专利名称：用液体产品对包装进行无菌灌装用的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用液体产品向中空包装中的无菌灌装，特别是，涉及饮料向PET瓶中的无菌灌装。
背景技术：
目前，人们越来越倾向于对于微生物腐坏高度敏感的产品。这些生物敏感的产品包括即饮饮料，例如，茶、咖啡及内含果蔬汁(“保健概念”)的饮料。即使是水，也可以是生物敏感的，特别是，如果当水是不起泡的(即，未充二氧化碳气的)或者具有高含量的钙/镁盐时，这些钙/镁盐常常被认为是有利于健康的。
对于对生物高度敏感的产品的填充过程，在闭合的包装内必须实质上避免所有微生物的污染的痕迹。对于瓶和罐，这通常借助3个基本方法来达到热罐装法，灌装后加热杀菌法和无菌灌装法。在加热罐装法的情况下，在灌装之前将产品加热，用热的产品灌装包装，使得产品的温度上升到足以确保包装和产品的无菌状态，一直到包装被最后封装为止。在灌装后加热杀菌法的情况下，将灌装好并密封的包装加热足够的时间，以便将其内装物杀菌，这种杀菌通常在一个隧道式巴氏灭菌器中进行。在无菌灌装法的情况下，将产品、包装和灌装设备分别单独杀菌，在环境温度和保持无菌的环境下进行灌装。
无菌灌装不要求提高温度，因此，对于产品本身以及对热敏感的包装而言是更稳定的。将某些产品经受热罐装法和灌装后加热杀菌法所需的时间期间的高温度会影响产品的稳定性，并引起味道变差(常常表现出一种“煮过的”、“烧焦的”，或者“不新鲜的”味道，通常比较微弱，但是可以察觉的)。此外，由于材料的固有的温度敏感性，某些塑料包装对热罐装法和灌装后加热杀菌法设置了严格的限制。
尽管无菌灌装法的上述很多优点应用于金属罐和玻璃瓶，但它们特别用于PET瓶，因为它们是高度热敏感的。例如，适合于热处理的PET瓶不仅昂贵，而且不能接受某些产品(例如，茶、咖啡)所需的高的灭菌温度。但是，PET瓶是一种方便而且具有吸引力的包装，并且可以推进生物敏感的产品的销适性。因此，低成本和更稳定的无菌灌装法可以成为这种产品的重要的营销手段。
更详细地说，无菌灌装牵涉到在环境温度的灌装，同时确保最后包装好的产品的微生物含量足够低，以便保证无菌的包装产品。用于饮料包装(罐或瓶)的无菌灌装的现行的方法，牵涉到保持一个无菌的灌装空间。无菌灌装空间通过保持围绕灌装机和封口机的整个环境在无菌的空气覆盖层(“无菌室灌装”)之下达到，或者，通过围绕关键的机器部分和与之相关的辅助设备及传送装置保持一个无菌空气覆盖层来达到。原则上，这意味着或者围绕整个机器保持无菌环境，或者，将机器的一些部分保持在无菌的环境，在机器的这些部分，产品或者未密封的包装，向该环境敞开。
保持一个无菌的灌装空间或者一个无菌室，要求特殊的设备和操作者的特殊训练(远远超过工业中的普通标准)，并牵涉到产品风险，因为灌装环境的无菌性的丧失既不是很快的，也不是很容易检测到。此外，很难保持不与产品接触的部分的无菌性，特别是，运动部分的外部，例如，轴、马达等。由于设备和特殊的灌装生产线的高成本，并且由于增加运送距离(因为这种特殊的灌装生产线必然很少)，保持无菌空间导致很高的成本。现有的灭菌方法，不允许周期性地转换到在传统的、非无菌灌装生产线的无菌灌装，从而，通过确保更好的生产线的利用和小的运送距离，在某些情况下，这可以是有利的。
作过一些努力，改变包装本身，以便更加容易地进行无菌灌装。在制药工业中，薄膜或者“隔膜”的应用是很普遍的，并将这种薄膜用于避免在灌装过程中包装内部的微生物污染。
例如，Shaw(U.S.Patent Numbers 3,245,200；3,382,642；3,299,603和3,637,102)以及Py(U.S.Published Patent Patent Number2002/0023409 A1)将一个薄膜放置在容器口上，并用一个环形套圈将其压住，保持薄膜的顶表面显露在外。然后借助外部的非侵入性的手段(例如，γ射线)将薄膜/容器组合灭菌，并用双中空针穿孔用于灌装。然后Shaw盖上套圈以便封闭其顶部环带，在盖与穿孔的薄膜之间留下一个间隙。Py通过利用激光将所穿的孔熔融，把薄膜重新密封。通过利用针经过薄膜抽取包装的内装物将其腾空，这适合于医生作手术，但是不适合于普通的消费者，普通消费者需要简单易于使用的盖。Shaw和Py所使用的灌装方法，用于他们的专门用途，并且只适用于灌装针，不适合用于像饮料瓶和罐这样的消费用包装的高速设备所需要的灌装装置。同时，利用γ射线进行灭菌在饮料工厂是很困难的，并且从某些消费者认知的观点出发，这也是一种很可疑的作法。
薄膜系统也已被用于柔性容器(例如袋)的无菌灌装。一个例子是Kruger(U.S Patent Number 5,382,406)，他将注意力集中在医药用的小的袋子的灌装。进一步的例子是Davi/Rica(U.S.Patent Numbers4,445,550和4,494,363)，Anderson(U.S.Patent Numbers 4,805,378和4,942,716和European Patent Numbers 0 072 699；0 236 107和0 271242)以及Llliger(U.S.Patent Number 4,916,885)他们致力于散装袋的灌装。在这一组应用中，将一个含有薄膜的喷口热封在袋子的开口上，然后借助外部的非侵入性的手段(例如，γ射线)将薄膜/容器组合灭菌。一个含有灌装管的灌装头，将喷口的出口端封闭，利用无菌蒸气将薄膜和灌装头之间的微小的空间灭菌，然后，灌装管刺穿薄膜对袋进行灌装(在灌装过程中，无需排气设备，因为这是一个扁平袋)。
在灌装之后，Kruger在紧靠喷口的下方将袋的两侧压在一起，以便形成一个热封的接缝。Davis/Rica利用一个盖子将喷口的顶部热封，该盖子储存在灌装头内并被灭过菌。Aderson和Llliger通过在喷口的底部上包含一个被压在喷口上的折叶片，利用一个热封机经过袋壁将喷口的底部热封。原则上，所有这些都将注意力集中在同一个结果上一是将喷口顶部热封，另一个是将喷口底部热封，从而薄膜在灌装操作过程中不起着密封(或者重新密封)的作用，而是只简单地提供一个将包装预先非侵入性地预先灭菌的手段。
然而，这种袋灌装方法不能应用于刚性的容器中，此外，它们也不适合于用于消费品包装(例如饮料瓶和罐)的高速设备所需要的灌装装置。由所有所述的方法所形成的密封，实际是被密封的袋的一部分，只适合于特殊的用途，不适合于一个容易打开的消费品包装。如前面已经指出的，利用射线杀菌在一个饮料工场内将是很困难的，并且，根据某些消费者的认知，也是成问题的。
本发明的目的是，作为一个方法的一个完整的部分将薄膜应用于包装上，该方法可以用于刚性(例如，瓶子、罐)或者柔性的包装，并且只需进行很少的修改，就可以应用于现有的高速包装灌装技术，能够进行无菌灌装。本发明的另一个目的是能够采用在成本方面或者在使用者易于使用方面不是非常困难的封装。本发明的另一个目的是避免诸如γ射线等灭菌方法，这些灭菌方法不适合于饮料灌装环境，并且具有负面的消费者的认知。
发明的内容从而，本发明涉及一种适合易于进行无菌灌装的方法的包装，以及用于无菌灌装的方法和系统，避免了专门的机器和现有的无菌灌装系统对无菌空气空间的要求。本发明能够比较简单地使传统的非无菌灌装设备适合于无菌灌装。由于避免了在无菌空气覆盖层下的灌装的需要，所以，根据本发明的无菌灌装与通常的无菌灌装操作相比，可以由相对而言不很专业的操作人来进行。这具有降低设备和灌装成本以及更高的产品安全性的总的优点。还有一个可以使用非专用灌装生产线的优点，通过改变部件，以部分时间为基础，所述生产线既可以进行非无菌灌装，也可以进行无菌灌装。这提供了降低输送距离的可能性(因为它牵涉到非集中的灌装和更分散的灌装)，并增加生产线的利用率(因为更大的生产线的适应性)。
本发明可以用于灌装所有的具有开口的中空包装，所述包装包括罐和玻璃瓶，但是，对于PET瓶的灌装特别有利，因为这种瓶提出了严格的温度限制。本发明的另一个主要优点在于高度热敏感产品的包装，所述产品也是高度生物敏感的，因为，本发明对于微生物污染提供了更大的安全性。
本发明也涉及到柔性薄膜的使用，所述薄膜是以能够完全覆盖包装口的方式形成的。可以这样形成该薄膜，使得它可以打开，并允许诸如机器部件等固体物穿过该开口并通过该开口突出，但是，此外，当固体物被移走时，可以将其重新闭合。在薄膜的一个优选实施例中，允许固体物通过它的可能性，通过一个花瓣状的部分来达到，当固体物被移走时，所述花瓣状部分，相互紧密地配合一起，并且反弹回来，相互重新密封。
可以在将瓶子杀菌之前，将薄膜安装到包装口上。然后，在整个杀菌、灌装和加盖阶段，该薄膜可以保持在其位置上，最后可以将盖放置在该薄膜的顶部。从而，薄膜可以变成盖内的插件，并被固定到该盖上。该薄膜可以代替盖的通常的密封混合物，当消费者打开包装时，可以和盖一起将其去掉。
由于优选在将薄膜安装到包装的嘴上之后进行杀菌，所以薄膜可以在其内部俘获杀菌介质的蒸气，从而，即使通过普通(即，未消毒的)灌装室的空间输送该包装，也可以保持包装内部的无菌状态。在灌装机处，来自于灌装机用料桶的消毒空气气流(或者惰性气体)可以取代所述杀菌介质。在离开包装时，被取代的杀菌介质可以越过灌装阀的包括产品的部分，从而在灌装开始之前，将它们杀菌。在灌装之后，薄膜可以在包装内保持一个消毒空气(或者惰性气体)的顶部空间，同时，可以将包装通过一个未消毒的空间输送到封口机。
总起来说，即使将包装在一个未消毒的空间内输送，薄膜也可以允许包装俘获并保持一种无菌的内装物。由于在灌装之前，空的包装可能携带杀菌介质，这不仅将其保持无菌状态，而且还提供一种将灌装阀接触的部分杀菌的手段。在包装可以连同产品和一个消毒的顶部空间离开的灌装机的后面，尽管将包装通过一个未消毒的空间输送到封口机，也可以被俘获该消毒的顶部空间，并被薄膜所保持。
包装俘获并在其内部保持杀菌状态的能力避免了传统上在围绕机器的整个部分保持灭菌空气环境的需要，并且从设备和过程控制的观点两个方面简化了工艺过程。这是因为像传统的系统中所要求的那样，在整个机器部分保持一个无菌的空气向环境，导致高的成本并需要专门的操作者的技巧。通过避免传统无菌灌装系统所要求的复杂性，成本和操作者的训练，上面所描述的方法和原理实现了发明的目的，因为无需再围绕整个机器保持一个无菌空气覆盖层，由于每一个瓶子在通过所有的灌装阶段的过程中，可以带有一个内部无菌状态。进而，由于只牵涉到传统灌装设备的相对比较简单的修改，所以，该方法能够以部分时间为基础地应用在生产线上，该生产线也用来进行非无菌灌装，从而，潜在地可以缩短输送距离并提高生产线的利用率。
在一个方面，本发明包括一个含有灌装孔的包装和一个孔封闭装置，其中，孔封闭装置打开，以便提供一个比孔的面积约大10％的开口，并且，该孔封闭装置关闭，提供一个抗拒从外部污染包装的牢固的屏障，并且，在被机械地打开之后，所述装置重新密封。在一个实施例中，这种密封由一个足以充分俘获包装的蒸气含有物的装置提供。在另一个实施例中，该孔封闭装置是一个柔性薄膜。在另一个实施例中，该薄膜是一个弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。在另一个实施例中，柔性薄膜包括柔性扇形体。在另一个实施例中，柔性薄膜通过其弹性、形状或者它们的组合完成其打开和重新闭合的功能。在另一个实施例中，孔关闭装置包括一个自己重新闭合的折叶片。在另外一个实施例中，折叶片基本上相对于孔闭合装置的外部边缘密封。在另一个实施例中，折叶片充分地相对于包装孔的一个内膛密封。
在另一个方面，本发明包括一个包装，所述包装包含灌装孔和套在灌装孔上的柔性薄膜，所述柔性薄膜包含有柔性扇形体，其中，所述柔性扇形体适合于允许一个杀菌管和一个灌装阀通过，并允许以足够的密封重新封闭，以便当抽出杀菌管和灌装阀时，充分地俘获包装的蒸气含量。在一个实施例中，所俘获的蒸气是杀菌蒸气。在另一个实施例中，所述柔性薄膜适合于附着到一个用于包装的盖上。在另一个实施例中，该薄膜打开到大于灌装孔的面积的10％，以便容纳所述杀菌管和所述灌装阀。在另一个实施例中，薄膜是一个弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。在另一个实施例中，薄膜取代一个盖上的密封混化合物，该薄膜适合于粘附在该盖上。在另一个实施例中，该柔性扇形体具有适合于配合到一起或者相互交叠的边缘。在另一个实施例中，所述包装是塑料瓶。在另一个实施例中，所述包装是PET瓶。在另一个实施例中，所述包装是金属或塑料罐。在另一个实施例中，所述包装是玻璃瓶。在另一个实施例中，薄膜由多种材料构成。在另一个实施例中，所述包装是柔性材料，所述灌装孔是刚性材料。在另一个实施例中，所述包装由多种材料、分层材料或者涂层材料构成。在另一个实施例中，柔性扇形体适合于允许薄膜打开到大于灌装孔的面积的大约10％。在另一个实施例中，柔性扇形体适合于允许薄膜打开到大于灌装孔的面积的大约50％。在另一个实施例中，柔性扇形体适合于允许薄膜打开到大于灌装孔的面积的大约90％。
在再一个另外的方面，本发明包括一种无菌灌装一个包装的方法，所述包装具有内部、灌装孔、和套在灌装孔上的薄膜，所述方法包括以下步骤用杀菌蒸气灌装到包装的内部；将杀菌蒸气在包装的内部保持足够的时间，以便将该包装的内部杀菌；去掉一部分杀菌蒸气；用产品灌装该包装；将装有产品的包装的灌装孔加盖；其中，在本方法的所有步骤中，薄膜均位于灌装孔上面的适当位置。在一个实施例中，该方法进一步包括一个步骤，该步骤在用产品灌装包装之前允许足够量的杀菌蒸气退出包装，以避免影响产品的质量，其中，杀菌蒸气退出包装并对灌装装置的将与产品接触的部分进行杀菌。在另一个实施例中，薄膜是弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。在另一个实施例中，在灌装步骤中，薄膜打开到大于灌装孔的面积的约10％。在另一个实施例中，该方法进一步包括一个利用无菌空气取代杀菌蒸气的步骤，其中，无菌空气形成加盖的包装的顶部空间。在另一个实施例中，该方法进一步包括一个用惰性无菌气体取代杀菌蒸气的步骤，其中，惰性无菌气体形成加盖的包装的顶部空间。在另一个实施例中，该方法进一步包括一个将薄膜扇形体紧密地压在包装的内壁上的步骤，以便通过消除薄膜扇形体与包装的内部之间的间隙加速杀菌蒸气的置换。在另一个实施例中，该方法进一步包括一个步骤，该步骤允许在用杀菌蒸气灌装包装的步骤中杀菌蒸气从包装中退出，其中，退出包装的杀菌蒸气将该包装的外表面杀菌。在另一个实施例中，该方法在灌装步骤和加盖步骤之间进一步包括在非无菌气氛中输送该包装的步骤，其中，该包装的内部实质上保持没有微生物的污染。在另一个实施例中，该方法进一步包括利用液体将薄膜浸湿的包装，其中，浸湿的薄膜具有一个增强的防止污染进入的能力。在另一个实施例中，所述液体包括杀菌剂和增稠剂，以便增加液体的粘度。在另一个实施例中，该方法进一步包括加热包装的步骤，其中，加热增大了包装内的气体的内部压力，并且加强防止污染进入包装内的能力。在另一个实施例中，该方法利用适合于无菌灌装的传统的非无菌灌装设备完成。在另一个实施例中，部分时间利用该非无菌灌装设备进行无菌灌装。在另一个实施例中，该方法进一步包括在加盖步骤之前将薄膜的外表面杀菌的步骤。在另一个实施例中，将薄膜的外表面杀菌的步骤利用杀菌介质来达到，该杀菌介质具有一个有限的持续时间的杀菌效果。在另一个实施例中，将薄膜的外表面杀菌的步骤利用杀菌介质来达到，该杀菌介质在少量的情况下不会影响产品的质量。在另外一个实施例中，该方法进一步包括一个在每一个灌装步骤之后、利用热水漂洗灌装装置的与将要灌装的产品接触的部分的步骤。在另一个实施例中，该方法进一步包括一个在灌装操作之间对灌装装置的与将要灌装的产品接触的部分进行杀菌的步骤，所述杀菌步骤通过用含氯的水喷雾、通过紫外线、通过密封在杀菌蒸气中、或者它们的任意组合来进行。
在另外一个方面中，本发明包括一个用于无菌灌装包装的系统，所述包装具有灌装孔，所述系统包括盖在包装的灌装孔上面的薄膜；用杀菌蒸气灌装包装的内部用的机构；将杀菌蒸气在包装内保持足够时间以便将包装和薄膜的内部接触的部分杀菌用的机构；不必除去薄膜即可用产品灌装包装用的灌装装置；在用产品灌装之前从包装中除去足够量的杀菌蒸气用的机构，用以避免影响产品的质量，其中，杀菌蒸气退出该包装并对灌装装置的将与产品接触的部分杀菌；用于不除去薄膜而将包装加盖的机构。在一个实施例中，该薄膜是一个弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。在另外一个实施例中，一个支在弹簧上的插件取代灌装装置上的传统密封材料，并且在灌装机的部件插入的过程申，将薄膜保持在灌装孔上方的适当位置上。在另一个实施例中，该薄膜打开到大于灌装孔的面积的大约10％。在另一个实施例中，该支在弹簧上的插件与薄膜相结合，提供蒸气密封。在另外一个实施例中，该系统进一步包括通向并离开灌装装置的传送装置和用于灌装的机构，其中，传送装置部分地或者全部地装配有罩，所述罩含有杀菌蒸气以便将包装的外表面杀菌。在另一个实施例中，杀菌蒸气通过一个泄气阀(snifft-valve)被排出。
图1表示薄膜的一个实施例，表示出薄膜本身和安装在完成的瓶子上的两种情况。
图2表示该薄膜与灌装阀相结合的操作。
图3表示利用该薄膜的无菌灌装方法和系统的优选实施例。
图4表示薄膜的另一个实施例，表示出薄膜本身和安装在完成的瓶子上的两种情况，借此，薄膜的扇形体向包装的内部倾斜，以便于大的机器部件通过。
图5表示薄膜的一个实施例的另一个图示，表示出薄膜本身和安装在完成的瓶子上的两种情况，该薄膜没有扇形体，但是足够柔软，以便通过拉伸将其打开。
图6表示薄膜的另一个实施例，表示出薄膜本身和安装在完成的瓶子上的两种情况，该薄膜具有一个折翼活瓣，该折翼活瓣可以被退开并重新关闭支靠在该薄膜的外边缘上。
图7表示进一步的另外一个薄膜的实施例，表示出薄膜本身和安装在完成的瓶子上的两种情况，该薄膜具有一个折翼活瓣，该折翼活瓣可以被退开并重新关闭支靠在瓶子的制成品的内膛上。
具体实施例方式
虽然下面的附图和描述说明其中瓶子是无菌灌装容器的本发明的一个实施例，但是，熟悉本领域的人员应当理解，本发明的原理能够以相同的有利的结果简单地应用于罐和其它容器。
图1表示薄膜的一个实施例。薄膜1可以用适合的柔性及产品兼容性的材料制造，例如用适当级别的硅酮橡胶制造。在图1中，薄膜1可以具有一个外边缘2和一个包括多个扇形体4的内部部分3。扇形体4可以被多个唇缘5分开。唇缘5可以被设计成相互结合，以便是适当的气密性的。薄膜1可以安装到包装7的开口6上。
在图1中，将包装7作为一个瓶子表示出来，但是，类似的原理可以应用于罐和其它中空包装。在灌装之后，可以将一个盖8置于薄膜1的顶部。薄膜1优选地附着在开口6上，使得薄膜1下面描述的灌装过程中可以在保持在正确的位置上，直到加上盖8为止。这里，具有几个达到在薄膜1和开口6之间恰当的附着用的简单的机构。例如，可以将薄膜1成形，使之抓住开口6的内缘9，如图1所示。或者，薄膜1可以紧握开口6的外缘(未示出)。图4表示在薄膜1和开口6之间的牢固的附着的进一步的一个例子。
图2表示本发明的一个实施例，在该实施例中，薄膜1在一个反压灌装机(未示出)的灌装阀10内运转。支在弹簧上的插件11可以取代灌装阀10的通常的密封橡胶(未示出)，在传统上该灌装阀位于阀罩13的凹槽12内。在图2所述的实施例中，支在弹簧上的插件11包括一个套圈14，一个弹簧15和一个支在弹簧上的端面16。支在弹簧上的端面16可以向下压到薄膜1上，以便当灌装阀10的装填通气管17压迫薄膜1并通过薄膜突出时，将所述薄膜1保持就位，防止所述薄膜移动。套圈14可以压迫薄膜1使之远离装填通气管17，从而生成一个孔18。借助孔18，液体产品(未示出)可以进入包装7内。
图3表示与灌装生产线21相关的本发明的一个实施例的原理和工序。在步骤A，将薄膜1装配到包装7的开口6内。步骤A可以牵涉到一个机器(未示出)，优选地，该机器利用现代的拾取放置技术拾取薄膜1并将薄膜1放置到开口6上。当将包装7从外部供应源供应到灌装生产线21时，传统的作业是，在将所述包装进给到灌装生产线21之后，立即漂洗所述包装。在这种情况下，步骤A可以紧接在传统的漂洗机器(未示出)之后进行。或者，如果灌装生产线21是以吹瓶机或者其它传统的在线包装制造设备(未示出)开始的话，则步骤A紧接在所述吹瓶或者其它包装制造设备之后进行。因此，在步骤A之前，包装7在物理上是清洁的，但是，未对微生物进行过消毒的。
包装7可以借助传统的输送机(未示出)从步骤A被输送到随后的步骤B一直到G，当进行非无菌灌装时，灌装生产线21通常具有所述传统输送机。为了本发明的目的，输送机在步骤A和步骤D之间的部分，优选地用罩22封闭，至少是在所述步骤之间的一部分距离上。当通过步骤B和C输送包装7时，包装7可以通过罩22的内部。优选地，罩22具有一个入口部分23和一个出口部分24。所述部分23和24具有孔，优选地，所述孔相当好地与包装7的通过轮廓相一致，并被排气导管25连接到水环真空泵26上。水环真空泵26是传统的，并供水器27供水。
在步骤B可以通过薄膜1插入杀菌介质喷射管30和杀菌介质排出管31，从而所述两个管伸入到包装7的内部。可以用管子将杀菌介质32输送到杀菌介质喷射管30内。杀菌介质32可以是蒸气或者挥发性液体。在一个优选的实施例中，杀菌介质32是杀菌剂33的蒸气和无菌空气的混合物化合物，例如，过氧化氢的蒸气和无菌空气的混合物。
图3表示一个用于产生杀菌剂33和无菌空气35的混合物的典型的系统34，用于提供杀菌介质32。在系统34中，如图所示，未杀菌的空气36可以由风机37吹过空气加热器/冷却器38(将空气杀菌)，并吹入喷雾塔39。杀菌剂33可以用杀菌剂泵40向喷雾塔30的顶部流动，使得它向下流到喷雾塔39，同时将无菌空气(向上并逆流地流动)用杀菌剂33饱和。杀菌介质32可以从喷雾塔39退出，并在风机37产生的压力下流动。如这里所描述的，可以将杀菌介质32用管输送到需要它的无菌灌装过程的部分。系统34另外还提供一个单独的无菌空气流35，该无菌空气流也被用管输送到无菌灌装过程的适当的部分，如这里所描述的那样。
有几个传统的产生杀菌空气35和杀菌介质32的传统工艺过程。系统34只是为了更好地连结本发明的原理所给出的一个例子。对于熟悉本领域的人员来说，用于产生杀菌空气35和杀菌介质32的系统是众所周知的。
在步骤B，通过喷射管30进入的杀菌介质32，可以置换任何可能被俘获在包装7的内部的非无菌的空气20。其结果是，非无菌空气20与杀菌介质32的混合物从包装7通过杀菌介质排出管31排出。从包装7中被排出的非无菌空气20，可以和杀菌介质32混合，并变成被杀菌的。杀菌介质32会充满包装7，并将包装7的内部杀菌。当杀菌介质32从杀菌介质排出管31排出时，它可以充满罩22的内部空间40，从而，也将包装7和薄膜1的外部杀菌。包装7和薄膜1的外部的杀菌并不总是必须的，但是优选的，因为一个无菌的或者接近无菌的包装的外部帮助防止包装7内部的污染。
在步骤C，可以将包装7保持充满杀菌介质32状态所需的时间，以便确保完全无菌状态，同时被输送到步骤D。紫外线照射可以增进和加速在步骤D的杀菌过程。进入内部空间40的过剩的杀菌介质32，可以借助排气导管25用管道输送到真空泵26，在该处可以用供水器27混合，并被排出到排水管中。真空泵26可以向入口部分23和出口部分24上施加一个轻微的真空使得杀菌介质32不会逃逸到大气中。
步骤D和E是灌装步骤。在步骤D，可以用传统方式输送包装7并将其置于灌装阀10之下。然后用传统方式将包装7升起，薄膜1的顶部可以被压在支在弹簧上的插件11上。装填通气管17可以通过薄膜1突出，并且支在弹簧上的插件11可以生成一个孔18(见上面对图2的描述)。
在图3中，表示出了众所周知的传统的灌装阀的反压操作形式，它包括一个灌装机料桶44，它带有一个该灌装机料桶顶部空间45和灌装机料桶液体产品储存槽46。在灌装机料桶44的内部可以有通气管阀47、液体阀48和汽嘴49(通常采用滤网的形式)。灌装阀10的典型组合包括一个泄气阀(snifft-valve)50。如熟悉本领域的人员将会理解的，“泄气阀”是灌装装置中的元件的通用术语，它在灌装后提供包装内的压力的均衡。除上面描述的灌装阀的反压形式之外，在商业惯例中，也可以有其它形式的灌装阀10，但是，本发明不能理解为局限于任何特定形式的灌装阀。图3的目的只是表示出基本要素以及它们如何能够适合于本发明的无菌灌装方法。
通常，灌装阀10按下述方式操作。一旦包装7在灌装阀10的下方就位，通气管阀47会被打开。由于顶部空间45处在压力之下，空气会向下流到装填通气管17，并将包装7的内装物空间51加压。一旦内装物空间51于顶部空间45具有类似的压力，液体阀48就会打开，液体产品52会流过汽嘴49进入包装7，同时，在内装物空间51的空气会向上转移到顶部空间45内。当液体产品52达到通气管17的尖端水平时，通常内装物空间51可以不再排气，从而防止经由液体产品52的路径被汽嘴49排出。这时，液体产品52向包装7内的流动停止，因为空气不能进一步从内装物空间51内被排出，因此液体不能再进入。现在通气管阀47可以关闭。可以通过打开泄气阀50，将内装物空间51内剩余的压力释放。当泄气阀50开始释放包装7的内部压力时，液体阀48由于横过它产生的压力差而被关闭。当包装7的内部压力已经被完全释放时，可以将包装7从灌装阀510移开。
有很多商业上的灌装系统的变型，但是，所描述的操作包括了反压灌装机的基本要素，所述灌装机是用于罐和瓶子的最常见的灌装模式。本发明的一个方面，可以理解为将非无菌灌装设备(例如上面所描述的设备)向一种无菌灌装设备的一种修改。
在一个方面，本发明包括进行如下所述的修改的上面描述的商业上的灌装阀和灌装操作。首先，如在图1的描述中已经指出的，灌装阀10的传统的密封橡胶可以被支在弹簧上的插件11取代，并且灌装阀10可以被相对于薄膜1的顶面密封。可以向灌装机料桶顶部空间45提供无菌空气35，可以利用压缩机55将其引导到所需的压力。或者，可以从一个加压的气体供应源(未示出)用惰性气体充满顶部空间45，例如氮气，当液体产品52是对氧气腐坏敏感的情况下，这将是很有利的。
上面描述的灌装操作可以进行如下所述的修改以便满足本发明的无菌灌装的目的。当包装7被置于灌装阀10的下方的位置上时，泄漏阀50可以打开以便允许杀菌介质32从顶部空间45中被无菌空气35置换。直到杀菌介质32已被完全从包装7中置换出来为止，泄气阀50可以保持打开，因为，否则的话，痕量的杀菌介质32就会破坏液体产品52。退出的杀菌介质32与灌装阀10的接触部件(即，液体路径、气体路径/腔体和装填通气管17)接触并将其杀菌，在灌装开始之前，为灌装阀10的接触部分提供灭菌。
一旦杀菌介质32已经被置换出包装7，泄气阀50可以立即关闭，灌装可以按照传统的方式继续进行，如已经描述过的那样。步骤D表示当泄气阀52被打开时杀菌介质32的置换。可以利用一个泄气阀罩56，以便俘获退出的杀菌介质32并通过管道将其输送到真空泵26，以便避免其逃逸到大气中。
当包装7能够耐受外部压力的情况下，例如，在玻璃瓶的情况下，可以利用通常用于灌装啤酒的类型的灌装阀(未示出)以便加速杀菌介质32从包装7中的置换。这种形式的灌装阀，开始时可以在包装7的内部施加一个真空，从而加速杀菌介质32的移出。如果包装7是用塑料或其它柔性材料制造的，在包装7的内部施加一个真空可能是不实际的，但是，借助一个向下增大的流向装填通气管17的无菌空气35的气流(未示出)也可以加速杀菌介质32的置换，这可以通过增大装填通气管17的流动横截面来达到，或者，也可以通过增加顶部空间45内的压力来达到，也可通过两者来达到。但是，在步骤D中从包装17中加速除去杀菌介质32，最好是伴随着降低或者消除在灌装操作之间灌装阀10的接触部分的重新污染的措施，如下面将要进一步描述的那样。这是因为将杀菌介质32的除去具有附加的将灌装阀10的接触部分杀菌的作用，并且这种杀菌一般要求相当多的时间，这将存在额外的污染。
为了在步骤D利用退出的杀菌介质32加速灌装阀10的杀菌，在某些情况下，在每次灌装操作之后，需要利用热水漂洗灌装阀10和装填通气管17，以便除去痕量的液体产品。或者，含有杀菌剂、例如含有氯的水的漂洗，可以进行清洁、杀菌并减少重新污染的倾向。另外，优选地是，在从步骤E返回到步骤D时，为了灌装阀10提供一个罩(未示出)，并允许杀菌介质32流入所述罩内，因为，这也将在灌装操作之间减少或者消除灌装阀10的重新污染。作为进一步的一个选顶，在灌装阀10在灌装操作之间运动时，可以提供将紫外线指向灌装阀10的暴露部分。如上面所述，如果利用含氯的水对灌装阀10进行过漂洗的话，利用紫外线是特别有效的。
降低灌装阀10的接触部分的重新污染的其它手段包括在装填通气管17的基座内采用一个关闭底部的球阀(未示出)，当流动压力停止时(即，当装填通气管47关闭时)，该球阀关闭。这将在灌装循环之间显著地抑制非无菌的空气进入阀中。或者，当灌装阀10在步骤D中返回到灌装位置时，可以利用蒸汽清洗/消毒灌装阀10。
这些措施，在步骤D重新杀菌之前，可以降低灌装阀10的暴露部分的重新污染。这些附加的措施牵涉到的是对熟悉本领域的人员已知的标准设备，因此不再进一步描述。
如上面所指出的，优选地，在灌装开始之前，从包装7内有效地去掉痕量的杀菌介质32。杀菌介质32的除去较慢的一个区域，是被包装7与薄膜1的扇形体4之间的间隙19所限定的区域(见图2)。杀菌介质32从间隙19中的除去，可以被更大的流动紊流加速，所述更大的流动紊流可以通过流向装填通气管17的更大的气体流实现，如上面已经描述过的那样。另外一个加速间隙19内杀菌介质32的除去的手段，是增加薄膜1内的扇形体4的数目，因为，这将增加围绕着扇形体的流动紊流，并缩短杀菌介质32的置换的流动路线。加速除去间隙19内的杀菌介质32的进一步的一个手段是通过扩充套圈14的部分完全消除间隙19，所述套圈14压靠在薄膜1上，以便生成孔18。通过扩充套圈14，薄膜1的扇形体4可以紧密地压在包装1的壁上，从而间隙19实质上被消除(因此提供了为灌装生成一个更大的孔18的附加的优点)。将扇形体4压在包装7的壁上的套圈14的部分优选是穿孔的，以便避免产生一个在扇形体4与套圈14之间产生一个流动差的区域。
在图3中，步骤E表示灌装操作，这时液体阀48打开。在灌装的结尾，这将是步骤E的结尾，包装7内的剩余的内装物空间51可以被来自于顶部空间45的无菌空气35(或者惰性气体，如果用它代替无菌空气的话)所充满。
在步骤E中的灌装完成之后，可以用传统的方式将包装7输送到一个封口机(未示出)。在步骤F，传统输送机在灌装和封口之间的部分最好是装配有一个封口机前的罩60。在包装7在封口机前的罩60内通过时，可以利用介质喷雾器61向薄膜1的顶部上喷射杀菌介质32。端部部分62和63与包装7的经过轮廓紧密地适应，并被沿管道输送到真空泵26，如前面结合罩22所描述的那样。在封口机前面的罩60内的封口机前面的空间64变成由杀菌介质32充满，包装7和薄膜1的外部可以被重新杀菌。优选地，端部部分63尽可能地靠近封口机头，以便消除额外的重新污染进入封口机(未示出)。
在步骤G，一个传统的封口机可以将包装7加盖，薄膜1可以变成盖8的密封元件。可以在盖8内使用一种接触粘合剂(或者类似的方法)，以便将薄膜1结合到盖8的下侧。或者，可以在即将加盖之前，将热熔粘合剂涂敷到薄膜1的顶部，通过将薄膜1的顶面的杀菌、以及将其粘结到盖8上，这将是很有用的。除了当使用热熔胶时，可以在封口机头(未示出)的紧下方、在即将加盖之前，进行杀菌介质32的喷雾，以便在盖8最后加上之前确保薄膜1的顶部的无菌状态。由于一些杀菌介质32会被俘获在盖8与薄膜1之间，优选地，使用腐蚀性小、与饮料兼容的杀菌介质(杀菌介质32a)。例如，杀菌介质32a可以是轻微含氯的水，在薄膜刚刚从端部部分63出来、在封口机之前施加到薄膜上，因为含氯的水具有持久的杀菌效果。
在有些情况下，封口机前的罩60在步骤F完全可以被喷射适当的杀菌介质32a来代替，例如用含氯的水代替，在与非无菌的大气接触时可以保持无菌状态。
图4表示薄膜1的另外一个可供选择的实施例，这里表示为薄膜66。薄膜66可以具有多个向内倾斜的扇形体67，所述扇形体使得大型的灌装阀部件(例如，罐或瓶灌装阀部件)易于经过薄膜66通过。图4还表示将薄膜66附着到开口6上的另外一种可供选择的机构。可以开口6的顶部边缘68制成槽榫，以便提供一个内表面69。这可以放置一个锁紧环70，该锁紧环可以是薄膜66的一部分，以便不需要突出到开口6的外表面71之外。薄膜1或66的附着以一般的方式表示在图4中，其中，紧锁环70或者抓紧内表面69，或者简单地抓紧薄膜71(未示出)，使得扇形体67能够折回，在灌装过程中，直到所述扇形体与顶部边缘68接触为止，这提供了可能的最大的灌装孔。
图5表示薄膜1的进一步的一个可供选择的实施例，这里表示为薄膜75。薄膜75没有扇形体，并拉伸打开唇部76，由于用于薄膜75的材料的柔性和/或薄膜75的形状，足以使得灌装阀部件通过。通过将其返回到初始的形状，薄膜75可以重新闭合。
图6表示薄膜1的再一个可供选择的实施例，这里表示为薄膜80。薄膜80装有一个折翼活瓣81，该折翼活瓣相对于薄膜唇部82关闭并且用折翼活瓣铰链83柔软地铰接。薄膜80可以具有一个环形边缘84，它可以提供一个相对于盖8的密封，并且铰链83可以固定于其上。提供推开折翼活瓣81，灌装阀部件可以经过薄膜80突出，通过柔性地返回到其初始位置，折翼活瓣81可以重新关闭。
图7表示薄膜1的再一个可供选择的实施例，这里表示为薄膜85。薄膜85可以包括一个边缘86，该边缘可以提供一个相对于盖8的密封。一个臂87可以从边缘86上凸出到一个悬挂的折翼活瓣88上。悬挂的折翼活瓣88可以提供一个相对于包装7的开口6的内膛的密封。通过被灌装阀部件将其推开，悬挂的折翼活瓣88可以被打开，通过柔性地使之返回其初始位置，可以重新关闭。
薄膜1和薄膜66的扇形体4，以及薄膜75、80和85的密封唇，当所述扇形体关闭时对微生物的进入优选地提供了一个屏障。依赖于用于薄膜1的材料，借助几种方法的任何一个，可以提高薄膜1的扇形体4反抗微生物污染的进入的的密封性，所述方法包括形成唇5，以便在它们之间提供一个环形楔状接触；特别是与唇5之间的楔状接触一起，形成尺寸稍大的扇形体4。在过程的关键部分(例如，紧接着步骤C和步骤D/E之后)向薄膜1的顶部喷射杀菌剂液体的微细的薄雾，可以润湿并密封唇5的边缘。通过添加对食物安全的增稠剂增加含氯的水的粘度，例如添加甘油或者树胶，可以提高液体的密封效果。通过加热稍稍增加薄膜1下面的气体压力，也可以提高薄膜1的扇形图4相对于微生物污染进入的密封性。在步骤C之后，可以将定域能指向包装7内的气体，并且在步骤D/E之后，指向液体上面的顶点空间，例如，利用激光或者IR(红外线)(从而，将气体压力提高mbar(毫巴)数量级)。这将提高向下倾斜的扇形图4(例如，图4中的扇形图67)被向上推的倾向性，并相互密封。这也将提高气体流出包装1的倾向性，从而防止向内的污染。
材料的组合导致对于薄膜1的多层结构，在某些应用中可以是有利的，特别是带有大的开口6的包装-例如，给出与密封能力(即，柔软/给予表面)相结合的弹性的材料。通常，薄膜1将用模塑法形成。依赖于材料和模塑工艺，优选地，它是不完全切割的唇5，而是用材料的薄的跨接部分将它们连接起来，在第一次使用时(即，机器的部件第一次进入时)被打破。由于通过破裂分离的唇很可能导致粗糙的不良的密封边缘，这种依赖于模塑工具的跨接，应当尽可能地降低跨接部分的厚度。
薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)的材料，依赖于所选择的特定的薄膜的实施例(例如，图1，或者图4、或者图5、或者图6、或者图7)以及被包装7的应用所确定的实际的材料性质。弹性材料适合于所有的实施例，但是，对于某些实施例，非弹性材料也是可能的，首先是如图6所描述的。
影响弹性体选择的主要的弹性体性质，包括弹性(为了足够的“反弹”)，硬度/柔软性(为了恰当的密封)，食物接触的可接受性(为了进行食物包装)，温度的耐受性(依赖于最终用途的类型)，耐化学性(依赖于最终用途的类型和所使用的杀菌介质)，生产方法(决定是选择热塑性或者热固性的弹性体)，以及成本。由于和食物接触，正确等级的硅酮橡胶是首选的。根据应用和薄膜设计所要求的性质，也可以选择其它弹性体，例如，天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、氟橡胶(维通橡胶)。对于非弹性体(例如，结合图6)，主要选择的性质与对于弹性体已经列出的内容形似，但弹性除外。对于非弹性体，需要一个“反弹”的性质。带有铰接和反弹性质的非弹性体包括聚烯烃类。
薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)的具体化设计应当使得包装7的开口6的足够大的部分被打开并且在打开之后能够基本上重新闭合。进而，薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)通常应当不止一次地打开和重新闭合，特别是，在灌装之前利用化学杀菌时，因为这种类型的杀菌牵涉到化学注射装置通过薄膜的侵入。因此，薄膜的具体化的设计不同于在医疗实践中公知的“隔膜”的设计，这是因为必须允许大得多的装置(例如，灌装阀)通过薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)。这与隔膜完全不同，对于隔膜只需要允许比较纤细的针通过。对于瓶的灌装，薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)通常必须允许机器部件通过，例如灌装阀，它要求至少3mm直径的开口，但理想的是大于6mm的直径，优选为超过12mm的直径，最优选地为大于20mm的直径。对于罐的灌装，薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)必须提供一个至少20mm直径的开口，优选地为30mm直径，最优选地超过40mm的直径。
薄膜1(或者薄膜66、75、80和85)必须提供的孔的尺寸必须远大于由所述的公知的医学隔膜的尺寸的原因是，因为诸如饮料容器等商品化的容器，必须以高速度灌装，以达到经济的目的。例如，通常最慢要求5,000个包装/小时的灌装速度，超过60,000个包装/小时的速度是相当普通的。另外，低的灌装速度(例如，每小时5,000左右或更少)通常与大的容器相关，在这种情况下，液体的灌装量仍然是非常可观的。例如，20升的箱中袋包装，有时以每小时60的低速度灌装，但是，仍然相当于每小时1200升，远远超出医疗隔膜或者针的能力。小的包装，例如饮料罐，通常以超过每小时120,000个的速度灌装，相当于40,000升/小时。包装灌装的高速度也影响化学杀菌装置(或者其它杀菌装置，它必须穿过薄膜1，或者薄膜66、75、80和85)所需的开口的尺寸，因为，杀菌操作也牵涉到高速度和大的液体体积。例如，在杀菌介质是过氧化氢蒸气的情况下，将需要一个比较大的杀菌介质管30，大约至少6mm的直径，常常大于12mm。另外，可能还需要一个杀菌介质通气管31，它将具有一个类似的直径。
因此，优选的灌装的高速度，在本发明的包装中要求灌装孔比较宽，同样地，薄膜或其它孔关闭装置不会过分地限制包装灌装孔，以便能够适应于较宽的灌装法部件和杀菌管。从而，薄膜和孔关闭装置应当能够将灌装孔的面积的足够部分打开。在一个实施例中，薄膜或孔关闭装置打开到大于灌装孔的面积的10％。在另外一些实施例中，薄膜或孔关闭装置打开到大于灌装孔的面积的20％，大于灌装孔的面积的30％，大于灌装孔的面积的40％，大于灌装孔的面积的50％、大于灌装孔的面积的60％，大于灌装孔的面积的70％，大于灌装孔的面积的80％。在一个优选的实施例中，薄膜或孔关闭装置打开到大于灌装孔的面积的90％。
倘若令开口6是刚性的，如在本发明中那样，包装7包括刚性和柔性包装两种情况，以及最常见的消费包装(即，瓶、罐以及箱中袋)。可以和本发明一起使用的包装7的材料包括塑料(例如，PET、PEN、聚烯烃、尼龙、聚碳酸酯等)、玻璃以及金属。包括在本发明的范围内的还有对于包装7的材料组合，例如塑料/树脂涂敷在金属上，或者涂敷到塑料或玻璃上。由多层塑料构成的包装7的结构，也包括在本发明的范围内，其中，PET提供了一个例子，因为可以使PET成层，使之包含提高其阻挡及其它性能的内层，例如，通常采用由聚酰胺或者EVOH(聚乙烯醇)构成的阻挡层。对于非刚性的包装，用于构成包装7的包装薄膜常常具有一个几种塑料的多层结构，同时，在这种结构内也可以包括金属箔(例如，铝箔)。
尽管本发明的焦点是PET瓶，但是，类似的原理也应用于罐或者其它带有加盖的开口的中空的包装中。类似的，尽管结合反压灌装进行了描述，但是，类似的原理也可以应用于其它类型的灌装机，包括真空灌装机和活塞灌装机。尽管本发明与实施例相结合进行了描述，但是，对于熟悉本领域的人员来说，根据前面的描述，很多替代方案、改型和变形将会是很明显的。从而，本发明试图将所有这些替代方案、改型和变形都包含在所附权利要求书的精神和广泛的范围之内。这里所引用的所有的专利申请、专利和其它出版物，其全部均将作为参考加以收录。
权利要求
1.一种无菌灌装包装的方法，该包装具有内部、灌装孔、和套在灌装孔上的薄膜，该方法包括以下步骤利用杀菌蒸气填充包装的内部；将杀菌蒸气在包装的内部保持足够长的时间，以便将包装的内部杀菌；去掉部分杀菌蒸气；利用产品灌装包装；将装有产品的包装的灌装孔加盖；其特征在于，在该方法的所有步骤中，薄膜位于灌装孔上方的位置上。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括一个步骤，该步骤在利用产品灌装之前，允许足够量的杀菌蒸气退出包装，以避免影响产品的质量，其中，所述杀菌蒸气退出包装并将和产品接触的灌装装置的部分杀菌。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，薄膜材料是弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在灌装步骤的过程中，薄膜打开到大于灌装孔的面积的约10％。
5.如权利要求2所述的方法，进一步包括一个用无菌空气置换杀菌蒸气的步骤，其中，所述无菌空气形成加盖的包装的一个顶部空间。
6.如权利要求2所述的方法，进一步包括用惰性无菌气体置换杀菌蒸气的步骤，其中，所述惰性无菌气体形成加盖的包装的一个顶部空间。
7.如权利要求2所述的方法，进一步包括将薄膜扇形体紧紧地压在包装的内壁上、以便通过消除在薄膜扇形体与包装内部之间的间隙来加速杀菌蒸气的置换的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括在用杀菌蒸气填充包装的步骤过程中允许杀菌蒸气退出包装的步骤，其中，退出包装的杀菌蒸气，将包装的外表面杀菌。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括在非无菌的气氛中在灌装步骤和加盖步骤之间输送包装的步骤，其中，包装的内部基本上保持没有微生物污染。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括用液体将薄膜润湿的步骤，其中，被润湿的薄膜具有增大的防止污染进入的能力。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述液体包含有杀菌剂和增稠剂，以便增加所述液体的粘度。
12.如权利要求1所述的方法，进一步包括加热所述包装的步骤，其中，加热增加了包装内气体的内压力，并提高防止污染进入包装的能力。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法利用适合于无菌灌装的传统的非无菌灌装设备完成。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述非无菌灌装设备部分时间用于无菌灌装。
15.如权利要求1所述的方法，进一步包括在加盖步骤之前将薄膜的外表面杀菌的步骤。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，利用一种杀菌介质完成将薄膜的外表面杀菌的步骤，所述杀菌介质具有一个有限期间的杀菌效果。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，利用一种杀菌介质完成将薄膜的外表面杀菌的步骤，在少量时，所述杀菌介质不影响产品的质量。
18.如权利要求1所述的方法，进一步包括在每一个灌装步骤之后，利用热水漂洗灌装装置的与被灌装的产品接触的部分的步骤。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括一个步骤，该步骤借助喷射含氯的水、借助紫外线、借助装入杀菌蒸气中或者它们的任意组合，在灌装操作之间，对灌装装置与被灌装的产品接触的部分杀菌。
20.一种无菌灌装包装的系统，该包装具有灌装孔，所述系统包括套在包装的灌装孔上的薄膜；利用杀菌蒸气填充包装的内部的机构；将杀菌蒸气在包装内保持足够的时间、以便将包装和薄膜的内部接触的部分杀菌的机构；灌装装置，用于不除去所述薄膜而用产品灌装所述包装；在利用产品灌装包装之前、从包装中除去足够量的杀菌蒸气以避免影响产品质量的机构，其中，杀菌蒸气退出包装并对装置与产品接触的部分杀菌；不用除去薄膜而将包装加盖的机构。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述薄膜是弹性体，所述弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于，一个支在弹簧上的插件代替灌装装置上的传统的密封材料，并且在插入灌装机器的部件的过程中，将所述薄膜保持在灌装孔上方的位置上。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的10％。
24.如权利要求22所述的系统，其特征在于，支在弹簧上的插件和所述薄膜一起提供蒸气密封。
25.如权利要求22所述的系统，其特征在于，进一步包括输送机和用于灌装的机构，该输送机通向并离开灌装装置，其中，所述输送机部分或者全部装配有罩，该罩包含有杀菌蒸气，以便将包装的外表面杀菌。
26.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述杀菌蒸气通过一个灌装装置的泄气阀被排出。
27.一种包装，包括一个灌装孔和一个孔的关闭装置，其特征在于，孔的关闭装置打开，以便提供一个大于所述孔的面积的约10％的开口，并且孔的关闭装置关闭，以便提供一个牢固的屏障，防止来自于包装外部的污染，并且所述装置在被机械地打开之后重新密封。
28.如权利要求27所述的包装，其特征在于，由该装置所提供的密封足以充分地俘获所述包装的蒸气含量。
29.如权利要求27所述的包装，其特征在于，孔的关闭装置是柔性薄膜。
30.如权利要求29所述的包装，其特征在于，所述薄膜是弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。
31.如权利要求30所述的包装，其特征在于，所述柔性薄膜包括柔性扇形体。
32.如权利要求30所述的包装，其特征在于，所述柔性薄膜通过其弹性、形状或者它们的组合，达到其打开、重新闭合的功能。
33.如权利要求27所述的包装，其特征在于，所述孔的关闭装置包括一个自己重新关闭的折叶片。
34.如权利要求33所述的包装，其特征在于，所述折叶片充分地相对于孔的关闭装置的外缘密封。
35.如权利要求33所述的包装，其特征在于，所述折叶片充分地相对于包装孔的内膛密封。
36.一种包装，包括灌装孔和套在该灌装孔上的柔性薄膜，该柔性薄膜包括柔性的扇形体，其中，所述柔性扇形体适合于允许一个杀菌管和一个灌装阀通过，并且当所述杀菌管和灌装阀被抽出时，以足够的密封重新关闭，以便充分俘获包装的蒸气含量。
37.如权利要求36所述的包装，其特征在于，被俘获的蒸气是杀菌蒸气。
38.如权利要求36所述的包装，其特征在于，所述柔性薄膜适合于附着在用于所述包装的盖上。
39.如权利要求36所述的包装，其特征在于，所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的10％，以便容纳杀菌管和灌装阀。
40.如权利要求36所述的包装，其特征在于，所述薄膜是弹性体，该弹性体选择自由硅酮橡胶、天然橡胶、丁二烯、腈、磺酸基物质、橡胶基质、聚氨基甲酸乙酯、合成橡胶构成的组中。
41.如权利要求38所述的包装，其特征在于，所述薄膜取代所述盖上的密封化合物，并且所述薄膜适合于粘附在所述盖上。
42.如权利要求36所述的包装，其特征在于，所述柔性扇形体具有适合于结合到一起或者交叠的边缘。
43.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装是一个塑料瓶。
44.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装是PET瓶。
45.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装是金属或者塑料罐。
46.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装是玻璃瓶。
47.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述薄膜用多层材料构成。
48.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装是柔性材料的，而灌装孔是刚性材料的。
49.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述包装用多种材料、分层的材料或者涂敷的材料构成。
50.如权利要求27或36所述的包装，其特征在于，所述柔性扇形体适合于允许所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的约10％。
51.如权利要求51所述的包装，其特征在于，所述柔性扇形体适合于允许所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的约50％。
52.如权利要求52所述的包装，其特征在于，所述柔性扇形体适合于允许所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的约90％。
53.如权利要求52所述的包装，其特征在于，所述柔性扇形体适合于允许所述薄膜打开到大于灌装孔的面积的约90％。
全文摘要
本发明包括无菌的包装(7)和通过较小的和不昂贵的设备改进就允许在传统的灌装生产线上的无菌灌装的方法和系统。本发明可以避免传统上需要将灌装设备的全部或者一部分包装在无菌空气气氛中。本发明包括一个包装(7)，安装有一个柔性薄膜(1)，在灌装步骤中，该薄膜可以俘获和携带它自己的无菌状态，其中，该薄膜最终变成包装的盖(8)的一部分。本发明降低产品风险，减少操作者的专业化，和无菌灌装的成本。
文档编号B67C7/00GK1750993SQ200480004707
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月18日 优先权日2003年2月19日
发明者G·普莱斯特 申请人:可口可乐公司