DE10311334A1

DE10311334A1 - Verpackungsmaschinenstraße mit Vorrichtung zur Beaufschlagung der Verpackungen mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff

Info

Publication number: DE10311334A1
Application number: DE10311334A
Authority: DE
Inventors: Hans Günter DONGES; Klaus Meyer; Rolf Blöcher; Ulrich Thomas
Original assignee: CFS Germany GmbH
Current assignee: GEA CFS Germany GmbH
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-07-08
Also published as: CN1777535A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschinenstraße zur Herstellung und Befüllung von tiefgezogenen Verpackungsmulden aus einer Kunststofffolie mit mindestens einer Tiefziehstation, mindestens einer Befüllstation und einer zwischen den o. g. Stationen angeordneten Vorrichtung zur Beaufschlagung der Verpackungsmulden mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff, der bei Atmosphärendruck einen Siede- oder Sublimationspunkt < 10 DEG C, vorzugsweise < -5 DEG C, besonders bevorzugt < -10 DEG C, und eine Temperatur < 3 DEG C, vorzugsweise < -50 DEG C, besonders bevorzugt < -100 DEG C, aufweist, vorzugsweise einem Flüssiggas und/oder einem Inertgas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschinenstraße zur Erzeugung tiefgezogener Verpackungsmulden aus einer Kunststofffolie mit einer Vorrichtung zur Beaufschlagung der Verpackungen mit einem innerhalb der verschlossenen Verpackung gewünschten Gas, beispielsweise einem Inertgas oder mit Sauerstoff angereicherter Luft.
Derartige Verpackungsmaschinenstraßen sind in einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Maschinenstraße wird beispielsweise in der DE 102 14 344.7 beschrieben. Diese Patentanmeldung wird hiermit als Referenz eingeführt und gilt somit als Teil der Offenbarung.
Bei den bekannten Verpackungsmaschinenstraßen wird die zu Verpackungsmulden tiefgezogene Folie abgekühlt, anschließend befüllt, gegebenenfalls entgast oder mit einem Inertgas beaufschlagt und schließlich gesiegelt. Dabei stellt sich jedoch das Problem, dass die Herstellung und Befüllung der Verpackungen auf herkömmlichen Verpackungsmaschinen anlagen- und zeitintensiv ist.
Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Verpackungsmaschinenstraße zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Verpackungsmaschinenstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß der Erfindung ist eine Verpackungsmaschinenstraße mit mindestens einer Tiefziehstation und mindestens einer Befüllstation geschaffen worden, bei der zwischen den genannten Stationen eine Vorrichtung zur Beaufschlagung der tiefgezogenen Verpackungsmulden mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff, der bei Atmosphärendruck einen Siede- oder Sublimationspunkt < 10 °C und eine Temperatur < 3 °C aufweist, angeordnet ist.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die Verflüchtigung eines Stoffes die stoffspezifische druck- und temperaturabhängige Neigung beschreibt, vom festen oder flüssigen Phasenzustand in die Gasphase überzugehen.
Der gasförmige oder flüchtige Stoff kann jede Substanz sein, die unter Atmosphärendruck und einer Temperatur < 1 °C gasförmig ist oder verdampft und somit zumindest teilweise die Atmosphäre innerhalb der gesiegelten Verpackung bildet. Dies können Inertgase wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid sein oder aber Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft. Ebenso können die Stoffe in ihrer flüssigen, festen und/oder gasförmigen Aggregatform zugegeben werden und anschließend innerhalb der Verpackung verdampfen, verdunsten und/oder sublimieren. Unter Sublimation wird der Übergang von der Fest- in die Gasphase verstanden. So kann beispielweise Trockeneis oder flüssiger Stickstoff in die Verpackungsmulden gegeben werden, das dort gasförmig wird.
Der Fachmann versteht, dass die Auswahl der gasförmigen oder flüchtigen Stoffe von den Erfordernissen des innerhalb der Verpackung aufbewahrten Füllguts abhängt und keinerlei Einschränkungen seitens der verwendeten Anlagentechnik unterliegt. In bevorzugter Weise wird der gasförmige oder flüchtige Stoff so gewählt, dass der gasförmige oder flüchtige Stoff unter üblichen Bedingungen bei Befüllen der Verpackung mit Füllgut ausschließlich in gasförmiger Phase innerhalb der Verpackung vorliegt. Ganz besonders bevorzugt wird CO₂ und/oder N₂ mit einer Temperatur < –50 °C, vorzugsweise < –100 °C, ganz besonders bevorzugt < –150 °C eingesetzt.
Die tiefgezogenen Verpackungsmulden werden in der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschinenstraßen derart mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagt, dass zumindest eine erste Kühlung der durch den Umformvorgang und/oder einen vorgeschalteten Aufheizvorgang erwärmten Folie eintritt und dass die Verpackungsmulden einem ersten Gasaustausch, das heißt einer Verdrängung der in den Verpackungsmulden vorliegenden Luft, unterzogen werden.
Es war für den Fachmann äußerst erstaunlich, dass bei Verwendung der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschinenstraße tiefgezogene Verpackungsmulden in einer einzigen Vorrichtung zumindest teilgekühlt und gegebenenfalls teilweise inertisiert werden können. In den meisten Fällen können die Verpackungsmulden hierbei sehr schnell unterhalb eine für die Weiterverarbeitung, beispielsweise die Befüllung, geforderte Maximaltemperatur, beispielsweise 2 °C, abgekühlt werden. Oftmals ist eine starke Abkühlung der Oberflächen allein ausreichend, um die Verpackung zumindest während des gesamten Verpackungsvorganges unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur zu halten, weil die in der Folie gespeichert Wärme, die mit der Zeit in Richtung der gekühlten Oberfläche transportiert wird, nicht ausreicht um die Oberfläche über die zulässige Maximaltemperatur zu heben. Die Verpackungsmulden werden zumindest teilweise sterilisiert.
Nach der Beaufschlagung der Verpackung mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff verbleibt dieser zumindest zu einem Teil innerhalb der Verpackungsmulde, so dass ein gegebenenfalls nach der Befüllung der Verpackungsmulde mit Verpackungsgut erfolgender Gasaustausch ganz entfallen oder aber zumindest deutlich verkürzt werden kann, weil zumindest das Gas unterhalb des Verpackungsgutes nicht oder nur zu einem kleineren Teil ausgetauscht werden muss.
Dem Fachmann sind Mittel und Vorrichtungen zur Beaufschlagung einer Verpackungsmulde mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff bekannt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen diese Mittel aus Zufuhrleitungen, welche in Auslassöffnungen über jeder einzelnen Verpackungsmulde münden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind diese Mittel oberhalb der Verpackungsmulden angeordnet, so dass der gasförmige oder flüchtige Stoff direkt in die Verpackungsmulden hinein geleitet werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Auslassöffnungen Schlitzdüsen auf, aus denen der gasförmige oder flüchtige Stoff in die Verpackungsmulden eintritt. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine intensivere und gleichmäßigere Beaufschlagung der Verpackungsmulden über deren gesamte Länge und/oder Breite gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel derart ausgestaltet, dass zumindest zwei Verpackungsmulden gleichzeitig mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagt werden können. So wird auf besonders einfache Weise der Durchsatz einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschinenstraße erhöht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Durchsatz taktweise, so dass gleichzeitig eine Mehrzahl, beispielsweise sechs, Verpackungsmulden erwärmt, tiefgezogen und mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagt werden. Hierdurch wird der Durchsatz durch die erfindungsgemäße Verpackungsmaschinenstraße auf einfache Weise erhöht.
Die Menge an eingeleitetem flüchtigen Stoff richtet sich dabei in dem Fachmann bekannter Weise nach dem gewünschten Ergebnis hinsichtlich der Kühlung des erwärmten Materials und der innerhalb der Verpackungsmulde gewünschten Stoffmenge.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagten Verpackungsmulden direkt anschließend abgedeckt, wodurch in einfacher Weise eine nahezu unveränderte Gasatmosphäre innerhalb der Verpackungsmulde bestehen bleibt. Diese Abdeckung kann in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch eine Abdeckplatte, welche vorzugsweise zwischen der Kühlung und der Befüllung und/oder zwischen der Befüllung und der Siegelung der Verpackungsmulden erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verpackungsmaschinenstraße des weiteren Mittel zum Auffangen und gegebenenfalls Rückführen des nach der Beaufschlagung der Verpackungsmulden entwichenen, beispielsweise verdampften oder verdunsteten Stoffs, vorgesehen. Die derart aufgefangenen Gase können in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zudem zum Gasaustausch in der Verpackungsmulde vor deren Siegelung verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von den 1 und 2 näher erläutert. Diese Figuren sind jedoch lediglich beispielhafte Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und schränken den Erfindungsgedanken in keiner Weise ein.
1 zeigt eine geschnittenen Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschinenstraße,
2 zeigt eine Draufsicht auf die Verpackungsmaschinenstraße gem. 1.
In 1 wird eine geschnittenen Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschinenstraße 2 dargestellt. Die Verpackungsmaschinenstraße 2 umfasst ein Beheizsystem 8, eine Tiefziehstation 6 und eine Vorrichtung 1 zum Beaufschlagen der Verpackungsmulden 4 mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff.
In 2 wird eine Draufsicht auf die Verpackungsmaschinenstraße 2 dargestellt. Die Folie 3, deren Ränder mit gestrichelten Linien 9 dargestellt sind, verläuft in Richtung des Pfeils 10 durch die Verpackungsmaschinenstraße 2. Nach Durchlaufen der Tiefziehstation 6, in der die Folie 3 zu Verpackungsmulden 4 geformt wird, werden die Verpackungsmulden 4 innerhalb der Vorrichtung 1 mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagt. Die Vorrichtung 1 weist hierzu Mittel 7 auf, durch die den gasförmigen oder flüchtigen Stoff von einem Vorrat (nicht gezeigt) zu den einzelnen Verpackungsmulden geleitet wird. Die Mittel 7 enden mittig über jeder einzelnen Verpackungsmulde 4 und münden in schematisch angedeuteten Schlitzdüsen 11, deren Längsausrichtung senkrecht zur Längsausrichtung der rechteckigen Verpackungsmulden 4 angeordnet ist. Der Fachmann versteht, dass eine besonders günstige Ausgestaltung der Schlitzdüsen 11 dann gegeben ist, wenn die Schlitzdüsen 11 parallel zur Längsausrichtung der Verpackungsmulden angeordnet sind und eine Länge aufweisen, die im wesentlichen der Länge der Verpackungsmulden 4 entspricht.

1: Vorrichtung
2: Verpackungsmaschinenstraße
3: Folie
4: Verpackungsmulde
5: Laufrichtung der Folie
6: Tiefziehstation
7: Mittel
8: Beheizsystem
9: Rand der Folie
10: Laufrichtung der Folie
11: Schlitzdüsen

Claims

Verpackungsmaschinenstraße (2) zur Herstellung von tiefgezogenen Verpackungsmulden (4) mit mindestens einer Tiefziehstation (6) und mindestens einer Befüllstation, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (1) zur Beaufschlagung Verpackungsmulden (4) mit einem gasförmigen oder flüchtigen Stoff, der bei Atmosphärendruck einen Siede- oder Sublimationspunkt < 10 °C, vorzugsweise < –5°C, besonders bevorzugt < –10 °C, und eine Temperatur < 3 °C, vorzugsweise < –50 °C, besonders bevorzugt < –100 °C, aufweist, in Laufrichtung (5) der Folie (3) zwischen der Tiefziehstation (6) und der Befüllstation angeordnet ist.
Verpackungsmaschinenstraße (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre in der verschlossenen Verpackung aus einem gasförmigen Stoff, insbesondere einem Inertgas oder mit Sauerstoff angereicherter Luft besteht.
Verpackungsmaschinenstraße (2) nach einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmulden (4) über oberhalb der Verpackungsmulden (4) angeordnete Mittel (7) mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagbar sind.
Verpackungsmaschinenstraße (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmulden (4) direkt nach der Beaufschlagung mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff abgedeckt werden.
Verpackungsmaschinenstraße (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Verpackungsmulden (4) zur gleichen Zeit mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff beaufschlagbar sind.
Verpackungsmaschinenstraße (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) in Schlitzdüsen münden, deren Länge im wesentlichen der Länge der mit dem gasförmigen oder flüchtigen Stoff zu beaufschlagenden Verpackungsmulde entspricht.
Verpackungsrnaschinenstraße (2) nach eine der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Auffangen und Rückführen des nach der Beaufschlagung verdunsteten oder verdampften Stoffes in den Verarbeitungsprozess vorgesehen sind.