DE69515843T2 - Containers with filling spouts, in particular for aseptic packaging systems and manufacturing processes therefor - Google Patents
Containers with filling spouts, in particular for aseptic packaging systems and manufacturing processes thereforInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen insbesondere für aseptische Verpackungssysteme geeigneten, mit einem Einfüllstutzen versehenen Behälter, und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Behälter.The present invention relates to a container provided with a filling nozzle, particularly suitable for aseptic packaging systems, and to a manufacturing method for such a container.
Behälter der obengenannten Art bestehen aus Beuteln mit Wänden aus mehreren Schichten oder Folien, wobei zumindest eine metallisierte Schicht vorhanden ist, oder jedenfalls mit einer Sperrwirkung.Containers of the above-mentioned type consist of bags with walls made of several layers or films, with at least one metallized layer being present, or in any case with a barrier effect.
Um ein konkretes Beispiel zu nennen, hat jede Wand des Beutels eine metallisierte äußere Lage, mit dem folgenden Schichtensystem, von außen nach innen arbeitend: Polyethylen - metallisiertes Polyester - Polyethylen, und eine doppelte innere Lage, die aus Polyethylen-Schlauchmaterial hergestellt wird. Der Beutel wird daher insgesamt sechs Folien aufweisen: zwei äußere Laminate und zwei rohrartige innere Folien.To give a concrete example, each wall of the bag will have a metallized outer layer, with the following layer system, working from the outside to the inside: polyethylene - metallized polyester - polyethylene, and a double inner layer made of polyethylene tubing. The bag will therefore have a total of six films: two outer laminates and two tubular inner films.
Ein solcher Beutel wird erhalten, indem die Folien jeder Wand separat zusammenfügt und dann der Länge nach entlang der Kanten heißversiegelt werden sowie quer, um einen Beutel vom nächsten zu trennen, nachdem ein Einfüllstutzen in eine Wand des Beutels eingesetzt und befestigt worden ist.Such a bag is obtained by joining the films of each wall separately and then heat sealing them lengthwise along the edges and crosswise to separate one bag from the next after a filling nozzle has been inserted and secured in one wall of the bag.
Natürlich kann die Zusammensetzung der Wände von der oben beispielhaft dargestellten abweichen, genau wie das Herstellungsverfahren für den Beutel, d. h. die verschiedenen Schritte beim Zusammenfügen der Folien, abweichen kann.Of course, the composition of the walls may differ from the example shown above, just like the The manufacturing process for the bag, ie the various steps in joining the films, may vary.
In jedem Fall wird der Einfüllstutzen, der einen im wesentlichen röhrenförmigen Körper mit einem ringförmigen Flansch an der Basis hat, von innen in die entsprechende Wand des Beutels eingesetzt, bevor dieser geschlossen wird, und dabei wird ein Loch gemacht, das durch die gesamte Wand durchgeht. Der Flansch des Stutzens stößt demnach an die Innenseite der entsprechenden Beutelwand und wird von außen mit ihr entlang einer kreisförmigen Spur heißversiegelt.In any case, the filling nozzle, which has a substantially tubular body with an annular flange at the base, is inserted from the inside into the corresponding wall of the bag before the latter is closed, making a hole that passes through the entire wall. The flange of the nozzle therefore abuts against the inside of the corresponding bag wall and is heat-sealed to it from the outside along a circular track.
Der so erhaltene Beutel, bei dem der Stutzen durch eine außenliegende Kappe verschlossen ist, wird normalerweise einer Gammastrahlen-Sterilisation unterzogen, bevor er den Benutzern zugesandt wird, insbesondere der Konservierungs- oder Ernährungsindustrie im allgemeinen, die sie zum Verpacken von Tomatenpürree und gehackten Tomaten, Fruchtsäften u. ä. verwendet.The bag thus obtained, with the neck closed by an external cap, is normally subjected to gamma-ray sterilization before being sent to users, in particular to the food and beverage industry in general, which uses it for packaging tomato purée and chopped tomatoes, fruit juices, etc.
Die Beutel werden mittels spezieller Systeme für das aseptische Verpacken befüllt, wobei das Produkt, nachdem es einer Hitzebehandlung mittels Rohrbündeln unterzogen wurde, zum Ladekopf befördert wird, der eine sterilisierte Kammer umfaßt, die sich selbst so positioniert, dass sie den Stutzen umfaßt, einen Strom aus Dampf oder einer geeigneten Sterilisationslösung ausstößt, so dass der Stutzenbereich sterilisiert wird, die Kappe von dem Stutzen entfernt und schließlich ein Produktförderungsrohr in den Stutzen positioniert, um das Befüllen des Beutels durchzuführen.The bags are filled by means of special systems for aseptic packaging, where the product, after being subjected to heat treatment by means of tube bundles, is conveyed to the loading head, which comprises a sterilized chamber, which positions itself to enclose the spout, emits a stream of steam or a suitable sterilizing solution so as to sterilize the spout area, removes the cap from the spout and finally positions a product conveying tube in the spout to carry out the filling of the bag.
Unter Berücksichtigung der Verwendung, für die die erfindungsgemäßen Beutel vorgesehen sind, ist es daher für eine gute Konservierung des Produkts extrem wichtig, dass deren Sterilität erhalten bleibt, bis sie befüllt sind.Therefore, taking into account the use for which the bags according to the invention are intended, it is extremely important for good preservation of the product that their sterility is maintained until they are filled.
Dies ist bei den zur Zeit hergestellten Beuteln nicht gänzlich garantiert aufgrund der Art und Weise, wie der Einfüllstutzen an die Beutel angebracht wird.This is not fully guaranteed with the bags currently manufactured due to the way the filler neck is attached to the bags.
Wie oben ausgeführt, müssen tatsächlich all die verschiedenen Schichten der entsprechenden Wand des Beutels durchbohrt werden, um die Kappe anzubringen, wobei der ringförmige Flansch an der Basis des Stutzens innen im Beutel verbleibt. Dies führt zu zwei Nachteilen.As stated above, in fact, all the different layers of the corresponding wall of the bag must be pierced to attach the cap, leaving the annular flange at the base of the nozzle inside the bag. This leads to two disadvantages.
Erstens macht das Einsetzen des ringförmigen Flanschmaterials des Stutzens innen in den Beutel die Sterilisierung der inneren Wand des Beutels schwierig, aber trotzdem notwendig.First, the insertion of the annular flange material of the nozzle inside the bag makes sterilization of the inner wall of the bag difficult, but nevertheless necessary.
Außerdem liefert die Tatsache, dass ein Loch durch die entsprechende Wand des Beutels gemacht werden muß, einen weiteren Grund für eine mögliche Verschmutzung des Beutelinneren. Wenn beispielsweise die dichte Versiegelung der Kappe aus irgendeinem Grund zwischen der Sterilisierungsstufe und der Befüllungsstufe des Beutels verloren ginge, wäre eine direkte Verbindung zwischen der inneren Kammer des Beutels und der äußeren Umgebung gegeben, was eine unabänderliche Verschmutzung zur Folge hätte.Furthermore, the fact that a hole must be made through the corresponding wall of the bag provides another reason for possible contamination of the interior of the bag. For example, if the tight seal of the cap were to be lost for any reason between the sterilization stage and the filling stage of the bag, there would be a direct connection between the inner chamber of the bag and the external environment, which would result in irreversible contamination.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die obengenannten Probleme zu beseitigen, während die Unversehrtheit der inneren Kammer des Beutels und damit ihr sterilisierter Zustand garantiert bleibt, sowohl während als auch nach der Anbringung des Einfüllstutzens.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned problems while guaranteeing the integrity of the inner chamber of the bag and thus its sterilized state, both during and after the attachment of the filling nozzle.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anbringung des Einfüllstutzens an den Beutel einfacher und sicherer zu machen.Another object of the invention is to make the attachment of the filling nozzle to the bag easier and safer.
Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung dank der Merkmale der anliegenden Ansprüche gelöst.These objects are achieved according to the invention thanks to the features of the appended claims.
Insbesondere wird der Einfüllstutzen gemäß der Erfindung so an die entsprechende Wand des Beutels angebracht, dass zumindest eine innere Schicht des Beutels bis zum Zeitpunkt des Befüllens intakt bleibt. Das heißt, der Stutzen wir von der Außenseite an diese Schicht oder diese Folie der Beutelwand angebracht und beispielsweise durch Heißsiegeln an einer solchen Schicht befestigt. Die anderen äußeren Schichten der Beutelwand, die vorher durchbohrt worden sind, um dem Stutzen zu erlauben, durch sie hindurchzutreten, werden anschließend verbunden. Dann folgt eine weitere äußere Versiegelung um den Stutzen, der damit fest mit dem Beutel verbunden wird, herum mit zumindest einer inneren nicht durchbohrten Folie, die zu dem Zeitpunkt geöffnet wird, zu dem der Beutel durch den Produktstrom befüllt wird, der in den Beutel unter Druck befördert wird, oder durch einen vorangehenden Strom aus Dampf, oder durch andere Mittel.In particular, the filling nozzle according to the invention is applied to the corresponding wall of the bag in such a way that at least one inner layer of the bag remains intact until the moment of filling. That is to say, the nozzle is applied from the outside to this layer or this film of the bag wall and is fixed to such a layer, for example by heat sealing. The other outer layers of the bag wall, which have previously been pierced to allow the nozzle to pass through them, are then connected. Then follows a further external seal around the nozzle, which is thus firmly connected to the bag, with at least one inner non-pierced film, which is opened at the moment the bag is filled by the flow of product conveyed into the bag under pressure, or by a preceding flow of steam, or by other means.
Weitere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende genaue Beschreibung verdeutlicht, die sich auf eine rein beispielhafte und daher nicht beschränkende Ausführungsform bezieht, die durch die anliegenden Zeichnungen veranschaulicht wird, wobei:Further characteristics of the invention will become clear from the following detailed description, which refers to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment, illustrated by the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 ein schematischer Querschnitt eines erfindungsgemäßen Behälters ist, der in dem Bereich liegt, wo der Einfüllstutzen angebracht ist,Fig. 1 is a schematic cross-section of a container according to the invention, located in the area where the filler neck is mounted,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Herstellungsanlage für den erfindungsgemäßen Behälter ist.Fig. 2 is a schematic view of a manufacturing plant for the container according to the invention.
In der Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Behälter für aseptische Verpackungssysteme als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.In Fig. 1, the container according to the invention for aseptic packaging systems is designated as a whole with the reference number 1.
In dem gezeigten Beispiel umfaßt jede Wand des Behälters 1 ein äußeres Laminat 2, das beispielsweise eine Reihe von Schichten aufweist, die von außen nach innen aus Polyethylen, metallisiertem Polyester, Polyethylen bestehen, und eine innere Polyethylenfolie 3.In the example shown, each wall of the container 1 comprises an outer laminate 2, which comprises, for example, a series of layers consisting from the outside to the inside of polyethylene, metallized polyester, polyethylene, and an inner polyethylene film 3.
Selbstverständlich sind jedoch andere Arten des Schichtens der Wände des Behälters 1 möglich. Beispielsweise kann eine weitere Schicht aus Polyethylen zwischen dem äußeren Laminat 2 und der inneren Folie 3 vorgesehen werden, gemäß den an sich bekannten Verfahren zur Herstellung von Behältern für aseptische Verpackungssysteme, auf die sich die Erfindung bezieht.Of course, other ways of layering the walls of the container 1 are possible. For example, a further layer of polyethylene can be provided between the outer laminate 2 and the inner film 3, according to the methods known per se for producing containers for aseptic packaging systems to which the invention relates.
Die Fig. 1 zeigt einen Stutzen 4, der an der entsprechenden Wand des Behälters 1 befestigt ist. Der Stutzen 4 umfaßt, in einer an sich bekannten Art und Weise, einen ringförmigen Flansch 5 und einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper 6, der von der Wand des Behälters hervorsteht und an der Außenseite mit einer Kappe 7 versiegelt ist.Figure 1 shows a nozzle 4 which is fixed to the corresponding wall of the container 1. The nozzle 4 comprises, in a manner known per se, an annular flange 5 and a substantially tubular body 6 which protrudes from the wall of the container and is sealed on the outside with a cap 7.
Gemäß der bekannten Technik wird der Stutzen eingesetzt, indem ein durchgehendes Loch in die entsprechende Wand des Behälters 1 gemacht wird, das durch beide Schichten 2, 3 durchgeht, wobei der Flansch in dem Behälter 1 platziert wird. Eine solche Anordnung hat all die oben beschriebenen Nachteile.According to the known technique, the nozzle is inserted by making a through hole in the corresponding wall of the container 1, passing through both layers 2, 3, placing the flange in the container 1. Such an arrangement has all the disadvantages described above.
Gemäß der Erfindung wird dagegen, wie in Fig. 1 gezeigt, der Stutzen 4 von außen angebracht, wobei die Folie 3 intakt bleibt, und der Basisflansch 5 wird mit dieser Folie 3 heißversiegelt, verklebt oder auf eine andere Art an der Folie befestigt.According to the invention, however, as shown in Fig. 1, the nozzle 4 is attached from the outside, leaving the foil 3 intact, and the base flange 5 is covered with this foil 3 heat sealed, glued or otherwise attached to the film.
Das äußere Laminat 2, das zuvor durchbohrt wurde, wird anschließend mit der Folie 3 verbunden, um den Durchtritt des rohrförmigen Körpers des Stutzens 4 zu erlauben, und schließlich wird oberhalb des Laminats 2 eine weitere Versiegelung an dem ringförmigen Flansch hergestellt.The outer laminate 2, which has been previously pierced, is then connected to the film 3 to allow the passage of the tubular body of the nozzle 4 and finally, a further seal is made on the annular flange above the laminate 2.
Auf diese Weise wird der Stutzen 4 dank der doppelten Versiegelung sehr sicher an der entsprechenden Wand des Behälters befestigt, ohne die innere Kammer des Behälters anzugreifen, denn zumindest der innere Film 3 bleibt intakt. Auf diese Weise bleibt die innere Kammer des Behälters immer völlig getrennt von der äußeren Umgebung, sogar wenn die Versiegelung der Kappe 7 und des Stutzens 4 verloren gingen, bevor der Behälter 1 befüllt würde.In this way, thanks to the double seal, the nozzle 4 is very securely fixed to the corresponding wall of the container, without affecting the inner chamber of the container, since at least the inner film 3 remains intact. In this way, the inner chamber of the container always remains completely separated from the external environment, even if the seal of the cap 7 and the nozzle 4 were lost before the container 1 was filled.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es sogar möglich, die nachfolgende Gammastrahlen-Sterilisation des Behälters nicht auszuführen, wenn er in einer sterilen Umgebung verschlossen wird, da keine Möglichkeit zur Verschmutzung der inneren Kammer des Behälters besteht. Dies ist sogar noch eher durchführbar, wenn eine abnehmbare Abdeckung über dem Stutzen 4 und der Kappe 7 angeordnet wird, wie sie in einer separaten italienischen Patentanmeldung desselben Anmelders, Goglio Luigi Milano S. p.A., eingereicht am 8. März 1995 mit der Nr. MI 95 A 000447, beschrieben ist.With the arrangement according to the invention it is even possible not to carry out the subsequent gamma-ray sterilization of the container when it is closed in a sterile environment, since there is no possibility of contamination of the internal chamber of the container. This is even more feasible if a removable cover is arranged over the nozzle 4 and the cap 7, as described in a separate Italian patent application by the same applicant, Goglio Luigi Milano S. p.A., filed on March 8, 1995 with the number MI 95 A 000447.
Zum Zeitpunkt des Befüllens wird der Behälter 1 unter den Befüllkopf gebracht, und der Produktstrom bringt den Polyethylenfilm zum Durchbrechen, um den Zugang zur inneren Kammer des Behälters 1 freizulegen.At the time of filling, the container 1 is placed under the filling head and the product flow breaks through the polyethylene film to reveal access to the inner chamber of the container 1.
Alternativ kann die Polyethylenschicht 3 vorher von einem Dampfdruckstrom durchbrochen werden.Alternatively, the polyethylene layer 3 can be previously penetrated by a vapor pressure stream.
Andernfalls kann die Folie 3 vorher mit mechanischen Mitteln durchbrochen werden, beispielsweise von dem Rohr selbst, das mit einer schrägen Spitze mit speziellen Zähnen zum Zerschneiden der Polyethylenfolie 3 versehen werden kann.Otherwise, the film 3 can be previously pierced by mechanical means, for example by the tube itself, which can be provided with an oblique tip with special teeth for cutting the polyethylene film 3.
Aus diesen Ausführungen werden die durch den Behälter erzielten Vorteile offensichtlich, insbesondere für aseptische Verpackungssysteme gemäß der Erfindung.From these statements, the advantages achieved by the container become apparent, in particular for aseptic packaging systems according to the invention.
Mit Bezug auf die Fig. 2 werden nun eine Anlage und ein entsprechendes Herstellungsverfahren für den Behälter 1 beschrieben, wobei selbstverständlich andere Anlagen und Verfahren innerhalb des Erfindungskonzepts verwendet werden können, das darin besteht, den Stutzen 4 anzubringen, wobei zumindest eine Schicht der entsprechenden Wand des Behälters 1 intakt gelassen wird.With reference to Fig. 2, a plant and a corresponding manufacturing method for the container 1 will now be described, it being understood that other plants and methods can be used within the inventive concept, which consists in applying the nozzle 4 while leaving at least one layer of the corresponding wall of the container 1 intact.
In Fig. 2 bezeichnet 10 einen Haspel, von dem Schlauchmaterial abgewickelt wird, das zwei Polyethylen- Folien 3-3 umfaßt, die aufeinander liegend angeordnet sind und die dazu dienen, die inneren Schichten der Wände des Behälters 1 zu formen.In Fig. 2, 10 designates a reel from which hose material is unwound comprising two polyethylene films 3-3 arranged one on top of the other and which serve to form the inner layers of the walls of the container 1.
Das Schlauchmaterial 3-3 passiert eine Anzahl von Übertragungswalzen 11, die an sich bekannte Funktionen ausführen, und erreicht eine Station 12, wo die Stutzen 4 angebracht werden. Der Stutzen 4, der in der Fig. 2 absichtlich vergrößert gezeigt ist, wird möglicherweise unter sterilisierten Bedingungen an die äußere Oberfläche der oberen Folie des Schlauchmaterials angebracht, vorzugsweise durch Heißversiegeln seines ringförmigen Basisflansches 5.The tubing 3-3 passes through a number of transfer rollers 11, which perform functions known per se, and reaches a station 12 where the nozzles 4 are attached. The nozzle 4, which is shown intentionally enlarged in Fig. 2, is possibly attached under sterilized conditions to the outer surface of the upper film of the tubing, preferably by heat sealing its annular base flange 5.
Natürlich können jedoch andere Befestigungsarten eingesetzt werden, zum Beispiel Kleben oder ähnliches.Of course, other types of fastening can be used, for example gluing or similar.
Nicht gezeigte Mittel können ebenso in der Station 12 vorgesehen werden, um die beiden Folien 3-3 des Schlauchmaterials während der Anbringung des Stutzens 4 voneinander getrennt zu halten.Means not shown can also be provided in the station 12 to keep the two films 3-3 of the hose material separated from each other during the attachment of the nozzle 4.
Anschließend bewegt sich das Schlauchmaterial 3-3 mit dem angebrachten Stutzen 4 vorwärts und erreicht eine Station 13, wo das äußere Laminat 2 mit der Wand verbunden wird, die den Stutzen 4 trägt.The tubing 3-3 with the attached nozzle 4 then moves forward and reaches a station 13, where the outer laminate 2 is connected to the wall that supports the nozzle 4.
Das Laminat 2 wird von einem Haspel 20 abgewickelt, passiert eine Anzahl von Führungsrollen 21, wird an einer Stanzstation 14 in regelmäßigen Abständen durchbohrt, um die Fügungsstation 13 mit einem Loch in perfekter Paßgenauigkeit zu dem Stutzen 4 zu erreichen, um ihm zu erlauben, eingesetzt zu werden. In dieser Stufe wird eine weitere Versiegelung am Basisflansch 5 des Stutzens 4 hergestellt.The laminate 2 is unwound from a reel 20, passes a number of guide rollers 21, is pierced at a punching station 14 at regular intervals to reach the joining station 13 with a hole in perfect fit with the nozzle 4 to allow it to be inserted. At this stage a further seal is made on the base flange 5 of the nozzle 4.
Das Schlauchmaterial 3-3 bewegt sich dann mit dem auf der selben Seite wie die Wand, die den Stutzen 4 trägt, darauf befestigten Laminat 2 weiter vorwärts und läuft zwischen den Zugwalzen 22, bis es an einer Station 15 ankommt, wo die Verbindung mit dem anderen Laminat 2 ausgeführt wird, das von einem Haspel 30 abläuft und eine Anzahl von Führungsrollen 31 passiert.The tubing 3-3 then continues to advance with the laminate 2 secured to it on the same side as the wall supporting the nozzle 4 and passes between the pulling rollers 22 until it arrives at a station 15 where the connection is made to the other laminate 2 which runs off a reel 30 and passes a number of guide rollers 31.
Längs- und Querversiegelungen werden dann hergestellt, zusammen mit quer verlaufenden Schnitten, um nach einer letzten Schneidestation 35 die erfindungsgemäßen Behälter 1 zu erhalten.Longitudinal and transverse seals are then made, together with transverse cuts, to obtain, after a final cutting station 35, the containers 1 according to the invention.
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