专利名称：用于填充容器的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于向容器填充液体产品的方法和设备，所述容 器是可折叠式的并且具有由柔性壁限定的隔室，所述隔室的体积由所 述壁的相对位置来决定，所述壁包括两个相对的侧壁，这两个侧壁在 容器填充之前状态下扁平地相互抵靠。
背景技术：
在食品工业中，使包装食品具有较长的货架期变得越来越重要。 按照惯例，这通过例如无菌包装来实现。
近来，日益普遍的是将食品包装在具有改善气氛的容器中，所述 改善气氛指的是容器中的空气已被保护气氛所取代。
保护气氛的成分使得能够抑制细菌生长，而这导致包装食品的货 架期得以延长。
保护气氛可起到阻止好氧或厌氧微生物生长的作用。
为了阻止好氧微生物生长，保护气氛不允许含有氧气(02)。已 经发现氮气(N2)是一种合适的用于阻止食品中的好氧微生物生长的 气体。
保护气氛还可以含有二氧化碳(C02)。与N2类似，C02具有抑 制好氧生长的性质。并且经进一步研究发现C02能够抑制厌氧生长。 虽然其原因尚未完全得到解释，但是在一个说明性模型中，其原因是 二氧化碳使pH值变小从而提供抑制厌氧微生物生长的环境。
然而，迄今为止，液体产品仅在有限的范围内被包装在具有改善 气氛的容器中。其原因是发现难以合理并且经济地使容器具有所述改 善气氛。
WO 2006/021839 7〉开了 一种用于无菌包装无菌液体的方法。才艮据在此描述的方法，容器由环绕填充管的材料带形成，其中所述填充管 不仅被设置用于供应无菌液体而且还用于供应惰性气体。惰性气体被 用来形成阻止空气渗入的障碍。
因此需要一种用于向容器填充液体产品的方法和设备，所述方法 和设备以合理的方式使容纳于容器中的产品的货架期延长。
发明内容
根据上述内容，本发明的目标是提供一种用于使容纳于容器中的 液体产品的货架期延长的方法和设备。
本发明的目标还在于提供一种容器，其能够延长容纳于该容器中 的液体产品的货架期。
为了实现这些目标以及将从以下描述中明显看出的其它目标，根 据本发明提出了一种用于向折叠式容器填充液体产品的方法，所述方
法具有如权利要求1或3所限定的特征。在从属权利要求2和4 - 11 中陈述了该方法的实施例。另外，本发明涉及一种用于向折叠式容器 填充液体产品的设备，所述设备具有如权利要求12所限定的特征。在 从属权利要求13-15中陈述了该设备的实施例。
更具体地，根据本发明提出了 一种向折叠式容器填充液体产品的 方法。该容器具有由柔性壁限定的隔室，所述隔室的体积由壁的相对 位置决定，所述壁包括两个相对的侧壁，这两个侧壁在填充容器之前 的状态下扁平地相互抵靠。该方法包括以下步骤通过分离所述侧壁 的相对的入口部分将入口打开；将保护气氛供应到由打开的入口限定 的体积中；相对于容器将填充喷嘴插入入口；通过所述填充喷嘴将所 述产品供应到容器的隔室中；相对于容器将所述填充喷嘴从入口中收 回；以及密封所述入口。
因此，提供了一种以合理的方式使容纳于容器中的产品的货架期 延长的方法。这通过在折叠式容器中产生改善气氛来实现。通过在一 个步骤中将保护气氛供应到通过打开容器入口而形成的体积中，确保 在将填充喷嘴插入入口时的随后步骤中没有空气进入容器。或者，将一定量的保护气氛压入容器，所述保护气氛在随后的填充操作期间与 产品混合。
在保护气氛包含二氧化碳的情况下，可提供与产品的长期混合，
这起到减小pH值的作用以阻碍厌氧微生物的生长。
在保护气氛包含例如氮气的情况下，可以在填充过程完成之后将 已进入容器的空气排出。氮气以加压且受到压缩的状态被供应，并因 此将在容器中发生膨胀。这种膨胀可在填充过程完成之后继续进行， 由此从产品中释放出来的氮气因此起到将已进入容器的空气排出的作 用。通过随后密封容器，将能够确保容器的头部空间不含有任何空气， 这对产品的货架期具有积极的影响。因此将能确保保护气氛在后来密
封的容器中形成改善气氛。
在相对于容器将填充喷嘴从入口中收回的步骤之后，可接着进行
将保护气氛供应到由位于产品水平面上方的入口限定的体积中的步 骤。这确保在收回填充喷嘴之后没有空气残留在当前的体积中。
本发明还提出一种向折叠式容器填充液体产品的方法。该容器具 有由柔性壁限定的隔室，所述隔室的体积由壁的相对位置来决定，所 述壁包括两个相对的侧壁，这两个侧壁在填充容器之前状态下扁平地 相互抵靠。该方法包括以下步骤通过分开所述侧壁的相对的入口部 分来打开入口；相对于容器将填充喷嘴插入入口中；通过所述填充喷 嘴将所述产品供应到容器的隔室中；相对于容器将所述填充喷嘴从入 口中收回；将保护气氛供应到由位于产品水平面上方的入口限定的体 积中；以及密封所述入口。
这样得到一种通过在折叠式容器中形成改善气氛而以合理方式允 许延长包装食品的货架期的方法。由于在填充管已从所述入口中抽出 的时候保护气氛被供应到由位于产品水平面上方的入口限定的体积 中，因此确保该体积中的空气被腾空。因此将能确保保护气氛在后来 密封的容器中形成改善气氛。
然后将陈述可应用于上述方法的几个实施例。
在相对于容器将填充喷嘴插入入口的步骤之后可接着进行将保护气氛供应到容器中的步骤。
保护气氛可通过填充喷嘴或者备选地通过与填充喷嘴分开设置的 喷嘴进行供应。
保护气氛可包含二氧化碳或者氮气。通过让保护气氛含有二氧化 碳，可选地结合有诸如氮气等其它一些气体，形成抑制厌氧微生物生 长的保护气氛。
保护气氛的密度可以比空气的密度大。这意味着将更易于确保保 护气氛保持在由入口限定的体积中。
在一个实施例中，使用由层压的容器材料制成的容器，其中所述 材料含有由矿物填充的聚烯烃制成的芯层。
由这种容器材料制成的容器已被发现具有高的透气性。该容器还 可以由含有气体阻挡层的层压容器材料制成。
在进一步的实施例中，保护气氛包含以受到压缩和加压的状态供 应的气体成分，从而允许所述气体成分在容器填充完成之后在容器中 进行膨胀，并且在所述气体成分已经完成膨胀之前执行密封容器入口 的步骤。这样就在密封的容器中形成阻碍形成皱褶的过压。从而提供 美观并且可靠的容器。
根据本发明，还提出了 一种用于向折叠式容器填充液体产品的设 备。该容器具有两个相对的侧壁，这两个侧壁在填充容器之前状态下 扁平地相互抵靠并且包括相对的入口部分，所述入口部分将被分开以 打开入口 。该设备包括用于通过分开所述相对的入口部分打开所述入 口的打开装置，和将被插在所述入口中以向容器供应所述产品的填充 喷嘴。该设备还包括用于将保护气氛供应到由打开的入口限定的体积 中的喷嘴。
因此，提供了一种用于向折叠式容器填充液体产品的设备，该设 备使得能够通过在充满的容器中产生改善气氛使包装产品的货架期延 长。通过这种包括用于将保护气氛供应到由打开的入口限定的体积中 的喷嘴的设备，将能够确保在将填充喷嘴插入打开的入口时不会有空 气被压入容器中。因此，将能够在收回填充喷嘴之后由保护气氛排出容纳于由位于产品水平面上方的入口限定的体积中的空气。然后可将 容器密封，保护气氛因此形成受限制的改善气氛，其使得产品的货架 期延长。
在一个实施例中，喷嘴被集成在所述填充喷嘴中。替换性地，可 与所述填充喷嘴分开地设置该喷嘴。
在另一个实施例中，打开装置包括一对吸盘，其用于通过吸力与 所述入口部分接合。这使得能够以简单地方式分开所述入口部分，从 而打开容器入口。
现在将参考附图以举例的方式描述本发明的实施例。
图l是根据本发明的用于填充折叠式容器的设备的透视图； 图2a-2h是可包括在根据本发明的用于填充折叠式容器的方法中 的步骤的示意性顶视图。
具体实施例方式
现在参见图1，其示出了根据本发明的用于向折叠式容器2填充 液体产品的设备1。
液体产品是指诸如水、牛奶、果汁、酒或酸奶这样的产品。
折叠式容器是指具有由柔性壁限定的隔室并且隔室的体积由壁的 相对位置决定的容器。
容器2包括两个相对的侧壁3和底壁4。在填充容器2之前状态 下，侧壁3扁平地相互抵靠，并且底壁4折叠形成双层壁。
容器2还包括侧壁3的相对的入口部分5。容器1的入口6将通 过分离所述入口部分5而净皮打开。
容器2可由层压的容器材料制成，并且于是可包含由矿物填充的 聚烯烃制成的芯层。白垩、滑石和云母可被提及作为矿物材料的实例。
容器的层压结构还可以包含由例如EVOH、 EVA或PET制成的 气体阻挡层。如图1所示的本发明的用于向折叠式容器2填充液体内容物的设 备1的实施例包括作为主要部件的填充喷嘴7和打开装置8。
在图l所示的实施例中，本发明的设备l包括两个填充喷嘴7和 相关的打开装置8。
打开装置8包括一对活动设置的吸盘9 (为了清晰，其被示出为 揭开状态)。各吸盘9将被安装成通过吸力与侧壁3的相关接合部分5 接合。
填充喷嘴7被设置成向容器2供应液体产品，并且为此被连接到 产品源(未示出)上。
在示出的实施例中，填充喷嘴7包括用于将保护气氛供应到容器 中的喷嘴14，并且为此目的，该喷嘴7与保护气氛源(未示出)相连。
保护气氛和液体产品可彼此独立地供应。
现在参见图2a-2h，其示出了可被包括在本发明的用于向折叠式 容器2填充液体产品的方法中的不同步骤。
图2a示意性地示出了如何将容器2设置在填充设备1的填充喷嘴 7的下方，其中容器2是空的，并且侧壁3扁平地相互抵靠。
在示出的实施例中，填充喷嘴7包括填充管10并且将要被插在容 器2的入口 6中。填充管IO在第一端处与液体产品源(未示出)相连， 并且在朝向容器2的第二端处配有阀件11。通过将填充喷嘴7插在容 器的入口 6中，阀件11可移离填充管10以提供圆周出口 12，如图2f 所示，产品可通过该出口 12离开填充管10并且流入容器2中。
填充喷嘴7包括用于供应保护气氛的喷嘴14。喷嘴14由形成于 阀件11中的通道15构成。通道15在阀件11的圆周表面上是打开的。 气管13被设置在填充管10中，其中气管13在第一端处与保护气氛源 (未示出)相连,并且在第二端处与阀件11和形成于其中的通道15 相连。
气管13可被用作活塞，用于将阀件ll移离填充管11以打开出口12。
当然，可以以其它方式设计填充喷嘴7，但是在该实施例中，重要的是要将其设置成能够与保护气氛的供应独立地供应液体产品，反 之亦然。
本发明的设备1还包括打开装置8，其为一对活动设置的吸盘9 的形式。吸盘9被示出处于一起的状态，并且因此每个已经被移至分 别与容器2的侧壁3的入口部分5接合。
图2b示出了处于彼此分开状态的吸盘9。吸盘9此刻被启动并且 因此通过吸力保持与入口部分5接合。这导致入口部分5分开，从而 打开容器2的入口 6。
在图2c中，填充喷嘴7的喷嘴14被启动以供应保护气氛G。保 护气氛G将流过气体管13并且流出通道15。对保护气氛G的向外流 动进行控制以便将其供应到体积VI，所述体积VI在图2b中示出并 且由容器2的打开的入口 6限定。保护气氛G将先前容纳于体积VI 中的一定量的空气A排出。
在图2d中，填充喷嘴7插在容器2的入口 6中。更具体地，喷嘴 7的下部，其包括阀件11和填充管10的连接部分，被插在所述入口 6 中。体积VI中的保护气氛的一部分将被压入容器2中。通过用保护 气氛取代先前容纳于所述体积VI中的空气，确保在将填充喷嘴7插 入容器2的入口 6时不会连带将空气压入容器2中。
密封装置(未示出)可被设置用来在填充管10与容器2的入口 6 之间提供密封。这种填充装置可包括一对卡爪，其夹紧入口6和插入 其中的填充管10。
图2e示出了如何通过气管13和在阀件11中与气管13相连的通 道15将保护气氛G供应到容器2中。
图2f示出了如何通过填充喷嘴7的出口 12将液体产品P供应到 容器2中，其中出口 12通过将阀件11移离填充管IO来提供。所供应 的产品致使容器2像膨胀气球那样鼓起，并且因此使容器的侧壁3分 开和先前折叠的底壁4展开。
在填充过程中，所供应的产品将与先前供应到容器2中的保护气 氛混合。在图2g中，已相对于容器2将填充喷嘴7从入口 6中取出。另夕卜， 填充喷嘴7的喷嘴14再次被启动以供应保护气氛G。保护气氛G将 被供应到体积V2中，所述体积V2由位于产品水平面16上方的入口 6限定。保护气氛G将排出并且因此取代先前容纳于当前体积V2中 的一定数量的空气A。如将在下文中描述的那样，所述量的空气也可 在容器2的填充过程中由供应到容器2中的保护气氛排出。
最后，容器2的入口 6关闭并且被密封，如图2h所示那样。通过 供应保护气氛并且因此取代先前容纳于体积V2(其由位于产品水平面 16上方的入口 6限定)中的空气，确保在密封容器2的时候没有空气 被限制在容器2中。对容器进行密封之后形成的头部空间17将因此被 所述保护气氛充满，所述保护气氛形成调节气氛(modified atmosphere ),其接着可被用来阻碍微生物的好氧和厌氧生长。
根据本发明所使用的保护气氛可以具有不同的成分，并且包括例 如氮气、二氧化碳或其组合。
保护气氛的密度可以比空气密度大。具体地，这有助于将保护气 氛供应到所述体积VI和V2中，并且确保将保护气氛保持在这些体积 中。
容器2具有要求的不透气性，以确保由保护气氛产生的调节气体 被保持在容器2中。已经发现包含填充有白垩的聚烯烃的容器材料 具有良好透气性，因此本发明的容器2可以由这种容器材料制成。这 种不透气性可通过填充有白垩的聚烯烃材料或者其它一些填充有矿物 质的聚烯烃材料得到进一步改善，其中所述聚烯烃材料作为芯层包括 在容器层压结构中，所述层压结构还包含由例如EVOH、 EVA或PET 制成的气体阻挡层。也可以是其它的容器层压结构，例如包含由纯聚 烯烃形成的芯层和气体阻挡层。
在未示出的实施例中，填充喷嘴可被设置成在向容器实际填充液 体产品的过程中供应保护气氛。在向容器供应产品和保护气氛的方法 中，要将填充喷嘴插入容器的入口，该容器处于填充之前状态下具有 扁平地相互抵靠的侧壁。在进行实际填充的过程中，所供应的产品和保护气氛使容器像膨胀气球那样鼓起。在填充完成之后，将填充喷嘴 抽出入口，从而由位于产品水平面上方的入口限定出一定体积。初始， 所述体积将由空气占据。然而，保护气氛将从产品中释放出来并且在 容器中上升，从而将空气排出所述体积。然后密封容器入口。
为了提供所述排气效果，保护气氛可含有在受到压缩和加压的状 态下供应的氮气。 一旦氮气成分被供应到容器中，该氮气成分将因此 发生膨胀。在填充完成之后，氮气成分可继续膨胀，因此导致从产品 中释放出来并且在容器中上升，从而实现所述空气排出。
在保护气氛含有诸如在受到压缩和加压的状态下供应的氮气这样
的气体成分的情况下，图2f中的密封容器的步骤可以在所述气体成分 已经完成膨胀之前执行。因此在密封的容器中产生过压，从而阻碍在 由柔性壁构成的折叠式容器中形成皱褶。因而提供美观并且可靠的容 器。
在保护气氛包含二氧化碳的情况下，如果在填充之前或者在填充 的同时供应保护气氛，则可以将二氧化碳成分长期混合在产品中。二 氧化碳将与产品结合并且因此永久性地作用减小pH值。
也可以在不执行图2a-2h的步骤中的一个或多个的情况下向折 叠式容器2填充液体产品。
因此，以下列情形供应保护气氛均落在本发明的范围内
-仅在容器2的侧壁3的入口部分5已被分开但尚未将填充喷嘴 7插入入口6的时候，其对应在图2c中示出的步骤；
-仅在填充喷嘴7已被插入容器2的入口 6但尚未供应产品的时 候，其对应在图2g中示出的步骤；
-仅在已将填充喷嘴7从容器2的入口 6中抽出但尚未将容器入 口6密封的时候，其对应在图2g中示出的步骤。
将认识到供应保护气氛的各种步骤可以进行组合。
在头两个步骤(图2c和2e)中，保护气氛将在产品供应期间与 产品混合，并且因此在抽回填充喷嘴7之后排出容纳于体积V2中的 空气，其中V2由入口 6限定。空气排出的实现方式与在上文中参见实施例所描述的方式类似，其中在该实施例里，产品和保护气氛均在 填充容器的过程中供应。因此所述排出是在与产品混合的保护气氛从
产品中释放出来并且在容器2中上升的时候发生的。
将认识到在不同的场合下可以供应不同类型的保护气氛。在填 充过程完成之后供应的保护气氛可以例如只包含氮气，而在填充之前 或期间供应的保护气氛可以例如只包含二氧化碳或者结合有二氧化碳 的氮气。
根据本发明，因此提供了一种用于填充折叠式容器2的方法和设 备。可以在向容器2填充液体产品之前、期间或之后供应保护气氛， 所述保护气氛由例如氮气、二氧化碳或其组合组成。保护气氛可以与 产品混合在一起地被供应，或者供应成在填充过程中与产品混合。保 护气氛还可以被供应成能够在相对于容器2的入口 6插入填充喷嘴7 之前和抽回填充喷嘴7之后排出容纳于由容器2的入口 6限定的体积 (分别为Vl和V2)中的空气。
根据本发明的使用保护气氛在填满并且密封的容器2中形成具有 改善气氛的头部空间。这种改善气氛使得容纳于容器2中的产品的货 架期得以延长。
在实际实验中，在将填充喷嘴插入折叠式容器的入口之后供应氮 气形式的保护气氛，其对应于在图2e中示出的步骤。接着向容器填充 巴氏杀菌奶。最后将容器密封。由氮气产生的改善气氛使得该牛奶在 冷藏条件下的货架期加倍，从10天变为20天。
将认识到本发明并不限于上述实施例。
例如，能够以不同的方式设计填充喷嘴。
还将认识到，用于供应保护气氛的装置不必集成在填充喷嘴中。 因此可以与填充喷嘴分开地设置一个或多个保护气氛供应喷嘴。
还将进一步认识到，填充管可固定设置，然后移动容器以将填充 管插入容器的填充导管中。
由此可以想到多种变型和改进，因此本发明的范围仅由所附的权 利要求书来限定。
权利要求
1.一种向折叠式容器(2)填充液体产品的方法，所述容器(2)具有由柔性壁(3，4)限定的隔室，所述隔室的体积由所述壁(3，4)的相对位置决定，所述壁(3，4)包括两个相对的侧壁(3)，所述侧壁在填充容器(2)之前的状态下扁平地相互抵靠，所述方法包括以下步骤通过分开所述侧壁(3)的相对的入口部分(5)将入口(6)打开；将保护气氛供应到由打开的入口(6)限定的体积(V1)中；相对于容器(2)，将填充喷嘴(7)插入入口(6)；通过所述填充喷嘴(7)，将所述产品供应到容器(2)的隔室；相对于容器(2)，将所述填充喷嘴(7)从入口(6)中收回；以及密封所述入口(6)。
2. 如权利要求1所述的方法，其中在相对于容器(2)将所述 填充喷嘴(7)从入口 (6)中收回的步骤之后，接着进行将保护气氛 供应到由位于产品水平面(16)上方的入口 (6)限定的体积(V2) 中的步骤。
3. —种向折叠式容器(2)填充液体产品的方法，所述容器(2)具有由柔性壁(3, 4)限定的隔室，所述隔室的体积由壁(3， 4)的相对位置决定，所述壁(3, 4)包括两个相对的侧壁(3)，所述侧壁在填充容器 (2)之前的状态下扁平地相互抵靠，所述方法包括以下步骤通过分开所述侧壁(3)的相对的入口部分(5)将入口 (6)打开； 相对于容器(4),将填充喷嘴(7)插入入口 (6); 通过所述填充喷嘴(7)，将所述产品供应到容器(2)的隔室； 相对于容器(2),将所述填充喷嘴(7)从入口 (6)中收回； 将保护气氛供应到由位于产品水平面(16)上方的入口 (6)限定的体积(V2)中；以及密封所述入口 (6)。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在相对于容器 (2)将填充喷嘴插入入口 (6)中的步骤之后，接着进行将保护气氛供应到容器中的步骤。
5. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过填充喷嘴(7 ) 供应保护气氛。
6. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过与填充喷嘴 (7)分开设置的喷嘴供应保护气氛。
7. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中保护气氛包含二 氧化碳或者氮气。
8. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中保护气氛的密度 比空气的密度高。
9. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中容器(2)由层 压的容器材料制成，所述容器材料包含由矿物填充的聚烯烃构成的芯 层。
10. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中容器(2)由包 含气体阻挡层的层压的容器材料制成。
11. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中保护气氛包含 以压缩和加压的状态供应的气体成分，所述气体成分在完成对容器(2 ) 的填充之后允许在容器(2)中进行膨胀，并且在所述气体成分已经完 成膨胀之前执行密封容器(2)的入口 (6)的步骤。
12. —种用于向折叠式容器(2)填充液体产品的设备， 所述容器(2 )具有两个相对的侧壁(3 )，所述侧壁在填充容器(2 )之前的状态下扁平地相互抵靠并且包括相对的入口部分(5)，所述入 口部分(5)将被分开以打开入口 (5)，所述设备包括打开装置(8),其用于通过分开所述相对的入口部分(5)打开所 述入口 (6);填充喷嘴(7)，其将被插在所述入口 (6)中以向所述容器(2) 供应所述产品；以及喷嘴(14),其用于将保护气氛供应到由打开的入口 (6)限定的 体积(VI, V2)中。
13. 如权利要求12所述的设备，其中所述喷嘴(14)被集成在 所述填充喷嘴(7)中。
14. 如权利要求12所述的方法，其中所述喷嘴与所述填充喷嘴 (7)分开地设置。
15. 如权利要求12-14中任一项所述的设备，其中所述打开装 置(8 )包括一对吸盘(9 ),所述吸盘用于通过吸力与所述入口部分(5 ) 接合。
全文摘要
一种用于向折叠式容器(2)填充液体产品的设备，所述容器(2)具有两个相对的侧壁(3)，所述侧壁在填充容器(2)之前状态下扁平地相互抵靠并且包括相对的入口部分(5)，所述入口部分(5)将被分开以打开入口(6)。该设备包括用于通过分开所述相对的入口部分(5)来打开所述入口(6)的打开装置(8)，和将被插入所述入口(6)以将所述产品供应到所述容器(2)中的填充喷嘴(7)。该设备还包括喷嘴(14)，其用于将保护气氛供应到由打开的入口(6)限定的体积(V1；V2)中。本发明还涉及填充折叠式容器(2)的方法。
文档编号B65B3/16GK101410301SQ200780011130
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月23日 优先权日2006年4月3日
发明者L·拉森, S·拉多斯蒂诺夫阿塔纳索夫 申请人:爱克林研究与发展股份公司