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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Behälter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1, wobei der Behälter
für die
aseptische Verpackung von mikrobiologisch empfindlichen Nahrungsmittelprodukten
geeignet ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Viele
Nahrungsmittelprodukte sind gegenüber einem mikrobiologischen
Verderb anfällig.
Solche Produkte werden hierin als mikrobiologisch empfindliche Nahrungsmittelprodukte
bezeichnet. Mikrobiologisch empfindliche Nahrungsmittelprodukte
werden eine begrenzte Lagerdauer haben, wenn sie nicht geeigneterweise
konserviert werden. Üblicherweise werden
solche Produkte behandelt, um die relevante mikrobielle Last zu
eliminieren, wobei z.B. Pasteurisierung oder Sterilisierung verwendet
werden. Um die Lagerdauer von pasteurisierten oder sterilisierten Produkten
zu verlängern,
wurden Verfahren der hygienischen oder aseptischen Verpackung der
Nahrungsmittelprodukte entwickelt.
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Für nicht-karbonisierte
flüssige
oder gießfähige mikrobiologisch
empfindliche Nahrungsmittelprodukte, wie z.B. Milchprodukte, Fruchtsäfte usw., sind
verschiedene Wege der aseptischen Verpackung bekannt.
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J.
Goursaud beschreibt in Food Packaging Technology, Bd. 2, Kapitel
35, Herausgeber G. Bureau und J.-L. Multon, VCH Publishers Inc.
(1996), Verfahren zur aseptischen Verpackung von Milchprodukten.
Einige kommerzielle Verfahren, z.B. Tetra Brik, Aseptic Combiblock
und Elopak, verwenden eine Kartonlaminatstruktur zur Bildung eines
Behälters,
der nach Füllung
mit sterilisierter Milch versiegelt wird. Andere Verfahren, z.B.
die, die von Bottle-pack, Remy, Serac und Erca entwickelt wurden, verwenden
Kunststoffbehälter.
Die Kunststoffbehälter
werden unter Verwendung einer hitzeversiegelten Aluminiumfolie (Zinnfolie)
oder einer Schraubkappe verschlossen. Für Joghurt können Gläser bzw. Gefäße und „Goblets" bzw. Kelchgefäße verwendet
werden, die üblicherweise
mit (Aluminium-) Folie (Zinnfolie) versiegelt werden.
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Eine
Anforderung an eine aseptische Verpackung ist, dass die Verpackung
verfälschungssicher ist
oder Originalsicherheit bereitstellt, wie sie in einem Laden auftritt.
Eine heißgesiegelte
Folie zeigt, ob ein „Tampering" bzw. ein „Hantieren" erfolgt ist, da die
Folie angegriffen/beschädigt
wird, wenn daran hantiert wird. Schraubkappen können mit einem Ring oder Bruchverschluss
versehen sein, der aufgerissen oder gebrochen wird, wenn der Behälter zum
ersten Mal geöffnet
wird.
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Die
bekannten Verschlüsse
für die
aseptischen Packungen haben eine Reihe von Nachteilen. Heißgesiegelte
Aluminiumfolien können
nicht wieder verschlossen werden, so dass oft eine zusätzliche Schraubkappe
angefügt
ist, wenn eine Wiederverschließbarkeit
erwünscht
ist. Darüber
hinaus ist eine Aluminiumfolie (Zinnfolie) verletzbar. Die Schraubkappe
muss aufgeschraubt werden, um den Behälter zu öffnen, und nach Verwendung
wieder aufgebracht werden, was sie in der Verwendung schwierig macht. Darüber hinaus
wird eine Schraubkappe nach dem Öffnen
vom Behälter
abgetrennt und kann verloren gehen und ist für ein Verschmutzen anfällig.
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Es
ist bekannt, durch Spritzblasformen geformte Behälter zur aseptischen Verpackung
zu verwenden, wobei spritzgegossene Vorformen verwendet werden.
EP 1122168 beschreibt ein
Verfahren zum Formen und Füllen
von aseptischen Behältern. Das
Verfahren umfasst die Schritte Sterilisieren von Vorformen, Erwärmen der
sterilisierten Vorformen auf eine Temperatur, die zur Orientierung
geeignet ist, Formen der erwärmten
Vorformen zu Behältern durch
ein Orientierungsblasformverfahren, Füllen der geformten Behälter mit
einer aseptischen Flüssigkeit und
hermetisch Verschließen
der gefüllten
Behälter jeweils
mit einem aseptischen Verschluss. Die Behälter werden mit sterilisierten
Kappen verkappt, welche nicht detailliert beschrieben werden.
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CH 595255 beschreibt einen
sterilen verschließbaren
Behälter
mit einer Einschnappkappe, der zur Verpackung von flüssigen oder
festen Pharmazeutika geeignet ist. Der Behälter ist „tamper-proof" bzw. sicher gegenüber einem
Herumhantieren, siehe Spalte 2, Zeilen 25–31, und ist wieder verschließbar. Der
Behälter
wird hermetisch verschlossen, da Gewinde
12 in den Hals
9 des
Behälters
getrieben ist und die obere Einfassung
8 des zylindrischen
oberen Teils des Behälters
in die ringförmige
Aussparung
13 getrieben ist. Als Resultat dieser Konstruktion
wird in der Kappe eine relativ große Materialmenge verwendet,
außerdem
ist die Kappe nur zum Verschließen
von Hälsen
mit kleinem Durchmesser geeignet. Der obere Teil des Halses der
Flasche muss sehr genau dimensioniert sein, ansonsten wird die Flasche
nicht aseptisch sein. Die Presskraft auf die Kappe zum Einschnappen
ist ebenfalls hoch. Darüber
hinaus ist die beschriebene Flasche vorzugsweise aus Glas, was in
einem Behälter
mit einem hohen Gewicht resultieren wird.
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FR 2744100 beschreibt einen
Einschnappverschluss, der einen Umfangsrand mit einem vorstehenden
Grat hat, der zum Eingriff mit der Innenseite des Halses bestimmt
ist, wobei der freie äußere Durchmesser
des vorstehenden Grats leicht größer ist
als der freie innere Durchmesser des Halses. Der Verschluss zeigt
Originalsicherheit, siehe den Abziehstreifen
4. Er kann
mit einer Hand geöffnet
werden, nachdem der Abziehstreifen entfernt wurde. In
FR 2744100 wird keine Verwendung zur
aseptischen Verpackung beschrieben.
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WO
99/61337 beschreibt eine Kunststoffflasche, umfassend einen durch
Extrusionblasformen geformten Körper
und eine Anordnung aus spritzgegossenem Hals und spritzgegossener
Kappe, wobei die Kappe an den Hals angepasst ist, um einen leckfreien
abtrennbaren Verschluss bereitzustellen. Der Verschluss wird mit
einer Folie (70) versiegelt. Diese Flasche hat dieselben
Nachteile wie die oben für
andere Folie versiegelten Verschlüsse beschriebenen. Darüber hinaus
wird gemäß WO 99/61337
ein getrennter Schritt benötigt,
um die Hals- und Kappen-Anordnung mit dem Behälterkörper zu verbinden.
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US 6260723 beschreibt einen
Kunststoffbehälter
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, eine Packung für
strömungsfähige Medien
mit einem Einschnappdeckel, der einen aseptischen Verschluss bereitstellt.
Der aseptische Verschluss wird mit einer ringförmigen Dichtungslippe verwirklicht,
die mit der inneren Oberfläche
des Rands der Packung in Dichtungseingriff gebracht wird. Da der
dichtende Bereich die Innenseite des Randes ist, kann die Dichtung
einfach beschädigt
werden, wenn diese Innenseite beschädigt wird. Eine Beschädigung kann
in einfacher Weise bei der Handhabung der Packung oder der Vorformen
(Rohlinge) auftreten, da der Rand immer freiliegt und daher die
Dichtungsfläche
nicht geschützt
ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Daher
besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Behälters, der
für die
aseptische Verpackung von mikrobiologisch empfindlichen Nahrungsmittelprodukten
geeignet ist. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
Behälters
mit einem Verschluss, der nach der Anfangsöffnung zuverlässig wieder
verschlossen werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
in der Bereitstellung eines Behälters
mit Verschluss, der „tamper-proof" ist oder Originalsicherheit zeigt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Behälters
mit Verschluss, der ein leichtes Gewicht hat. Weitere Aufgaben bestehen
in der Bereitstellung eines Verschlusses, der einen niedrigen Einschnappdruck
hat, der einfach recycelbar ist und der eine einfache Konstruktion
hat, und in der Bereitstellung eines Behälters, in dem die Dichtungsoberfläche gegen
Beschädigung
geschützt ist.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Behälters
mit Verschluss, der nach Anfangsöffnung
mit einer Hand zuverlässig geöffnet und
geschlossen werden kann und der nach der Öffnung mit dem Behälter verbunden
bleibt.
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Eine
oder mehrere dieser Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass
der Behälter
umfasst: Einen durch ein Spritzblasverfahren geformten Behälterkörper (1)
und -hals (2) und einen Verschluss (3), wobei
der Verschluss (3) ein Einschnappverschluss (3)
ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnappverschluss (3)
einen Umfangsrand (4) mit einem vorstehenden Grat (5),
der zum Eingriff an der Innenseite (6) des Halses (2)
bestimmt ist, umfasst, wobei der freie äußere Durchmesser des vorstehenden
Grats (5) leicht größer als
der freie innere Durchmesser des Halses ist, der Einschnappverschluss
(3) und der Hals Mittel (7, 8) für eine solide
Fixierung des vorstehenden Grats (5) in der axialen Richtung
des Halses, wenn der Behälter
geschlossen ist, umfassen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Der
Verschluss des erfindungsgemäßen Behälters ist
ein Einschnappverschluss. Dies bedeutet, dass der Verschluss gemäß der Erfindung
auf den Hals des Behälters
gedrückt
werden muss, nachdem der Behälter
gefüllt
wurde, um eine aseptische Dichtung zu erreichen. Dies steht in Gegensatz
zu einem Abdichten mit Folie, Kronenkorken oder Drehen eines Schraubverschlusses,
wie es im Stand der Technik offenbart ist. Gemäß der Erfindung wird ein mechanisch
einfaches Abdichten des Behälters
erreicht und das Gewicht des Behälters
und des Verschlusses ist gering. Kappe und Verschluss werden hier
als Synonyme verwendet.
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Die
Details der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform,
die nur als Beispiel dient, anhand der beigefügten Figuren erläutert.
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1:
Senkrechtschnitt des oberen Teils eines Behälters und des Einschnappverschlusses
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
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2:
Schnitt des Umfangsteils einer Einschnappkappe, der einen Steg (8)
zeigt.
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3:
Vergrößerter Bodengrundriss
des Einschnappverschlusses
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Der
Einschnappverschluss (3) umfasst einen Umfangsrand (4)
mit einem vorstehenden Grat (5), der zum Eingriff an der
Innenseite (6) des Halses (2) bestimmt ist, wobei
der freie äußere Durchmesser des
vorstehenden Grats (5) leicht größer als der freie innere Durchmesser
des Halses (2) ist und der Einschnappverschluss (3)
und der Hals (2) Mittel (7, 8, 9, 10)
für eine
solide Fixierung des vorstehenden Grats (5) in axialer
Richtung des Halses (2), wenn der Behälter geschlossen ist, umfassen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Länge
des Umfangsrandes (4) so, dass, wenn der Einschnappverschluss
(3) an dem Hals (2) eingeschnappt ist und der
vorstehende Grat (5) in Eingriff mit der Innenseite (6)
des Halses (2) ist, der vorstehende Grat (5) bei
einer Tiefe von 0,2 D oder mehr, bevorzugter 0,3 bis 0,5 D, ist,
wobei D der Innendurchmesser des Halses (2) ist und die
Tiefe ab dem oberen Rand des Halses bis zur Mitte des vorstehenden
Grats (5) gemessen wird.
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Vorzugsweise
fixieren eine Reihe von Stegen (8), die sich von der Oberseite
des Verschlusses in Richtung des oberen nach außen gebogenen Randes des Halses
erstrecken, den vorstehenden Grat in Richtung nach unten. Diese
Stege (8) haben eine solche Höhe, dass der Boden den oberen
nach außen gebogenen
Rand des Halses berührt,
wenn der Einschnappverschluss (3) auf dem Hals (2)
des Behälters
eingeschnappt ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform,
wie sie in 2 gezeigt ist, liegt ein Vorsprung
(7) des Halses (2) an einem schrägen Teil
(10) des Bodenteils des Verschlusses (3) an, was
eine Abwärtsbewegung
des vorspringenden Grats (5) verhindert, während ein
Steg (8) an den oberen vorstehenden Grat (9) des
Halses (2) anliegt, was in einer Fixierung des vorstehenden
Grats (5) in Richtung nach oben resultiert.
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Ein
Verschließen
eines Behälters,
der mit einem sterilen Produkt gefüllt ist, in der oben beschriebenen
Weise liefert ein kommerziell aseptisch verpacktes Produkt.
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Vorzugsweise
ist die Bewegungstoleranz des vorstehenden Grats (5) in
der axialen Richtung des Halses, wenn der Behälter geschlossen ist, kleiner
als die Höhe
(H in 5) der Kontaktfläche zwischen
dem vorstehenden Grat (5) und der Innenseite (6)
des Halses (2).
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Vorteilhafterweise
hat der Hals (2) eine Innenseite (6), die keine
Rinnen mit einer Breite von 0,5 mm oder größer hat. Diese Maßnahmen
werden das Risiko einer mikrobiologischen Kontamination weiter verringern.
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Der
Verschluss gemäß der Erfindung
ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das spritzgeformt
ist. Der Behälter
wird vorzugsweise in zwei Schritten hergestellt. Im erste Schritt
wird eine Vorform durch Spritzgießen produziert, dies sichert
eine hohe Genauigkeit im Hals des Behälters. Die Vorform ist so konzipiert,
dass die Dichtungsfläche
nicht durch andere Vorformen während
der Handhabung und des Transportes vom Vorformspritzen bis zum Blasformen
berührt
werden kann. In einem anschließenden
Schritt wird der Behälterkörper durch
Blasformen geformt. Die Dichtungsfläche im Inneren des Vorformhalses
wird durch kein Objekt berührt,
um Kratzer zu vermeiden. Der Dichtungsbereich ist Teil der Innenseite
(6) des Halses (2), der in Kontakt mit den vorstehendem
Grat (5) ist, wenn der Behälter dicht verschlossen ist.
Der Blas-, Sterilisations-, Füll-
und Verkappungsvorgang müssen
vorzugsweise in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, um einen mechanischen
Kontakt zwischen der Innenseite des Halses und der Vorrichtung zu
vermeiden. Das oben beschriebene Verfahren gewährleistet eine genaue glatte
Innenseite ohne Kratzer durch Handhabung. Vorzugsweise ist die Shore
D-Härte
des Materials des vorstehenden Grats (5) niedriger als
die Shore D-Härte
des Materials des Halses (2). Dies bewirkt, dass das Material
des vorstehenden Grats in einfacher Weise Rillen oder die Oberflächenrauhigkeit
der Innenseite des Halses auffüllen
kann, was in einer verbesserten Abdichtung des Behälters resultiert. Die
Shore D-Härte
des Materials des vorstehenden Grats (5) ist vorzugsweise
65 oder weniger, bevorzugter 60 oder weniger, und die Shore D-Härte des Materials
des Halses (2) ist vorzugsweise 70 oder mehr, bevorzugter
80 oder mehr.
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Die
Shore D-Härte
kann mit einer Apparatur gemessen werden, die als Durometer bekannt
ist und folglich auch als „Härte-Durometer" bekannt ist. Der Härtewert
wird durch die Penetration des Durometer-Eindringkörperfußes in die
Probe bestimmt. Wegen der Rückprallelastizität von Kautschuken
und Kunststoffen kann die Eindringablesung sich mit der Zeit verändern – so wird
die Eindringzeit zusammen mit der Härtezahl angegeben. Die Bezeichnung
des ASTM-Testverfahrens, das hier verwendet wird, ist ASTM D2240
00. Verwandte Verfahren umfassen ISO 7619 und ISO 868; DIN 53505
und JIS K 6301, das aufgegeben wurde und durch JIS K 6253 abgelöst wurde.
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Obgleich
das Material des vorstehenden Grats für die Abdichtung äußerst relevant
ist und es sich vom Rest des Materials des Einschnappverschlusses
unterscheiden kann, ist es bevorzugt, dass der Einschnappverschluss,
einschließlich
des vorstehenden Grats aus demselben Material besteht, und zwar
aus Gründen
der Einfachheit und der Recycelbarkeit.
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Geeignete
Materialien für
den Behälterkörper sind
elastische Kunststoffmaterialien, die durch Spritz-Blas-Formen geformt
werden können,
z.B. Polyethylenterephtalat (PET), Polycarbonat (PC) oder PEN oder
Gemische davon.
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Geeignete
Materialien für
den Einschnappverschluss sind Kunststoffmaterialien, die spritzgegossen
werden können,
z.B. verschiedene Polyethylentypen, beispielsweise Polyethylen niedriger
Dichte (LLDPE).
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Vorzugsweise
hat der Einschnappverschluss ein Gelenk (11). Dies erlaubt
es, dass der Behälter nach
anfänglichem Öffnen und
nach Entfernung des Aufreißstreifens
mit einer Hand geöffnet
wird. Vorteilhafterweise ist das Scharnier (11) ein Schnappscharnier
(11), das in der Verwendung sogar noch bequemer ist, da
es den Verschluss in zwei Positionen, geöffnet und geschlossen, fixiert.
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Vorzugsweise
umfasst der Einschnappverschluss einen Umfangsaufreißstreifen
(12). Dieser Aufreißstreifen
liefert Originalsicherheit. Der Aufreißstreifen kann vorzugsweise
mit einem Griff (13) versehen sein.
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Vorzugsweise
ist der Behälter
eine Flasche, allerdings ist die Erfindung nicht auf Flaschen beschränkt. Andere
Behälter
wie Gläser
bzw. Becher, „Goblets" usw. können ebenfalls
Nutzen aus der Erfindung ziehen.
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Die
Erfindung bezieht sich nur auf Nahrungsmittelprodukte, die nicht
unter Druck verpackt werden müssen,
so dass die Verpackung von z.B. karbonisierten Getränken ausgeschlossen
ist.
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Nachdem
der Behälter
und der Verschluss hergestellt wurden, werden sie vorzugsweise sterilisiert,
z.B. durch Besprühen
mit einer Desinfektionsflüssigkeit
(z.B. 4,5 Gew.-% Oxinia, Henkel Ecolab Deutschland) und anschließendem Spülen mit
sterilisiertem Wasser.
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Es
kann auch ein anderes Sterilisationsverfahren angewendet werden.
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Nach
Sterilisation wird der Behälter
mit einem Nahrungsmittelprodukt gefüllt und durch Drücken auf
den sterilisierten Einschnappverschluss versiegelt.
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Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf einen Behälter,
der hierin beschrieben ist, der mit einem sterilisierten oder pasteurisierten
mikrobiologisch empfindlichen Nahrungsprodukt gefüllt ist.
Der Behälter
gemäß der Erfindung
ist speziell für
ein mikrobiologisch empfindliches Nahrungsmittelprodukt mit einem
pH zwischen 6 und 8 geeignet.
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Das
mikrobiologisch empfindliche Nahrungsprodukt kann einen beliebigen
Zustand oder ein beliebiges Aussehen haben: Es kann eine Flüssigkeit, ein
gießfähiges Material,
ein löffelfähiges oder streichfähiges Material
oder eine feste Paste oder Partikel sein. Vorzugsweise ist das Lebensmittelprodukt
ein flüssiges,
ausdrückbares
oder gießfähiges Produkt.
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Beispiel
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Behälter mit
Einschnappverschluss mit einem Volumen von 250 ml entsprechend 1 bis 3 wurden
hergestellt. Das Material des Behälters war Polyethylenterephtalat
(PET), das für
ein biaxiales Blasformen geeignet ist, das eine Shore D-Härte von
83 hat. Das Material des Einschnappverschlusses war lineares Polyethylen
geringer Dichte (LLDPE) mit einer Shore D-Härte von 53.
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Vorformen
wurden durch Injektionsblasformen hergestellt. Einschnappverschlüsse wurden spritzgegossen.
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Vorformen
wurden in eine Husky Blasformmaschine geführt und die Vorformen wurden
blasgeformt, wobei der Hals der Vorformen nur an der Außenseite
gehalten wurde.
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Die
resultierenden Flaschen und die Einschnappverschlüsse wurden
durch Gamma-Bestrahlung
sterilisiert. Nach Desinfektion wurden sie in einer sterilen Umgebung
bis zum Verschließen
der Flaschen mit den Einschnappverschlüssen gehalten.
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Die
Flaschen wurden mit sterilisierter Sahne gefüllt und mit den Einschnappverschlüssen in
einer Hochhygiene-Umgebung gehalten. Eine Manschette (Folie aus
orientiertem Polystyrol) wurde um die Flasche geschrumpft, wobei
sie den Körper
und den Hals der Flasche, einschließlich des Fixierungsrings der
Kappe unter dem Aufreißstreifen,
nicht aber die Kappe, bedeckte.
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Die
so hergestellten aseptischen Behälter wurden
wie folgt getestet.
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Test der aseptischen
Behälter
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Die
Oberseite von 32 Flaschen, die wie oben beschrieben hergestellt
worden waren, wurden mit einer frischen Kultur von Serratia marescens
besprüht,
wobei ein Chromatographieatomisator verwendet wurde (etwa 2 ml 10E9-Bakterien/ml).
Das Besprühen
wurde während
zwei aufeinanderfolgenden Tagen wiederholt. Nach jeder Behandlung
wurden die besprühten
Flaschen bei 30°C
insgesamt für 6
Tage inkubiert.
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Alle
Proben wurden mikrobiologisch durch Dissimitation auf Plattenzählagar untersucht
und es wurden keine Serratia marescens-Bakterien oder andere Bakterien
in keinem der 32 Behälter
gefunden. Eine Wiederholung dieses Tests mit einer anderen Charge
aus 32 Flaschen lieferte wiederum das Resultat, dass in keinem der
32 Behälter
Verderb gefunden wurde.
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Als
Blindtest wurden vier Flaschen geöffnet und mit der Serratia
marescens-Kultur inokuliert. Innerhalb von zwei Tagen bei 30°C trat starkes
Wachstum auf und führte
zu einer sichtbaren Verschlechterung der Sahne.