個目的是提供能夠恰當地引導托盤和密封膜以便減少(如果不能避免的話)密封膜錯誤地定位到托盤上的問題的方法和設備。
[0015]此外，本發明的輔助目的是設想對于貼體包裝來說以及對于氣調包裝來說都可以靈活地操作的方法和設備。
[0016]本發明的另一個目的是設想用于使用可熱收縮膜或非可熱收縮膜來包裝產品的方法和設備。
【發明內容】
[0017]上述目的中的一者或多者是實質上通過根據隨附權利要求中任一項所述的方法和設備而實現。在下文中公開本發明的方面。
[0018]第一方面涉及一種用于包裝托盤中的產品(P)的設備，所述設備包括:
-支撐框架，所述支撐框架界定操作路徑；
-網狀物供應組合件，所述網狀物供應組合件與所述支撐框架相關且被配置成供應呈塑料網狀物形式的塑料前體(precursor body)；
-驅動組合件，所述驅動組合件由所述支撐框架承載且被配置用于使至少所述前體在加工方向(MD)上沿操作路徑移動；
-成形站，所述成形站定位在所述操作路徑上且被配置成接納呈所述塑料網狀物形式的所述前體并在其中形成數個空腔；
-膜供應組合件，所述膜供應組合件被配置成供應塑料膜；
-包裝組合件，所述包裝組合件也沿所述操作路徑定位且被配置成接納所述塑料膜和所述前體，其中所述包裝組合件也被配置用于固定所述塑料膜以閉合所述托盤形元件的頂部開口 ；
-分離組合件，所述分離組合件沿所述包裝組合件下游的所述路徑定位且被配置用于至少橫向地分離所述閉合托盤形元件并形成閉合托盤；
-切割工具，所述切割工具對應于所述網狀物供應組合件與所述包裝組合件之間所包括的預定義路徑的區而作用在所述前體上，所述切割工具被配置用于在所述前體中形成通
□O
[0019]在根據第一方面的第二方面中，所述成形站被配置成接納呈所述塑料網狀物形式的所述前體且在其中形成數個空腔，所述數個空腔被定位和成形為使得在所述成形站下游，所述前體包括:
?相鄰托盤形元件的一個或多個縱向行，
?橫向地限定托盤形元件的每一行的縱向帶，
?縱向地限定且連續地結合同一縱向行的相鄰托盤形元件的橫向帶，所述橫向帶和所述縱向帶還限定所述托盤形元件的頂部開口且在多個交叉區域處相互交叉。
[0020]在根據先前方面中任一項的第三方面中，所述切割工具被配置和定位成對應于所述托盤形元件中的每一者的側壁而形成一個或多個所述通口。
[0021]在根據從第二方面到第三方面的先前方面中任一項的第四方面中，所述切割工具被配置和定位成對應于所述縱向帶與所述橫向帶之間的多個所述交叉區域而形成一個或多個所述通口。
[0022]在根據先前方面中任一項的第五方面中，所述設備包含控制單元，所述控制單元被配置和連接以操作至少所述驅動組合件、所述成形站、所述包裝組合件和所述切割工具。
[0023]在根據從第二方面到第五方面的先前方面中任一項的第六方面中，所述成形站被配置用于形成具有托盤形元件的兩個或更多個平行行的所述塑料前體。
[0024]在根據前一方面的第七方面中，所述托盤形元件中的每一者具有由所述托盤形元件的兩個縱向側壁和兩個橫向側壁界定的實質上矩形頂部開口。
[0025]在根據前一方面的第八方面中，所述橫向帶與所述縱向帶垂直地交叉，從而限定所述矩形頂部開口，以使得所述交叉區域對應于所述托盤形元件的拐角區而定位。
[0026]在根據從第二方面到第八方面的先前權利要求中任一項的第九方面中，所述切割工具被定位用于作用在所述塑料前體上且被配置用于在多個所述交叉區域處形成所述通
□O
[0027]在根據前一方面的第十方面中，其中切割工具被配置成對呈從所述塑料前體移除的切口部分的形式的所述通口進行成形。
[0028]在根據先前兩個方面中的一者的第十一方面中，所述切割工具被配置用于通過對應于同一行的兩個縱向相鄰托盤形元件之間的中線而移除橫向帶的一部分來形成每個切口部分。
[0029]在根據先前三個方面中任一項的第十二方面中，所述切割工具被配置和定位成使得所述切口部分中的每一者對稱地定位在兩個相鄰托盤形支撐件之間。
[0030]在根據先前四個方面中任一項的第十三方面中，所述切割工具被配置和定位成使得所述切口部分中的每一者呈以下各項中的一者的形狀:
?由三個直邊或弧形邊限定的三角形孔隙，以及 ?由四個直邊或弧形邊限定的四角形孔隙。
[0031]在根據先前五個方面中任一項的第十四方面中，所述切割工具被配置和定位成使得在所述交叉區域的中心處形成呈由四個直邊或弧形邊限定的四角形孔隙的形狀的對應切口部分。
[0032]在根據先前方面中任一項的第十五方面中，所述包裝組合件包含:
-下部工具，所述下部工具包括預定數量的支座，所述支座各自被設計用于接納所述托盤形元件中的至少一者，以及
-上部工具，所述上部工具面向所述下部工具且被配置用于與所述下部工具協作，以將所述塑料膜固定到定位在所述支座中的至少一個托盤形元件。
[0033]在根據先前方面中任一項的第十六方面中，其中所述包裝組合件還被配置用于緊密地固定所述塑料膜以閉合所述托盤形元件的所述頂部開口，且包含:
-下部工具，所述下部工具包括預定數量的支座，所述支座各自被設計用于接納所述托盤形元件中的至少一者，以及
-上部工具，所述上部工具面向所述下部工具且被配置用于與所述下部工具協作，以將所述塑料膜固定到定位在所述支座中的至少一個托盤形元件，并密封地閉合所述相應頂部開口，從而形成一個或多個閉合托盤形元件。
[0034]在根據先前兩個方面中任一項的第十七方面中，所述設備包括至少一個主致動器，所述主致動器在所述上部工具和所述下部工具中的至少一者上是有效的(active，或為“起作用的”)。
[0035]在根據前一方面的第十八方面中，其中控制單元被配置成操作所述主致動器，以使得所述上部工具和所述下部工具在打開位置與閉合位置之間移位，在所述打開位置中，所述上部工具與所述下部工具隔開且形成允許將所述托盤形元件定位在所述支座中以及將所述塑料膜定位在所述托盤形元件上方的間隙，在所述閉合位置中，所述上部工具和所述下部工具緊靠且彼此相互作用以便將所述塑料膜密封地固定在位于所述包裝組合件中的所述一個或多個托盤形元件上方。
[0036]在根據先前四個方面中任一項的第十九方面中，所述上部工具包括用于對應于所述上部工具的面向所述下部工具的有效表面而固持所述塑料膜的一部分的構件。
[0037]在根據前一方面的第二十方面中，用于固持的所述構件包括由所述控制單元/控制單元控制的真空源，所述控制單元被配置用于激活用于固持的所述構件且致使所述有效表面接納并固持所述塑料膜的所述部分。
[0038]在根據先前六個方面中任一項的第二十一方面中，所述上部工具呈現平坦的有效表面，所述表面面向所述下部工具且被配置用于接納需要固定到所述下部工具中所主控的所述托盤形元件上的所述塑料膜的一部分。
[0039]在根據從第十五方面到第二十方面的先前方面中任一項的第二十二方面中，所述上部工具呈現圓頂形有效表面，所述表面面向所述下部工具且被配置用于接納需要固定到所述下部工具中所主控的所述托盤形元件上的所述塑料膜的一部分。
[0040]在根據先前兩個方面中任一項的第二十三方面中，其中加熱構件與所述上部工具相關且由控制單元/所述控制單元控制，所述控制單元被配置用于控制所述加熱構件以使得所述上部工具的所述有效表面至少達到包括在150°C與260°C之間，任選地在1800C -240°C之間，更任選地在200°C _220°C之間的溫度。
[0041]在根據從第十五方面到第二十三方面的先前方面中任一項第二十四方面中，所述下部工具呈現數個底壁部分和從所述底壁部分中的相應底壁部分顯露的數個側壁部分，以界定所述數個支座，且其中所述側壁部分中的一者承載至少一突出部，所述突出部被定位和配置成使得當所述托盤形元件定位在所述下部工具的所述相應支座中時，每個突出部插入到定位在所述交叉區域中的一者中的相應通口中且在所述托盤形元件上方在所述圓頂形有效表面的方向上突出。
[0042]在根據先前方面第十五方面到第二十四方面中任一項的第二十五方面中，所述設備具有真空布置，所述真空布置連接到所述下部工具且被配置用于從所述托盤形元件的內部移除氣體，所述真空布置包括至少一個真空源和將所述通口連接到所述真空源的至少一個排空線路。
[0043]在根據先前方面中任一項的第二十六方面中，控制單元或所述控制單元被配置成控制所述真空布置以至少在所述上部工具和所述下部工具處于所述閉合位置中時收回氣體。
[0044]在根據先前方面第十五方面到第二十六方面中任一項的第二十七方面中，所述設備具有受控氣氛布置，所述受控氣氛布置連接到所述下部工具且被配置用于將氣體流注入到所述托盤形元件的內部中，所述受控氣氛布置包括至少一個注入裝置和將所述通口連接到所述注入裝置的至少一個注入線路。
[0045]在根據先前方面中任一項的第二十八方面中，控制單元或所述控制單元被配置成控制所述受控氣氛布置以至少在所述上部工具和所述下部工具處于所述閉合位置中時注入所述氣體流。
[0046]在根據前一方面的第二十九方面中，所述受控氣氛布置被配置成注入氣體或氣體混合物，所述氣體或氣體混合物包含的隊、02和CO 2中的一者或多者的量與在處于20°C和海平面(I大氣壓)的氣氛中所存在的這些相同氣體的量不同。
[0047]在根據前一方面的第三十方面中，所述設備包括所述真空布置和所述受控氣氛布置兩者，且所述控制單元被配置成控制所述受控氣氛布置以在從激活所述真空布置起的預定延遲之后或在所述托盤形元件的內部已達到預定真空水平之后開始注入所述氣體流。
[0048]在根據前一方面的第三^^一方面中，所述控制單元被配置成控制所述受控氣氛布置以在所述氣體收回仍在進行中的同時開始注入所述氣體流。
[0049]在根據先前五個方面中任一項的第三十二方面中，所述控制單元被配置成操作所述真空布置以用于在所述托盤形元件的內部移除氣體，且產生壓力包括在O毫巴(mbar)與300暈巴之間，優選地在50暈巴與300 _巴之間，更優選地在100暈巴與250暈巴之間的真空水平。
[0050]在根據先前方面中任一項的第三十三方面中，所述支座中的每一者是由底壁部分和從所述相應底壁部分顯露的側壁部分限定，且其中所述至少一個排空線路和/或至少一個注入線路通往:
-界定在每個支座的所述側壁部分中且通向所述支座的內部的第一凹槽，和/或 -界定在每個支座的所述底壁部分中且通向所述支座的內部的第二凹槽。
[0051]在根據先前方面中任一項的第三十四方面中，所述驅動組合件包含第一有效部分，所述第一有效部分在所述操作路徑的兩側上定位在所述包裝組合件下游且被配置成抓持在所述包裝組合件下游縱向地延伸的所述前體的縱向部分的縱向側邊界。實際上，所述前體的寬度大于所述塑料膜的對應部分的寬度，以使得所述第一有效部分接合所述前體但不直接接合所述塑料膜的所述縱向側邊界，所述塑料膜基于所述塑料膜在所述包裝組合件下游固定到所述前體地事實而由所述前體拉動。所述驅動組合件被配置成使得所述前體和所述塑料膜的所述縱向側邊界對應于所述包裝組合件是自由的且不由所述驅動組合件的任何部分接合。這意味著所述第一有效部分和任何其他驅動構件都不對應于所述包裝組合件而抓持所述前體和所述塑料膜的所述縱向側邊界。
[0052]在根據前一方面的第三十五方面中，所述驅動組合件被配置成使得所述前體的所述縱向側邊界對應于所述切割工具是自由的且不由所述驅動組合件的任何部分接合。這意味著所述第一有效部分和任何其他驅動構件都不對應于其中所述切割工具進行操作的區而抓持所述前體的所述縱向側邊界。
[0053]在根據從第一方面到第三十三方面的先前方面中任一項的第三十六方面中，所述驅動組合件包含第一有效部分，所述第一有效部分在所述操作路徑的兩側上定位在所述包裝組合件下游且被配置成抓持在所述包裝組合件下游縱向地延伸的所述塑料膜的縱向部分的縱向側邊界:實際上，所述塑料膜的寬度大于所述前體的對應部分的寬度，以使得所述第一有效部分接合所述塑料膜但不直接接合所述前體的所述縱向側邊界。所述驅動組合件還被配置成使得所述前體和所述塑料膜的所述縱向側邊界對應于所述包裝組合件是自由的且不由所述驅動組合件的任何部分接合。這意味著所述第一有效部分和任何其他驅動構件都不對應于所述包裝組合件而抓持所述前體和所述塑料膜的所述縱向側邊界。
[0054]在根據前一方面的第三十七方面中，所述驅動組合件被配置成使得所述前體的所述縱向側邊界對應于所述切割工具是自由的且不由所述驅動組合件的任何部分接合。這意味著所述第一有效部分和任何其他驅動