CN1007338B - 无菌灌装站 - Google Patents

Abstract

一种无菌灌装容器的方法和系统。对软性容器预先作消毒处理，然后在容器的入口覆盖上薄膜。灌装头在其出口阀之下开有凹口；当容器入口与灌装头对合时凹口就被可捅穿的薄膜覆盖。然后，消毒液引入凹口中，对薄膜的外表面和凹口的内表面作消毒处理。消毒后，阀件向可捅穿的薄膜移动，使捅穿工具将上述薄膜捅穿。打开灌装头的出口阀，使液体流入容器。其中，消毒液的入口和出口与产品液流方向垂直，并且消毒液入口被设置成方向与灌装机上和它相邻的壁相切。

Description

本发明涉及无菌灌装系统，特别适用于用合成塑料膜制成的软性容器。

合成塑料软性容器可用来储存和分送酒类、果汁和其它液态食品。为保证上述饮料不污染、不变质，无菌灌装是一种理想的操作方式。

通常，无菌灌装的步骤如下：对软性容器的里里外外进行消毒，将灌装设备放在无菌室里。但是，要保证灌装设备和容器处于无菌状态是非常困难的，所花费的时间和费用很多。

美国2761，603号专利（发明者费尔蔡尔德）提出了一种无菌灌装硬性容器的方法：预先对硬性容器作消毒处理，然后用可捅穿的密封层或薄膜作密封处理。这种费尔蔡尔德灌装机上有一根灌装管，灌装管内有一消毒头，该管捅穿密封层并沿灌装管的轴线方向提供消毒液，以对灌装头的内表面和捅穿之前的密封层作消毒处理。

3926，229号美国专利（发明者斯科菜）提出了一种无菌灌装头，在该灌装头里的用于饮料出口的阀件上装有一个轴向的消毒液导管。与上述费尔蔡尔德的专利相似，在灌装操作之后由消毒液冲洗灌装头的饮料出口和容器的入口。

欧洲专利申请EP-A-007269号也公开了一种无菌灌装装置，它的一个阀件可在液体导管中来回运动以使入口与出口隔离。该阀件上还带有一捅穿用的凸起用以捅穿要灌装的容器的密封入口。 该装置可以通过进口通道和出口通道引入消毒液来冲洗导管与容器的对接区域。消毒波注入到该区域中，流后再排出。

这种已知的装置上有一个可消毒的液体产品导管，它包括：允许质量会劣化的液体进入或出去的两个开口，其中一个开口周围的导管部分用以同容器的入口对接;一个阀件，它可以在导管内作往复运动，以使两个开口互相隔离，阀件上装有用来捅穿复盖在容器入口上的密封膜的装置;弹性密封装置，它在导管和阀件之间形成密封;至少有一个消毒液入口和一个消毒液出口，它们通向与容器入口对接的开口相邻的导管部分，入口和出口布置得与饮料液流垂直。

本发明的目的是指出一种无菌灌装液体的方法和装置，它具有非常好的清洁和消毒效果。

本发明的目的是这样来实现的，即将消毒液入口设置成基本上与和该入口相邻的导管壁相切。

另一方面，本发明提出一种无菌灌装容器的方法，它包括：对带有可重新密封的入口的密封容器作消毒处理;使灌装机的内表面保持无菌状态;用可移动的容器支架将容器的封闭入口与灌装机的出口嘴对合;将消毒液引入到上述出口嘴与入口之间的空间内，其流向与液体产品从出口嘴进入容器入口的方向基本垂直，然后将消毒液抽回;打开入口并灌装容器，重新密封入口，其中引入消毒液的消毒液入口被设置成方向基本上与灌装机上和消毒液入口相邻的壁相切。

本发明的最佳实施例也提出一种无菌灌装和储存质量会劣化的液体的系统，该系统包括如下各部份：带有一个入口的软性容器，该入口可打开并重新封上;液体灌装机，灌装机上有一个可消毒的液体产品导管，它具有允许质量会劣化的液体进入或外出的两个开口，其中一个开口是用来对接容器的入口;一个阀件，它可以在上述导管内作 往复运动，以使两个开口互相隔离;上述阀件上装有用来捅穿复盖在容器入口上的密封膜的装置;弹性密封装置，它在导管和阀件（后者在上述两开口之间）之间形成密封;至少有一个消毒液入口和一个消毒液出口，它们通向与容器入口对接的开口相邻的上述导管，上述入口和出口布置得与所产生的液流基本垂直;一个在入口用可捅破的膜复盖时对容器作消毒处理的装置;容器支承装置，该装置使上述容器的入口与灌装头对合上;一种将消毒液注入上述导管部分的一个凹口的装置;一种带动阀件从而使液体进入凹口并灌满容器的装置;加热密封装置，该装置在固定灌装头之外，其中引入消毒液的消毒液入口被设置成方向基本上与灌装机上和它相邻的壁相切。

本发明特别适用于56701号和72699号欧洲专利说明书介绍的那种装置。这里介绍这两份专利说明书中的这个发明作为参考。

显然，如果机器的内部，即液体导管、灌装头和容器的内部，能确保无菌，就不再需要对灌装站环境和软性容器的外表面进行消毒。从而仅需要对入口密封的外表面、出口嘴的外表面以及在出口嘴和入口之间的空间作消毒处理，而这些可以在灌装之前预先做好。

正如056701号和072699号欧洲专利说明书中提出的那样在导管中作往复运动的简单的阀件简化了阀和灌装头的结构，阀件起关闭饮料出口和捅穿容器入口上膜的双重作用;其中的密封是一限制阀件运动的阀座。

本发明中的可消毒的饮料导管上最好有一对从导管壁上凸出的环形边缘密封件（作为弹性密封件），而在这一对密封件之间有一个消毒液入口，该入口使由阀件、导管和两密封件形成的环形密封空间保持无菌状态。

本发明的灌装头可以像上面所说那样使用;假如把它连接到抽吸泵上则可以用来在无菌状态下从密封的容器中抽出饮料，其方法如下：把灌装满且密封的容器与灌装头对合好，对凹口和容器封口作消毒处理，捅穿封口，抽吸饮料，封闭导管。

消毒液入口的切向布置使得本发明的装置可以对凹口的表面、阀件头和捅穿装置头的表面以及可捅穿的薄膜的表面作彻底得多的清洗，其效果比2，761，603号和3，926，229号美国专利要好得多。同样，垂直于液流方向抽取消毒液要比美国专利2，761，603号和3，926，229号中的逆轴向抽取更加有效。

灌装前对封闭容器的消毒既可以用热或渗透性气体，也可以用电子束、紫外线辐射等，或最好用加马辐射。对前述表面以及出口嘴和容器封头之间空间的消毒则可用过氧化氢或蒸汽。

在按上述专利方法使用软性容器的情况下，由于可以在套环外开口上复盖一层可捅穿的薄膜，就易于保证容器内部无菌。而这就确保套环内部保持无菌状态。但是，如果在套环里端上面有适当的薄膜密封口，是否要有上述薄膜套就并不重要了。

下面将参照附图介绍本发明的一种推荐使用实例。图1是容器和套环的示意图;图2是灌装嘴的剖面图;图3是灌装过程中灌装嘴的剖面图;图4是容器放在灌装嘴下时密封方法的剖面图;图5是沿图2中5-5线剖切的灌装嘴的平面图。

在图1中，软性容器（序号为1）的上壁2和下壁4在边缘3处作加热封接处理。挡片5横置在软性容器壁2上的开口7之下，壁2上装有套环8。套环8的凸缘9加热封接到开口的边缘10上，挡片5部份连接到套环8的凸缘上。如前所述，套环8可用适当的机械方 便地固接到壁2上。对挡片5面对壁4内表面的那一面并不作加热封接，但对挡片5面对凸缘9的那一面与凸缘作加热封接处理。挡片5最好是由热封接材料和非热封接材料的复合片制成。

在套环8的外开口上方有可捅穿的薄膜41，该薄膜可以在压制套环8时整体成形，也可以在把套环8装到容器壁2上时热封接上去。除薄膜41外，4257535号美国专利中对容器和套环作了说明。

灌装装置是EP-A-56701号欧洲专利中的改进型。

灌装头有外壳体20，外壳体内有一个液体进入通道21，该通道由阀件22关闭。阀件22伸入外壳体20内，既起阀件又起捅穿工具的双重作用。阀件22在与合成橡胶制的双重密封件49和50接触时就封闭住饮料出口。为确保无菌密封，从进口51引入蒸汽，以在环形空间内保持一个正的蒸汽压力。蒸汽通过出口52排离空间53。捅穿工具25装在阀件22的下部。

当阀件22处于封闭位置，液体进入通道21被封闭，而且密封件29、30、49和50确保阀件封闭时液体不会泄漏。

消毒液入口44和出口45连通到在密封件49和50下面的灌装头凹口46处。入口44和出口45的数量可多可少。使几个入口布置得与凹口46的边缘相切，从而使清洗消毒更有效。开设一个大一些的出口45通常就足够了。

如图3所示，整个软性容器是由夹头33按压在灌装头外壳体20之下。这些夹头33夹住套环8，并由活板36支承软性容器，但其间形成足够大的间隙，使液体流过套环8，通过挡片5，进入软性容器1内。有必要用活板来支承，以确保灌装中液体压力不会胀破容器或胀破可热封接的挡片。

整个操作顺序如下：首先由夹头33把一个软性容器夹住，提升 并与灌装头对合，从而使套环8和薄膜41紧密地贴合在外壳体20上的密封件31上面。在外壳体20和薄膜41贴合好之后，消毒流（如蒸汽之类气体或液体）通过入口44进入凹口46，对凹口的内表面、阀件22、捅穿工具25和薄膜41的表面作消毒处理。然后消毒液通过出口45排放出。

在消毒完成之后，阀件22上升，打开饮料入口21，开始灌装软性容器。在蒸汽入口51到出口52之间保持一个正的蒸汽压力，以确保能隔离饮料。在靠液体压力灌装饮料过程中薄膜41被捅穿;而且由于挡片5可以为灌装满的容器提供永久性密封，薄膜41以后不再需要。薄膜41也可以通过降下阀件22在打开液体入口21之前由拥穿工具25来捅穿。

一当灌装完毕，阀件22在密封件49和50处关闭住入口21。

此时活板36撤开，让加热封接器35与软性容器相接触，使挡片5封接到套环8的边缘9上，从而将软性容器密封住。密封完毕后，将消毒液从入口44引入到凹口46和套环8中，以彻底消除掉这些部位以及阀件22上和捅穿工具25上的饮料。如果愿意，也可以在作加热封接之前开始上述冲洗，在完成加热封接之后结束冲洗。

在作密封之后，灌装满的软性容器从灌装头上取下;如果需要，还可以在套环8里塞一个塞子。

可以用通用的气动力来带动阀件22，夹头33，活板36和加热封接器35。同样，这些器件的动作定时和控制也可以用通用的控制电路来实施。

在外壳体20中的灌装机头也可以用来从密封的容器中抽吸出饮料。如果要把大容量容器中的饮料分装成小包装时，可在饮料入口 21上接一台抽吸泵，由捅穿工具25捅穿封口5，饮料就从凹口46和导管21抽出。消毒工序可以在捅穿封口5之前进行。

从上可以看出，本发明提出了一种液体无菌灌装的简便方法。

Claims (8)

1、一种可消毒的液体产品导管，包括：允许质量会劣化的液体进入或出去的两个开口，其中一个开口周围的导管部分用以同一个容器的入口(7)对接；一个阀件(22)，它可在导管内作往复运动以使所述的两个开口互相隔离，所述的阀件(22)上装有用来捅穿复盖在容器入口(7)上的密封膜(41)的装置(25)；弹性密封装置(49，50)，它在导管和位于两开口之间的阀件(22)之间形成密封；至少有一个消毒液入口(44)和一个消毒液出口(45)，它们通向与容器入口(7)对接的开口相邻的导管部分，入口(44)和出口(45)分置得与产品液流方向基本垂直，其特征在于：所述的消毒液入口基本上与和它相邻的导管的壁相切。

2、根据权利要求1所述的产品导管，其特征在于：所述的弹性密封件为一对从导管壁上凸出的环形边缘密封件（49，50），在这对密封件之间还有一个消毒液入口（51），以使由阀件、导管和两密封件之间形成的环形空间保持无菌状态。

3、一种无菌灌装容器的方法，包括：对带有可重新密封的入口（7）的密封容器作消毒处理;使灌装机的内表面保持无菌状态;用可移动的容器支架（33）将容器（1）的封闭入口（7）与灌装机的出口嘴对合;将消毒液引入到上述出口嘴和上述封闭入口（7）之间的空间内，其流向与液体产品从出口嘴进入容器入口的方向基本垂直，然后将消毒液抽回;打开入口（7）并灌装容器（1）;重新密封入口（7），其特征在于：至少引入消毒液的消毒液入口被设置成方向基本上与灌装机上和它相邻的壁相切。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：入口（7）具有一可密封的挡片（5），在容器（1）灌装完毕后将该挡片的一面热封接在入口（7）的内侧。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：入口（7）上盖有可捅穿的薄膜（41），在灌装容器（1）时该薄膜被捅破。

6、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：在重新密封入口（7）后再次将消毒液引入到上述出口嘴和上述封闭入口（7）之间的空间（46）内，然后将消毒液抽回，再将容器（1）移离灌装机。

7、一种无菌灌装和贮存质量会劣化的液体的系统，包括：带有一个密封入口（7）的软性容器（1），该入口能打开并重新封上;一个液体灌装机，其上有一个可消毒的液体产品导管，它具有允许质量会劣化的液体进入或出去的两个开口，其中一个开口周围的导管部分用以同容器的入口（7）对接;一个阀件（22），它可在导管内作往复运动以使所述的两个开口互相隔离;所述的阀件（22）上装有用来捅穿复盖在容器入口（7）上的密封膜（41）的装置（25）;弹性密封装置（49，50），它在导管和位于两个开口之间的阀件（22）之间形成密封;至少有一个消毒液入口（44）和一个消毒液出口（45），它们通向与容器入口（7）对接的开口相邻的导管;一个在入口关闭时对容器作消毒处理的装置;一个容器支承装置（33），它使上述容器入口（7）与形成开口的导管的灌装头部分对合连通;一个将消毒液注入所述的导管部分的一个凹口（46）的装置;一个开动阀件（22）从而使液体进入该凹口并灌满容器的装置;一个装在固定的灌装头之外用来重新封接入口（7）的装置，其中入口（44）和出口（45）布置得与产品液流方向基本垂直，其特征在于：至少引入消毒液的消毒液入口被设置成方向基本上与灌装机上和它相邻的壁相切。

8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于：在入口（7）由薄膜（41）复盖着时，消毒液被引入到所述的凹口（46）内。

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