CN113165762A - 用于形成密封的部分填充的包装的方法和包装装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种形成填充有可倾倒产品的密封的部分填充包装(2)的方法，该方法至少包括以下步骤：由包装材料的幅材(4)形成管(3)，将可倾倒产品填充到管(3)中，以在管(3)内形成产品柱(8)，将无菌气体导入产品柱(8)以在产品柱(8)内形成和/或保持气垫(10)，以及形成并横向密封管(3)，以获得包含可倾倒产品和由限定体积的源自气垫(10)的无菌气体形成的气体空间(11)的包装(2)。

Description

用于形成密封的部分填充的包装的方法和包装装置

技术领域

本发明涉及一种形成密封的部分填充的包装的方法，该包装填充有可倾倒的产品，特别是可倾倒的食品，并且包括由无菌气体形成的气体空间。

本发明涉及一种包装装置，该包装装置用于形成密封的部分填充的包装，该包装填充有可倾倒的产品，特别是可倾倒的食品，并且包括由无菌气体形成的气体空间。

背景技术

众所周知，许多液体或可倾倒的食品，例如果汁、超高温处理的(UHT)牛奶、葡萄酒、番茄酱等，都以无菌包装材料制成的包装出售。

一个典型的例子是用于液体或可倾倒食品的平行六面体包装，称为利乐砖无菌包装(Tetra Brik Aseptic，注册商标)，它是通过密封和折叠层压条状包装材料而制成的。该包装材料具有多层结构，该多层结构包括基层，例如纸层，两侧都覆盖有热封塑料材料(例如，聚乙烯)层。对于用于诸如UHT牛奶之类的长期存储产品的无菌包装，包装材料还包括阻氧材料层，例如铝箔，该阻氧材料层叠加在热封塑料材料层上，并进而被形成最终接触食品的包装内表面的另一热封塑料材料层覆盖。

这种包装通常在全自动包装装置中生产，该装置使得包装材料的幅材通过包装装置的灭菌单元来对该包装材料的幅材进行灭菌处理，例如，通过化学灭菌方法(例如通过使用化学灭菌剂，比如过氧化氢溶液)或者物理灭菌方法(例如通过电子束的方式)进行。然后，将灭菌的包装材料的幅材保持在隔离室(封闭的且无菌的环境)内并在隔离室内前进，并且将其纵向折叠并密封以形成管，该管进一步沿竖直前进方向进给。

为了完成形成操作，连续地将已灭菌或经过灭菌处理的可倾倒食品填充入该管，并横向密封该管，随后在该管沿竖直前进方向前进期间在该包装装置中的包装形成单元内部沿等距横截面切割该管。

由此在包装装置内部得到了多个枕形包装，每个枕形包装都具有纵向密封带和顶部横向密封带和底部横向密封带。

在某些情况下，需要形成不仅填充有可倾倒产品而且还包括由无菌气体形成的气体空间的部分填充的包装。一旦包装已经被生产并且被放置在诸如杂货店之类的分配中心中，则相应的气体空间布置在包装的相应上部的区域中。因此，在该部门中，将这些包装定义为包括顶部空间。

在每个包装内提供相应的气体空间的原因是多种多样的。

有几种类型的可倾倒产品，它们由两种或多种成分或相组成，它们在经填充的包装的存储过程中会分开。因此，为了使最终消费者享受可倾倒产品的全部风味，必须通过摇动经填充的包装来混合可能分离的成分或相。这仅当包装仅部分填充时(即，包装内有气体空间)，才有可能。

同样，对于某些类型的可倾倒产品，必须确保其在装入包装后的感官特性在食用前不会发生变化。通常，这意味着必须避免与氧气接触。因此，需要提供通常由诸如氮气之类的无菌惰性气体形成的受控气体空间。

在EP-A-0104698中描述了一种被配置用于生产部分填充的包装的包装装置。

典型的包装装置包括：用于沿着前进路径推动包装材料幅材的输送设备；用于对包装材料的幅材进行灭菌的灭菌单元；部分地布置在隔离室内的密封设备，该密封设备适于从前进的包装材料的幅材形成管，且适于沿该管的纵向接缝部分对该管进行纵向密封；在使用中同轴地布置在该管上且在该管内的填充管，以连续地将可倾倒食品填充入该管；以及包装形成单元，该包装形成单元适于从该包装材料的管通过形成，横向密封以及横向切割包装来生产单个的包装。

该包装装置还包括气体供给设备，该气体供给设备具有与填充管道流体连接的气体供给管道，并且被配置为将无菌气体引入使用中流过填充管道的可倾倒产品中。无菌气体因此被引导到可倾倒产品中并且被分配在可倾倒产品内。因此，将包含被分配的无菌气体的可倾倒产品填充到管中。一旦形成包装，无菌气体就会从可倾倒产品中分离出来，导致在包装内形成气体空间。

即使在EP-A-0104698中公开的包装装置以令人满意和可靠的方式操作，但是使用这种包装装置仍观察到一些缺点。

可以看到一个缺点，即需要小心地控制气体供给设备，以便在用可倾倒的产品填充管期间抑制泡沫的形成。

可以看到另一个缺点，即对在形成的包装内的无菌气体可能会占用的体积有限制，因为否则可能会难以抑制可倾倒产品在填充过程中的起泡。

可以看出另一个缺点是，存在于经填充的包装内的无菌气体的体积的精度受到限制。

可以看出又一个缺点是，在包装装置关闭期间，可倾倒产品可能会堵塞气体供给管道的风险。

认为在该领域中需要进一步改进该包装装置。特别地，以克服上述缺陷中的至少一种。

发明内容

因此，本发明的一个目的是以直接和低成本的方式提供用于生产部分填充的包装的一种改进的包装装置以及改进的方法。

根据本发明，提供了根据独立权利要求所述的方法和包装装置。

在从属权利要求中详述了根据本发明的方法和包装装置的更多有利实施方案。

附图说明

将通过参考附图的示例方式描述本发明的非限制性实施方案，其中：

图1是根据本发明的包装装置的示意图，其中为了清楚而移除了一些部件；以及

图2是图1中包装装置的细节的放大图，其中为了清楚而移除了一些部件。

具体实施方式

附图标记1总体上示出了用于从包装材料的幅材4的管3生产可倾倒食品(尤其是已灭菌的和/或经过灭菌处理的可倾倒食品，例如巴氏灭菌的牛奶或果汁)的部分填充的包装2的包装装置。特别地，在使用中，管3沿着纵向轴线L(特别是具有竖直取向的轴线L)延伸。

包装材料的幅材4具有多层结构(未示出)，并且包括至少一层纤维材料，例如纸或纸板层；以及至少两层热封塑料材料，例如聚乙烯，其将纤维材料层在其彼此之间***。该两层热封塑料材料中的一层限定了最终与该可倾倒食品接触的包装2的内表面。

优选地但非必要地，幅材4还包括阻气且阻光的材料层，例如铝箔或者乙烯乙烯醇(EVOH)膜，其特别是布置在该多个热封塑料材料层中的一层与该纤维材料层之间。优选地但非必要地，幅材4还包括插在该阻气且阻光的材料层和该纤维材料层之间的另一热封塑料材料层。

由包装装置1得到的典型包装2包括密封的纵向接缝部分和成对的横向密封部分，特别是顶部横向密封部分和底部横向密封部分(即，一个密封部分在包装2的上部，另一个密封部分在包装2的下部)。

特别参考图1，包装装置1至少包括：

-管形成和密封设备5，其被配置成从幅材4形成管3，特别是在管形成站6处形成管3，并且纵向密封管3；

-填充设备7，其配置成在使用中将可倾倒产品(特别是以恒定的流量)引导到管3中，以在管3内获得产品柱8；

-气体供给设备9，其被配置成尤其是在管3的形成和填充期间(即，在填充设备7以及管形成和密封设备5的操作期间)将无菌气体引导到产品柱8中，使得气垫10在产品柱8中形成和/或保持；和

-包装形成单元19，其配置形成横向密封并且优选但非必须横向切割使用中的前进的管3，以形成包含可倾倒产品和由来自气垫10的限定体积的无菌气体形成的气体空间11的包装2。

特别地，气垫10将产品柱8分成第一(上部)部分8a和第二(下部)部分8b。

优选但非必须地，包装形成单元19配置成通过气垫10的一部分横向密封管3，以获得气体空间11。

根据优选的非限制性实施例，第一部分8a限定气垫10和/或气垫10内的无菌气体的密封。

特别地，无菌气体可以是无菌空气或无菌惰性气体，例如无菌氮气。所使用的特定无菌气体可以根据例如以下条件来选择：具体的可倾倒产品和/或为什么要提供气体空间11的具体原因，例如在应避免包装在包装2中的可倾倒产品与氧气的任何接触的情况下，可以选择无菌惰性气体。在气体空间11应允许稍后混合包装在包装2中的可倾倒产品的情况下，无菌气体可以是无菌空气或任何其他无菌气体，例如无菌惰性气体(例如无菌氮气)。

特别地，通过提供气体供给设备9，可以精确地确定气体空间11的体积并且基本上抑制任何起泡的可能性。

根据一个优选的非限制性实施方案，包装装置1还包括至少一个输送设备14，该输送设备14配置成使幅材4(以本身已知的方式)沿幅材前进路径P(尤其是从主站15到管形成站6)前进，并使管3并且特别是管3的任何中间体(以本身已知的方式)沿管前进路径Q前进。

特别地，对于术语管3的中间体(intermediates)，意指在获得该管结构之前，并且在开始通过管形成和密封设备5折叠幅材4之后幅材4的任何构造。换言之，该管3的中间体是逐渐折叠幅材4以获得管3的一个结果，特别是通过将幅材4的第一边缘和幅材4的第二边缘相互搭接而获得管3，该第二边缘在该第一边缘的对面。

根据所公开的优选的非限制性实施方案，第一部分8a沿路径Q位于气垫10的上游，而第二部分8b沿路径Q布置在气垫10的下游。

根据优选的非限制性实施方案，包装装置1还包括隔离室16，隔离室16具有内部环境17，内部环境17特别是无菌的，并且通过隔离室16与外部环境18分隔开。特别地，内部环境17包含无菌气体，特别是无菌空气，优选但不必加压，以使内部环境17内的压强高于环境压强。

优选但非必须地，管形成和密封设备5的至少一部分布置在隔离室16内，以便在隔离室16内(特别是在无菌条件下)形成管3(即，管形成站6定位在隔离室16内)。

优选但非必须地，输送设备14配置成使幅材4前进进入并且至少穿过隔离室16的一部分。

优选但非必须地，输送设备14配置成使管3穿过隔离室16的至少一部分前进进入并且穿过包装形成单元19的至少一部分。

根据优选的非限制性实施方案，包装装置1还包括灭菌单元(未示出并且本身已知)，该灭菌单元被配置为在使用中，在灭菌站通过物理灭菌(例如电磁辐射、电子束辐照、伽马射线辐照、β射线辐照、紫外线)或化学灭菌(例如，通过过氧化氢浴、汽化过氧化氢)来对前进的幅材4进行灭菌。特别地，灭菌站沿着路径P布置在管形成站6的上游。换句话说，灭菌单元配置成在使用中的幅材4进入隔离室16之前对幅材4进行灭菌。

优选地但非必要地，管形成和密封设备5包括管形成单元20，该管形成单元20至少部分地，优选地完全地布置在隔离室16内，特别是在管形成站6处，并适于(配置为)在使用中逐渐将前进中的幅材4折叠成管3，尤其是通过将第一边缘和第二边缘相互搭接进行，以形成管3的纵向密封接缝部分21。

优选地但非必须地，管形成单元20沿着纵向轴线M延伸，纵向轴线M尤其具有竖直定向。

特别地，接缝部分21从初始高度(未具体示出)沿着路径Q向下游的方向延伸。换言之，该初始高度位于第一边缘和第二边缘开始彼此搭接以形成接缝部分21的位置处。

特别地，路径Q的至少一部分位于隔离室16内部(特别是在内部环境17内)。

更详细地，轴线L和轴线M彼此平行。甚至更详细地，管形成单元20在使用中限定管3的轴线L。

优选地但非必须地，管形成单元20包括至少两个形成环组件22，特别是其布置在隔离室16内(特别是在内部环境17内)，这些形成环组件22适于彼此合作以逐渐将幅材4折叠成管3。

在所示的特定情况下，一个形成环组件22沿着路径Q布置在另一个形成环组件22的下游。

特别地，形成环组件22中的每一个基本上位于相应平面内，尤其是每个平面正交于轴线M，甚至更具体而言，每个相应平面都具有基本水平的取向。

甚至更具体地，形成环组件22彼此间隔开并平行(即，各个平面彼此平行并间隔开)。

优选但非必须地，每个平面正交于轴线M和正交于轴线L。

此外，形成环组件22彼此同轴布置，并且限定了管形成单元20的纵轴M。

根据优选的非限制性实施方案，管形成和密封设备5还包括密封单元，该密封单元适于(配置成)沿着接缝部分21纵向密封管3。换句话说，在使用中，由管形成单元20形成的接缝部分21通过激活密封单元而被密封。

优选但非必须地，密封单元至少部分地定位在隔离室16内。

必须注意的是，单个包装2的各个纵向密封接缝部分是由切割管3产生的。换句话说，单个包装2的各个接缝部分是管3的接缝部分21的相应部分。

此外，密封单元包括密封头23，该密封头23布置在隔离室16内，并且适于(配置成)在管3上，特别是在接缝部分21上传递热能，以纵向密封接缝部分21。特别地，密封头23是通过感应加热和/或通过加热的气体流和/或通过超声和/或通过激光加热和/或通过任何其他方式来操作的类型。

更详细地，密封头23基本上布置在两形成环组件22之间。

优选地但非必须地，该密封单元还包括压强组件(仅部分地显示)，该压强组件适于对管3施加机械力，在接缝部分21上施加机械力，以确保管3的沿接缝部分21的纵向密封。

特别地，该压强组件至少包括适于从接缝部分21的相对侧向其施加机械力的相互作用辊(未示出)和反相互作用辊(未示出)。特别地，在使用中，接缝部分21***在相互作用辊和反相互作用辊之间。

优选地但非必须地，该相互作用辊由位于另一形成环组件22下游的形成环组件22支撑。

特别参照图1和图2，填充设备7包括与可倾倒产品的储罐(未示出且本身已知)流体连接的填充管道24，储罐适于存储/提供可倾倒产品，特别是已灭菌和/或经过无菌处理的待包装的可倾倒食品。

特别地，填充管道24适于(配置为)在使用中将可倾倒产品引导到管3中以获得产品柱8。

优选地但非必须地，在使用中，将填充管道24至少部分地放置在管3内，以将可倾倒产品连续地供给到管3中。

特别地，填充管道24包括主管道部分25，该主管部分25在使用中在管3内并平行于管3延伸，即平行于轴线M和轴线L延伸。

优选但非必须地，主管道部分25的至少一部分包括一个或多个出口(未示出)，其配置成允许可倾倒的产品从主管道部分25流出并流入管3。优选但非必须地，一个或多个出口被横向地布置。

根据如图2所示的优选的非限制性实施方案，包装形成单元19包括多对至少一个各自的操作组件29(仅示出一个)和至少一个反操作组件30(仅示出一个)；以及

-特别是，输送设备(未示出且本身已知)，其适于沿着相应的输送路径推进成对的各自操作组件29和各自反操作组件30。

更详细地，每个操作组件29适于在使用中与各自对的各自反操作组件30协作，以从管3形成相应的包装2。特别地，每个操作组件29和各自的反操作组件30配置为形成、横向密封并且优选地但非必须地也横向切割管3，以形成包装2。甚至更特别地，每个操作组件29和相应的反操作组件30配置成通过气垫10的一部分横向密封管3以获得气体空间11。

更详细地，每个操作组件29和各自的反操作组件30适于彼此协作，以在沿着各自的输送路径的各自操作部分前进期间从管3形成相应的包装2。

更详细地，每个操作组件29和各自的反操作组件30配置成在沿着相应的输送路径的相应操作部分前进时接触管3，特别是在(固定的)撞击位置开始接触管3。

特别参考图2，气体供给设备9配置成将无菌气体引导，特别是连续地引导至产品柱8中，并且优选但非必须地控制气垫10内的无菌气体的气压。

优选但非必须地，气体供给设备9配置成将气垫10的无菌气体的气压控制在高于环境压强5kPa至40kPa之间，特别是10kPa至30kPa之间的范围内。

优选但非必须地，气体供给设备9包括气体供给管34，该气体供给管34在使用中将无菌气体引导到产品柱8中，以形成和/或保持气垫10。特别地，气体供给管34被配置为在使用中供给用于形成和/或保持气垫10的无菌气体。

更具体地，气体供给管34包括第一部分35，该第一部分35在使用中至少部分地在管3内延伸，并且配置成允许无菌气体从第一部分35流出到产品柱8中，以形成和/或保持气垫10。

甚至更具体地，气体供给管34，特别是第一部分35，包括端部部分36，该端部部分36被配置为在使用中延伸穿过产品柱8的一部分，特别是第一部分8a，并且具有至少一个出口37，该出口37用于允许无菌气体从气体供给管道34排出并进入产品柱8，以控制气垫10的形成和保持。

根据优选的非限制性实施方案，出口37由气体供给管34和填充管道24限定。特别地，出口37具有环形形状。

优选但非必须地，气体供给设备9包括压强和流量控制组件38，其配置成控制无菌气体的压强和/或流率，并且流体地连接到气体供给管34。优选但非必须地，压强和流量控制组件38包括(电子)压强调节器和/或(电子)流量调节器，其分别用于控制无菌气体的压强和流率。

根据优选的非限制性实施方案，气体供给设备9，特别是压强和流量控制组件38，被配置为根据包装件2的类型和/或规格来控制无菌气体的压强和/或流量。

根据优选的非限制性实施方案，气体供给设备9，特别是压强和流量控制组件38，被配置为控制无菌气体的压强和/或流量，从而控制包装2内的气体空间11的体积。

在这种情况下，应注意的是，包装2内的气体空间11的体积和包装2内的可倾倒产品的体积是可倾倒产品的流率和/或无菌气体的压强和/或无菌气体的流率的函数。

根据优选的非限制性实施方案，在包装装置1的操作期间，可倾倒产品的流率保持恒定，使得气体空间11的体积和可倾倒产品的体积是由气体供给设备9控制，特别是由压强和流量控制组件38控制。

根据一个替代的优选的非限制性实施方案，可以控制可倾倒产品的流率。

优选但非必须地，气体供给设备9，特别是压强和流量控制组件38，被配置为使得包装2内的气体空间11的体积在包装2的整体内部容器的1％至35％之间，特别是在5％至20％之间的范围内。

甚至更优选地但并非必须地，气体供给设备9还包括无菌气体源(未示出)，该无菌气体源配置成提供无菌气体，例如无菌空气、无菌惰性气体、无菌氮气。特别地，无菌气体源与压强和流量控制组件38流体连接。

根据优选的非限制性实施方案，气体供给设备9还包括压强传感器39，其被配置为确定和/或检测无菌气体的压强。特别地，压强传感器39布置在气体供给管34内。

根据优选的非限制性实施方案，包装装置1，特别是气体供给设备9，包括至少一个高度检测单元，其被配置为确定和/或检测管3内的产品柱8的海拔高度。优选但非必须地，高度检测单元被配置为确定产品柱8的上游界面的(海拔)高度，特别是第一部分8a的上游界面的(海拔)高度，在使用中，产品柱8在使用时从该上游界面沿着路径Q从其向下游延伸。

特别地，在使用中，产品柱8从产品柱8的上游界面延伸到要形成的相应包装2的横向密封部分。

根据优选的非限制性实施方案，高度检测单元被配置为以相对于基准海拔高度的相对度量来确定海拔高度。

更详细地，高度检测单元包括：产品浮子40，其被配置为漂浮在产品柱8上，特别是第一部分8a上，甚至更具体地在上游界面的区域内漂浮；以及传感器(未示出)，其在使用中布置在管3的外部，并且配置成(以非接触方式)检测和/或确定浮子40的指示产品柱8的高度的高度位置。

更详细地，产品浮子40包括磁性或铁磁元件，并且传感器被配置为借助于电磁相互作用来确定和/或检测高度位置。

根据优选的非限制性实施方案，气体供给设备9，特别是压强和流量控制组件38，被配置为根据海拔高度来控制无菌气体的压强，特别是使得在使用中，产品柱8的海拔高度保持基本恒定。

特别地，以这种方式，可以保证在恒定流率下，对于所有包装2，可倾倒产品的相对体积和包含在包装2中的气体空间11的相对体积基本上是相同的。

应当注意，在此上下文中，基本恒定是指海拔高度保持不变，只有可倾倒产品的填充所固有的波动差异。考虑到这些波动，应当注意，海拔高度相对于平均海拔高度，波动约10mm至50mm，特别是约25mm至35mm，甚至更特别是30mm。

根据优选的非限制性实施方案，包装装置1还包括加压设备41，该加压设备41配置成控制作用在产品柱8上，特别是直接作用在第一部分8a上的辅助无菌气体，特别是无菌空气的辅助压强。更具体地，第一部分8a介于辅助无菌气体和气垫10之间。

优选但非必须地，加压设备41配置成将作用在产品柱8上的辅助无菌气体的压强控制在高于环境压强介于5kPa至40kPa之间，特别是介于10kPa至30kPa之间的范围内。

更具体地，加压设备41被配置成使得辅助无菌气体在产品柱8的上游界面的区域中，特别是在第一部分8a上作用在产品柱8上。换句话说，产品柱8的一部分介于辅助无菌气体和气垫10之间。

根据所公开的优选的非限制性实施方案，包装装置1还包括限定元件42，该限定元件42在使用中被放置在管3内，并且优选但非必须地位于隔离室16内。

特别地，限定元件42被设计成在使用中将管3划分为第一空间43和第二空间44，第二空间44在使用中包含产品柱8以及形成和/或保持在产品内的气垫10。

特别地，第一部分8a介于限定元件42和气垫10之间。

更详细地，第一空间43由管3(特别是管3的壁)和限定元件42限定。此外，第一空间43通向内部环境17(并且存在于第一空间43中的无菌气体与在内部环境17中存在的无菌气体基本上具有相同的压强)。甚至更特别地，限定元件42在第一空间43的下游部分(相对于路径Q)的区域中限定第一空间43。

更详细地，第二空间44在使用中由管3(特别是管3的壁)、限定元件42和一个相应的(待包装的)包装2的横向密封部分限定。

换句话说，第二空间44沿平行于路径Q(即平行于轴线L)的方向从限定元件42延伸到密封部分。

换句话说，限定元件42在第二空间44的(相对于路径Q的)上游部分(特别第二空间44本身的上部部分)的区域中限定第二空间44；并且密封部分在第二空间44的(相对于路径Q的)下游部分(特别是第二空间44的底部部分)的区域中限定第二空间44。

更详细地，第一空间43沿着管前进路径Q布置在第二空间44的上游。甚至更特别地，第一空间43沿着路径Q布置在限定元件42的上游，第二空间44沿着路径Q布置在限定元件42的下游。

在所示的特定示例中，第二空间44位于第一空间43的下方。

根据所公开的优选的非限制性实施方案，加压设备41适于(配置成)在使用中将辅助无菌气体流引导，尤其是连续地引导至在限定元件42与产品柱8之间的第二空间44的区域中，以便辅助无菌气体在使用中作用在产品柱8上。

优选但非必要地，第一空间43与内部环境17(直接)流体连通。因此，存在于第一空间43中的无菌气体可以流到内部环境17。

更具体地，在使用中，限定元件42沿路径Q布置在上述初始高度的下游。

此外，在使用中，填充设备7，特别是填充管24，适于(配置成)将可倾倒产品引导到第二空间44中。换句话说，产品柱8位于第二空间44内。

优选地但非必须地，限定元件42设计为在使用中提供至少一个流体通道45，特别是其具有环形形状，以用于将第二空间44与第一空间43流体连接，以在使用中允许辅助无菌气体的泄露流从第二空间44进入第一空间43。

根据一个优选的非限制性实施方案，限定元件42被设计成使得管3和限定元件42不彼此接触。换句话说，限定元件42的径向延伸部分小于管3的内部径向延伸部分。

优选但非必须地，加压设备41包括从内部环境17进入第二空间44并返回内部环境17的封闭的无菌气体回路。这使得包装装置1的总体构造能简化，特别是涉及控制和供应辅助无菌气体时。

根据所公开的优选的非限制性实施方案，加压设备41配置成从内部环境17中抽出无菌气体，以加压(压缩)辅助无菌气体并将加压(压缩)的辅助无菌气体引导到第二空间44中。

优选但非必须地，加压设备41至少包括：

-一个泵送设备，其被配置为从内部环境17中抽出无菌气体，以加压(压缩)该无菌气体并将该加压的无菌气体作为辅助无菌气体引导到第二空间44中；和

-一个控制单元48，其被配置为控制泵送设备47的操作。

优选但非必须地，加压设备41包括气体供给管道49，该气体供给管道49至少流体地与第二空间44连接，以用于将辅助无菌气体引导到第二空间44中。

更详细地，气体供给管道49的至少一部分在使用中在管3内延伸，并且特别地平行于，甚至更特别地同轴于主管道部分25和/或第一部分35延伸。

在所示的特定示例中，填充管道24至少部分地在气体供给管49内延伸。替代地，气体供给管道49可以至少部分地在填充管道24内延伸。

优选但非必须地，气体供给管道49和气体供给管34，特别是第一部分35，限定/界定了用于将辅助无菌气体供给到第二空间44中的环形管道51。特别地，环形管道51由气体供给管道49的内表面的一部分和气体供给管道34的外表面的一部分限定。

优选但非必须地，限定元件42可拆卸地，尤其是以浮动的方式与填充管道24和/或气体供给管道49和/或气体供给管道34的至少一部分连接。特别地，以浮动的方式意味着限定元件42适于平行于至少轴线M(和轴线L)(略微)移动。换句话说，限定元件42适于平行于在使用中的前进的管3(略微)移动。

在使用中，包装装置1形成填充有可倾倒产品的包装2。特别地，包装装置1从由幅材4形成的管3(管3被连续地填充可倾倒产品)形成包装2。

更详细地，包装装置1的操作至少包括以下步骤：

-由幅材4形成管3；

-纵向密封管3，特别是沿接缝部分21进行；

-将可倾倒产品填充到管3中，以在管3内形成产品柱8；

-将无菌气体引导到产品柱8中，以在产品柱8内形成和/或保持气垫10，特别是在形成步骤、纵向密封步骤和填充步骤期间进行；以及

-通过以下方式形成包装2：形成并横向密封管3，以获得包含可倾倒产品和气体空间11的包装2，该气体空间11由限定体积的来自于气垫10的无菌气体形成。

优选但非必须地，包装形成单元19配置成通过气垫10的一部分横向密封管3，以获得气体空间11。

优选但非必须地，包装装置1的操作还至少包括以下步骤：

-使幅材4沿着路径P前进，尤其是从主站15到管材形成站6前进；和

–使管3沿路径Q前进。

根据优选的非限制性的实施方案，包装机1的操作还包括对幅材4进行灭菌的步骤，特别是通过物理和/或化学灭菌的方式进行灭菌。

根据优选的非限制性实施方案，在形成包装2的步骤中，包装2通过气垫10的一部分横向密封以用于获得气体空间11。

根据优选的非限制性实施方案，在形成包装2的步骤中，在横向密封期间获得的横向密封的区域中，也横向切割管3，从而获得彼此分离的包装2。

更详细地，在引导无菌气体的步骤中，气体供给设备9，特别是压强和流量控制组件38，将无菌气体引导至产品柱8中以形成和/或维持气垫10，并控制气垫10内的无菌气体的压强，使得压强在比环境压强高介于5kPa至40kPa之间，特别是10kPa至30kPa之间的范围内。

更详细地，在引导无菌气体的步骤中，无菌气体通过气体供给管道34被引导到气垫10中。

优选但非必须地，无菌气体的压强和/或流量由压强和流量控制组件38控制。

特别地，压强和流量控制组件38提供并加压无菌气体并将无菌气体引导至产品柱8中以形成和/或保持气垫10。

根据优选的非限制性实施方案，无菌气体的压强和/或流量根据包装2的尺寸和/或规格来控制，特别是通过气体供给设备9，甚至更特别地通过压强和流量控制组件38来控制。优选但非必须地，将可倾倒产品的流率保持恒定。

根据替代的优选的非限制性实施方案，可倾倒产品的流率根据包装2的尺寸和/或规格来控制。优选但非必须地，无菌气体的压强和/或流率保持恒定。

甚至更特别地，无菌气体从压强和流量控制组件38穿过进气管34并流出出口37而进入产品柱8，以形成和/或保持气垫10。

根据优选的非限制性实施方案，包装装置1的操作还包括确定和/或检测管3内的产品柱8的海拔高度的步骤，特别是借助于高度检测单元进行。

优选但非必须地，在确定和/或检测产品柱8的海拔高度的步骤期间，通过高度检测单元的传感器，特别是通过电磁相互作用来确定和/或检测指示产品柱8的产品浮子40的高度位置。

根据优选但非限制性的实施方案，在包装装置1的操作期间，无菌气体的压强根据海拔高度来控制，尤其是通过气体供给设备9，甚至更具体地通过压强和流量控制组件38来控制，特别是使得产品柱8的海拔高度保持基本恒定。优选但非必须地，将可倾倒产物的流率保持恒定。

根据替代的优选的非限制性实施方案，在包装装置1的操作期间，可倾倒产品的流率根据海拔高度来控制，特别是使得产品柱8的海拔高度基本上保持恒定。优选但非必须地，无菌气体的压强保持基本恒定。

根据优选但非限制性的实施方案，包装装置1的操作还包括控制作用在产品柱8上的辅助无菌气体的压强的步骤，在此期间，辅助无菌气体作用在产品柱8上。

特别地，在控制辅助无菌气体的压强的步骤期间，控制辅助无菌气体的压强，使得压强处于比环境压强高5kPa至40kPa，特别是10kPa至30kPa之间的范围内。

特别地，加压设备41控制作用在产品柱8上的辅助无菌气体的压强。

根据优选的非限制性实施方案，在控制辅助无菌气体的压强的步骤期间，辅助无菌气体被引导到在限定元件42和产品柱8之间的第二空间43的区域中，以便在产品柱8上施加压强。

根据优选的非限制性实施方案，在控制辅助无菌气体的压强的步骤期间，从隔离室16，特别是从内部环境17抽出无菌气体，对其进行加压(压缩)，然后将其引导，特别是连续地引导到第二空间44内。

更具体地，加压设备41抽出(特别是从内部环境17中抽出)存在于隔离室16内的无菌气体，以加压(压缩)该无菌气体并将其作为辅助无菌气体引导到限定元件42和产品柱8之间的区域中。特别地，一部分辅助无菌气体从第二空间44通过流体通道45流入第一空间43。

更详细地，在形成管3的步骤中，幅材4在隔离室16内形成为管3。

特别地，在形成管3的步骤中，幅材4被形成为管3，并且沿接缝部分21被纵向密封。

更详细地，形成步骤包括子步骤：使幅材4的第一侧边缘和第二侧边缘彼此逐渐搭接，以形成接缝部分21。

更详细地，在逐渐搭接的子步骤期间，通过幅材4沿路径P的前进和形成环组件22的作用，第一侧边缘和第二侧边缘变得搭接。

更详细地，在纵向密封管3的步骤中，在隔离室16内将管3纵向密封。

更详细地，在纵向密封管3的步骤中，密封头23在接缝部分21上施加热量，并且优选但非必须地，压强组件将机械力施加到接缝部分21上。

填充步骤包括将可倾倒产品通过填充管道24引导到第二空间44的子步骤。特别地，可倾倒产品从主管道部分25离开而进入第二空间44。

在包装形成步骤中，通过包装形成单元19的操作来形成包装2，包装形成单元19在形成步骤之后容纳管3。特别地，在包装形成步骤期间，操作组件29和反操作组件30沿着它们各自的输送路径前进。当操作组件31及其各自的反操作组件32沿着它们各自的操作部分前进时，操作组件31和各自的反操作组件32彼此协作以形成、横向密封并且优选但非必须地横向切割前进中的管3，以形成包装2。在包装形成步骤中，将可倾倒的产品连续地引导到第二空间44中以获得填充的包装2。

根据前述描述，根据本发明的包装装置1的优点将显而易见。

特别地，包装装置1和方法允许在以高精度确定气体空间11的体积的情况下生产部分填充的包装2。

另一个优点是，通过提供气垫10，基本上阻止了在填充管3期间形成泡沫。

另一个优点在于，几乎没有堵塞气体供给管道34的风险。

另一优点是气体空间11的体积可以大于用已知方法和包装装置可获得的空间。

另一个优点是，产品柱8的第一部分8a用作垫10内的无菌气体的密封件，从而减少了无菌气体的损失并减少了总体无菌气体的消耗。

但是，显然，在不脱离所附权利要求所限定的保护范围的情况下，可以对本文所述的包装装置1进行改变。

在未示出的替代实施方案中，加压设备41配置成对隔离室16的至少一部分加压，以使由存在于隔离室16内的无菌气体限定的辅助无菌气体作用在产品柱8上。在这样的替代实施方案中，包装装置1将不包括限定元件42。

在未示出的另一替代实施方案中，填充管道24和气体供给管34和/或气体供给管道49可以彼此间隔开地布置。

在未示出的甚至另一替代实施方案中，限定元件42可被设计成在使用中抵接管的内表面。

Claims (18)

1.一种用于形成填充有可倾倒产品的密封的部分填充的包装(2)的方法，所述方法至少包括以下步骤：

由包装材料的幅材(4)形成管(3)；

将所述可倾倒产品填充到所述管(3)中，以在所述管(3)内形成产品柱(8)；

将无菌气体引导到所述产品柱(8)中，以在所述产品柱(8)内形成和/或保持气垫(10)；

形成并横向密封所述管(3)，以获得包含所述可倾倒产品和由来源于所述气垫(10)的限定体积的所述无菌气体形成的气体空间(11)的所述包装(2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括以下步骤：

检测和/或确定所述产品柱(8)的海拔高度；

根据所述海拔高度控制所述无菌气体的压强。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在控制所述无菌气体的压强的步骤期间，控制所述无菌气体的压强，使得所述产品柱(8)的所述海拔高度保持基本恒定。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在控制所述无菌气体的压强的步骤期间，根据所述包装(2)的大小和/或规格来控制所述无菌气体的压强和/或流量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，形成并横向密封所述管(3)的步骤包括以下步骤：通过所述气垫(10)的一部分横向密封所述管(3)以获得所述包装(2)中的所述气体空间(11)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在引导无菌气体的步骤期间，控制所述无菌气体的压强和/或流量，使得存在于所述包装(2)中的无菌气体的体积的范围介于所述包装(2)的总内部体积的1％至35％之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述引导的步骤期间，将所述气垫(10)内的所述无菌气体的压强控制在比环境压强高介于5kPa至40kPa之间的范围内，特别是比所述环境压强高介于10kPa至30kPa之间的范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还至少包括控制作用在所述产品柱(8)上的辅助无菌气体的压强的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在使用中，限定元件(42)被布置在所述管(3)内并且被设计成将所述管(3)分成第一空间(43)和第二空间(44)；

其中所述第二空间(44)包含所述产品柱(8)，并且在控制所述辅助无菌气体的压强的步骤中，将所述辅助无菌气体引导到所述第二空间(44)的在所述限定元件(42)和所述产品柱(8)之间的区域中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括至少以下步骤：

使所述包装材料的幅材(4)前进到管形成站(6)，在该管形成站(6)处，使所述包装材料的幅材(4)形成为所述管(3)；以及

使所述管(3)沿着管前进路径(Q)前进。

11.一种用于形成填充有可倾倒产品的密封的部分填充的包装(2)的包装装置(1)，所述包装装置至少包括：

管形成和密封设备(5)，其配置成由包装材料的幅材(4)形成管(3)并纵向密封所述管(3)；

填充设备(7)，其适于在使用中将可倾倒产品引导到所述管(3)中，以便在所述管(3)内获得产品柱(8)；

气体供给设备(9)，其配置成将无菌气体引导到所述产品柱(8)中，以便在使用中在所述产品柱(8)内形成和/或保持气垫(10)；

包装形成单元(19)，其用于形成和横向密封所述管(3)，以获得填充有所述可倾倒产品并且包含气体空间的所述包装(2)，所述气体空间包含存在于所述气垫(10)中的限定体积的所述无菌气体。

12.根据权利要求11所述的包装装置，其中，所述气体供给设备(9)包括高度检测单元，所述高度检测单元被配置为检测和/或确定所述产品柱(8)的海拔高度；以及

其中所述气体供给设备(9)被配置为根据所述海拔高度来控制所述无菌气体的压强。

13.根据权利要求11所述的包装装置，其中，所述气体供给设备(9)被配置为控制所述无菌气体的压强，使得所述产品柱(8)的所述海拔高度在使用中保持基本恒定。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的包装装置，其中，所述包装形成单元(19)被配置成通过所述气垫(10)的一部分横向密封所述管(3)以获得在所述包装(2)中的所述气体空间(11)。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的包装装置，其中，所述气体供给设备(9)被配置为根据所述包装(2)的尺寸和/或规格来控制所述无菌气体的压强。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的包装装置，其中，所述气体供给设备(9)被配置为将所述气垫(10)的所述无菌气体的气压控制在比环境压强高介于5kPa至40kPa之间的范围内，特别是比所述环境压强高介于10kPa至30kPa之间的范围内。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的包装装置，其还包括至少一个加压设备(41)，所述加压设备(41)被配置为控制作用在所述产品柱(8)上的辅助无菌气体的辅助压强。

18.根据权利要求17所述的包装装置，其还包括限定元件(42)，所述限定元件(42)在使用中布置在所述管(3)内的用于将所述管(3)分成第一空间(43)和第二空间(44)；

其中，所述第二空间(44)包括所述产品柱(8)；并且

其中，所述加压设备(41)被配置成将所述辅助无菌气体引导到介于所述限定元件(42)和所述产品柱(8)之间的所述第二空间(44)的区域中。

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