SE454168B - Sett och anordning for dosering av fyllgods vid tillverkning av forpackningsbehallare - Google Patents

Description

454 168 2 Vid såväl flatpressningen av förpackningsmaterialtuben som den efterföljande formningsbearbetningen för att omforma de kuddformiga förpackningsbehållarna till parallellepipedisk form utnyttjas fyllgodset som en invändig “dorn" eller mothåll i förpackningsbehållaren, d v s fyllgodset skapar det inre mottryck som är nödvändigt för att möjliggöra formning av för- packningsbehållare utan oönskad deformation.

Principen att utnyttja fyllgodset såsom mothåll vid formningen har hittills fungerat utmärkt eftersom förpackninge- behàllarna tillverkats helt fyllda med inkompressibelt vätskeformigt fyllgods, d v s utan luftutrymme. Om förpack- ningsbehållare med luftutrymme (s.k. headspace) skall tillverkas åstadkommer fyllgodset ej samma väldefinierade och stabila mottryck över förpackningsbehållarens hela yta, vilket ökar risken för veckbildning eller andra deformatíoner. Ovan beskrivna tillverkningsteknik har således hittills varit mindre lämplig vid tillverkning av förpackningsbehållare av delfylld typ.

Ett ändamål med föreliggande uppfinnning är att undanröja ovannämnda nackdelar och ombesörja en teknik som gör det möjligt att med fullgott resultat tillverka och forma delfyllda förpackningsbehållare enligt ovannämnda huvudprincip utan att förpackningsbehållarna blir ofullständigt formade eller deformerade.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt som möjliggör en noggrann dosering av mängden fyllgods i varje förpackningsbehållare.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt som utan nämnvärda komplikationer kan utnyttjas vid befintliga förpackningsmaskiner av inledningsvis nämnd'typ.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att ett sätt av den inledningsvis nämnda typen getts kännetecknet att fyllgodset blandas med gas före tillförseln till förpackningsmaterialtuben.

Föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven 2 t o m 7 framgående kännetecknen.

*Det är även ett ändamål med föreliggande uppfinning att ombesörja en anordning för genomförande av ovannämnda sätt, 454 168 vilken anordning är enkel och driftsäker samt möjlig att kombinera med kända typer av förpackningsmaskiner.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en anordning av den inledningsvis beskrivna typen getts kännetecknet att ett gastillförselrör är tillkopplat fyllröret på något avstånd från dettas mynning.

Föredragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinn- ingen har vidare getts de av underkraven 9 och 10 framgående kännetecknen.

Sättet och anordningen enligt uppfinningen erbjuder flera fördelar i det att de undanröjer ovannämnda nackdelar och gör det möjligt att utnyttja kända förpackningsformningsprinciper för att tillverka förpackningsbehållare som endast delvis är fyllda med fyllgods. Fyllgodsvolymen i varje enskild förpack- ningsbehållare kan genom variation av den tillförda gasmängden enkelt regleras med stor noggrannhet. Genom val av en lämplig, för produkten oskadlig gastyp kan metoden utnyttjas vid alla i praktiken förekommande fyllgodstyper.

En föredragen utföringsform av såväl sättet som anord- ningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade, schematiska ritningar som blott visar de för förståelse av uppfinningen nödvändiga detaljerna.

Fig. l visar principiellt omformningen av ett banformigt förpackningsmaterial till enskilda förpackningsbehållare vid en känd förpackningsmaskintyp.

Fig. 2 visar delvis i sektion och i större skala omformningen av en förpackningsmaterialtub till enskilda för- packningar i enlighet med sättet enligt uppfinningen.

Den i fig. l indikerade förpackningsmaskinen är av den tidigare kända typ som omformar banformigt förpackningsmaterial till enskilda förpackningsbehållare. Förpackningslamínatet innefattar vanligen ett centralt bärarskíkt av papper, vilket på ömse sidor är belagt med tunna, vätsketäta skikt av termo- plastiskt material, t ex polyeten. Förpackningslaminatet är försett med biglinjer för att underlätta vikning och omformning till färdiga förpackningsbehâllare. Laminatet tillföres förpackningsmaskinen l i form av en rulle 2, vilken upphänges roterbart i förpackningsmaskinens magasin. Från magasinet 454 168 löper förpackningsmaterialbanan 3 via ett antal styrrullar 4 upp till maskinens övre del, där den löper över en brytrulle 5 för att därefter fortsätta huvudsakligen vertikalt nedåt genom förpackningsmaskinen.

Med hjälp av diverse utmed materialbanans 3 rörelseväg anordnad vik- och formningsorgan 6,7 omformas förpackningsmate- rialbanan 3 under sin rörelse nedåt genom maskinen successivt till tubform genom att dess båda längsgående kanter styres mot varandra och hopförseglas så att en materialtub 8 med en längsgående, vätsketät försegling åstadkommas. Hopförseglingen av de bâda.längsgående kanterna sker genom tillförsel av värme medelst ett varmluftsmunstycke 9, varigenom de vid kanterna belägna delarna av termoplastskikten bringas att smälta.

Därefter sammanpressas de båda längsgående kanterna under sam- tidig kylning, vilket medför att termoplastskikten förbínås med varandra så att den önskade, helt vätsketäta skarven uppkommer.

Den sålunda formade förpackningsmaterialtuben 8 fylles därefter med fyllgods via ett fyllrör 10 vilket sträcker sig in genom förpackningsmaterialtubens 8 övre, öppna ände. Fyllröret löper därefter huvudsakligen koncentriskt nedåt genom förpack- ningsmaterialtuben och utmynnar på något avstånd ovanför dennas undre ände. På något avstånd under fyllrörets 10 mynning finns på ömse sidor om förpackningsmateríaltuben 8 anordnade formnings- och förseglingsbackar 11,12 (fig. 2), vilka är anordnade att parvis bearbeta förpackningsmaterialtuben 8 mellan sig. För âskådlighets skull visas i figurerna endast en uppsättning formníngs- resp förseglingsbackar, men i praktiken finns vanligen även ytterligare ett antal backar vilka växelvis bearbetar förpackningsmateríaltuben.

Förseglingsbackarna 12 förflyttas kontinuerligt fram och åter i riktning mot resp från varandra för att med jämna mellanrum och under samtidig undanträngning av fyllgodset hopklämma och försegla förpackningsmaterialtuben utmed trans- versella förseglingszoner. Förseglingsbackarna 12 förflyttas samtidigt fram och åter i vertikalriktningen så att de då de befinner sig i övre vändläget förflyttas mot varandra och hopklämmer samt fasthåller förpackningsmaterialtuben. Vid efterföljande förflyttning nedåt genom förpackningsmaskinen LW 454 168 hopklämmes och svetsas förpackningsmaterialtubens väggar mot varandra varvid samtidigt materialtuben framdrages en sträcka som motsvarar ett förpackningsbehâllarämnes längd. Under förflyttningen nedåt svänges samtidigt de båda formningsbackarna ll mot varandra så att den del av förpack- ningsmaterialtuben 8 som är belägen omedelbart över förseg- lingsbackarna 12 delvis hopklämmes och formas till önskad form, i detta fall huvudsakligen kuddform med rektangulärt tvärsnitt.

När förseglingsbackarna l2 nått sitt undre läge svänges formningsbackarna ll åter ut till det i fig. 2 visade läget samtidigt som materialtuben 8 avskäres genom ett transversellt snitt i den av förseglingsbackarna hopklämda zonen. Härigenom kommer en tidigare formad förpackningsbehållare l3 att lösgöras från förpackningsmaterialtuben. Förpackningsbehållaren 13 föres därefter vidare med hjälp av en icke visad transportör för fortsatt bearbetning och slutformning så att en förpackningsbe- hållare med önskad form ( i detta fall parallellepipedisk) åstadkommes.

Såsom tidigare nämnts tillförs via fyllröret lO det önskade fyllgodset till förpackningsmaterialtubens 8 undre ände. Vid kontinuerlig drift av förpackningsmaskinen och till- verkning av helfyllda förpackningar tillföres fyllgods i sådan mängd att fyllgodsnivån hela tiden är belägen ovanför det område vid vilket förpackningsbehâllarna avförseglas och formas. Härigenom säkerställas dels att förpackningarna blir fullständigt fyllda med fyllgods, dels möjliggöres formningen eftersom det för att åstadkomma en fullgod formning är nödvändigt att utnyttja det inre mottryck, som skapas av den i förpackningsmaterialtuben resp förpackningsbehâllarna befintliga vätskan. vid tillverkning av icke helt fyllda förpackningsbehållare, d v s förpackningsbehållare med luftutrymme, har man sökt tillföra fyllgods i sådan mängd till varje förpackningsbehållare att önskat luftutrymme skapas.

Denna doserade tillförsel medför givetvis att ett luftutrymme skapas vid förpackningsbehållarens övre ände, vilket vid formningsbearbetningen medfört att det av fyllgodset orskade mottrycket varierat vid olika delar av förpackningsbehållaren 454 168 6 så att formningen blivit osäker och risken för felaktigheter t.ex. veckbildning,ökat markant.

Enligt uppfinningen tillverkas delvis fyllda förpackninge- behållare genom konntinuerlig tillförsel av fyllgods genom fyllröret 10 vilket fyllgods emellertid blandats med gas före tillförseln till förpackningsmaterialtuben 8. För detta ändamål innefattar anordningen enligt uppfinningen ett gastillförselrör l4, vilket är tillkopplat fyllröret 10 på något avstånd före dettas mynning och lämpligen vid den del av fyllröret 10 som befinner sig utanför förpackníngsmaterialtuben 8. För att förbättra gasinblandningen och erhålla den önskade storleken på gasbubblorna är gastillförselröret lämpligen försett med ett munstycke 15 vid anslutningsstället till fyllröret.

Då maskinen skall tillverka förpackningsbehållare som är endast är delvis fyllda tíllföres fyllgodset kontinuerligt i sådan takt att fyllgodsnivân under drift förblir huvudsakligen i önskat läge på något avstånd ovanför formningsstället, vilket på i sig känt sätt regleras medelst en flottörstyrd ventil.

Samtidigt tillföres gas via gastillförselröret l4 i sådan mängd att den önskade mängden fyllgods tillsammans med den i denna befintliga gasvolymen helt fyller förpackningsbehållaren efter avförseglingen från förpackningsmaterialtuben. Med hjälp av munstycket 15, som företrädesvis har en diameter 0,2 - 0,6 mm sker gasinblandningen på sådant sätt att ett stort antal bubblor bildas i fyllgodset. Bubblorna är mycket små och jämnt fördelade i fyllgodset, varför blandningen förblir huvudsakli- gen homogen under den tid det tar för fyllgodset att passera genom fyllröret 10 och strömma ut i förpackningsmaterialtubens 8 undre ände. För att kompensera för de förluster som trots detta uppkommer genom att en del av den inblandade gasen avgår och strömmar uppåt genom förpackningsmaterialtuben sker inblandningen av gas med ett visst överskott, som måste bestämmas från fall till fall eftersom det sammanhänger med den fyllda produktens viskositet. Vid en önskad fyllnadsgrad av 90% i de färdiga förpackningsbehållarna mäste således något mer än 10% gas tillföras fyllgodset. Ett typiskt värde för gasöverskottet har visat sig vara 50% vid relativt lättflytande fyllgods såsom t.ex. mjölk, vilket betyder att ca 15% gas måste tillsättas fyllgodset _ 454 168 för att en fyllnadsgrad på 90% skall erhållas i de färdiga förpackningsbehållarna.

Praktiska försök visar vidare att vid fyllning av standardmjölk med en fetthalt av 1,5-3 % är det lämpligt att tillföra gasen med ett tryck av ca 3-4 bar genom ett munstycke med en diameter av 0,2-0,6 mm, företrädesvis 0,4 mm. Härvid erhålles ett stort antal väl fördelade gasbubblor med en genomsnittsdiameter av ca 50 (. Den absoluta majoriteten av bubblorna har en diameter inom 30-80 /Éfl vilket medför att gasbubblornas jämna fördelning i fyllgodset förblir i huvudsak oförändrad under formningsförloppet. Först 15 till 20 minuter efter gasinblandningen har en tydlig omfördelning ägt rum så att majoriteten av bubblorna förflyttats mot den tillverkade förpackningsbehållarens övre del.

Den tillsatta gasmängden kan regleras noggrant genom att ínblâsningen av gas via gastillförselröret 14 styres kontinuer- ligt och regleras i beroende av mängden fyllgods som strömmar genom fyllröret 10. Den använda gasen måste vara så beskaffad att den ej reagerar med eller på annat sätt påverkar det aktuella fyllgodset. Gasen kan i de flesta fall utgöras av steril luft men vid vissa fyllgods, t.ex. fruktjuicer är en inärt gas såsom t.ex. kväve att föredraga.

Såsom tidigare nämnts säkerställesen noggrann och homogen inblandning av gasblåsarna i det genom fyllröret 10 passerande fyllgodset genom att gasen dels tillföres genom ett munstycke med liten diameter, dels tillföres under högt tryck. Härigenom inblandas gasen på sådant sätt att fyllgodset i huvudsak får en skumliknande karaktär. En alternativ metod att blanda gasen och fyllgodset är att förse fyllröret med ett inre ejektormunstycke vid anslutningsstället till gastillförselröret. Härigenom kan fyllgodsströmmen automatiskt reglera önskad gasinblandning i fyllgodset, vilket är en fördel eftersom gasen inte längre behöver tillföras under tryck. Detta medför också att gasen, i de fall då sterilluft kan utnyttjas, kan tagas direkt från för- packningsmaskinens sterilluftssystem utan utnyttjande av gasförrâd och kompressor.

Metoden enligt uppfinningen kan användas vid såväl asep~ tisk som icke aseptisk fyllning, d.v.s. vid fyllning av 454 168 såväl steril mjölk som standardmjölk (pastöriserad). Vid asep- tisk tillverkning är det givetvis väsentligt att det tillförda tryckmediet utgöres av en steril gas, t.ex. steril luft som inte spolierar de i övrigt sterila fyllbetingelserna. Försök har visat att detta utan vidare är möjligt och att aseptisk förpackningsbehållare med normalt lång hållbarhet utan svårighet kan tillverkas. 'h

Claims (10)

\O 454 168 PATENTKRAV

1. l. Sätt att dosera fyllgods vid tillverkning av förpackningsbe- hållare från tubformigt, flexibelt förpackníngsmaterial (3), vilket tillföres fyllgods samt flatpressas, förseglas och avskäres under fyllgodsets yta, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att fyllgodset blandas med gas före tillförseln till förpackningsmateríaltuben (8).

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gasen tillföres i sådan mängd att den önskade mängden fyllgods tillsammans med den i denna befintliga gasvolymen helt fyller förpackningsbehàllaren (13) efter avförseglingen från förpackningsmaterialtuben (8).

3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, ' k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gasinblandningen sker genom styrd inblåsning av gas i fyllgodset samtidigt som detta ledes till förpackningsbehállartuben (8).

4. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gasinblandningen åstadkommes genom ínjektorverkan.

5. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att ett visst överskott av gas inblandas för att ersätta förluster under omformníng av förpackningsmaterialtuben (8) till enskilda förpackningsbehål- lare (13).

6. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gasen är steril luft.

7. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gasen är en inert gas, företrädesvis kväve.

8. Anordning för genomförande av sättet enligt ett eller flera av föregående patentkrav innefattande styrdon för förpackninge- materialtuben (8), samverkande backar (1l,l2) för transversell sammanpressning och försegling av tuben samt ett genom tuben sig sträckande fyllrör (10) med en ovanför backarna belägen utloppsmynning, k ä n n e t.e c k n a d d ä r a v, att ett gastillförselrör(l4) är tillkopplat fyllröret (10) på något 454 168 u, avstånd från dettas mynning.

9. Anordning enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att gastillförselröret (14) uppvisar ett munstycke (l5) vid anslutningsstället till fyllröret (10).

10. Anordning enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att fyllröret (10) uppvisar ett injektormunstycke vid anslutningsstället till gastíllförselröret (14). AW