CN103842257B - 用于对用于包装可倾倒食品的机器的包装材料幅材杀菌的单元 - Google Patents

用于对用于包装可倾倒食品的机器的包装材料幅材杀菌的单元 Download PDF

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Abstract

这里描述了一种用于对沿给定路径(P2,P3)前移的包装材料幅材(2)杀菌的单元(3)，包装材料幅材(2)具有沿其纵向方向部分(2a)且适于在包含可倾倒食品的多个密封包装中变换的连续的预先施加的开启装置(5)；该单元(3)包括具有开启装置(5)的幅材(2)前移到其中的含有杀菌剂的浴槽(8)，以及连接到浴槽(8)的出口(13)上且收纳用于从幅材(2)除去残余杀菌剂的干燥器件(21)的无菌室(9)；干燥器件(21)包括喷射器件(41)，喷射器件(41)位于离浴槽(8)的出口(13)一定距离处，且构造成以便将空气流横向地引导至幅材(2)，且引导到设有开启装置(5)的幅材(2)的纵向部分(2a)上。

Description

用于对用于包装可倾倒食品的机器的包装材料幅材杀菌的单元
技术领域
本发明涉及一种用于对用于包装可倾倒食品的机器的包装材料幅材杀菌的单元。
背景技术
如已知的那样，许多食品如果汁、巴氏杀菌或UHT(超高温处理)的牛奶、酒、番茄酱等在由沿纵向密封的幅材制成的连续包装材料管形成的包装中出售。
包装材料具有包括较强的刚性基层的多层结构，基层可包括诸如纸的纤维材料，或诸如填充无机物的聚丙烯的材料。基层在两侧上由热密封塑料材料层如聚乙烯膜覆盖；在用于长期储存的产品如UHT牛奶的无菌包装的情况下，包装材料还包括氧阻隔材料层，如，铝箔或乙烯乙烯醇(EVOH)箔，其叠加在热密封塑料材料层上，且继而又由另一个热密封塑料材料层覆盖，该塑料材料层限定最终接触食品的包装的内面。
如已知的那样，此类包装在全自动包装机上生产，在全自动包装机上，包装材料幅材从卷轴展开，且给送穿过杀菌单元，在杀菌单元中，包装材料幅材通常通过浸入液体杀菌剂(如，浓缩过氧化氢和水溶液)浴槽中来杀菌。
更具体而言，杀菌单元包括在使用中填充有杀菌剂的浴槽，幅材连续地给送到浴槽中。浴槽方便地包括两个平行的垂直分支，其在底部处连接来限定长到足以允许有充足的时间处理包装材料的U形浴槽。对于有效地较快处理，杀菌剂必须保持在例如大约70℃至80℃的高温下，因此使得杀菌室的尺寸能够减小。
杀菌单元还限定了连接到浴槽的出口上的无菌环境，且在该无菌环境中，包装材料幅材被干燥，且随后沿纵向折叠并密封来形成垂直的管，然后管连续地填充食品来进行包装。
更具体而言，在无菌环境中，处理幅材来消除任何残余的杀菌剂，包装的食品中允许的杀菌剂量由严格的法规规定(允许的最大量为百万分之一的一小部分的范围)。
以上处理一般包括初步操作，由此包装材料上的液滴机械地除去且风干。
例如，可借助于方便地位于接近无菌环境的入口的一对挤压辊来执行液滴的初步除去；包装材料给送到辊之间，且出来时仍覆盖有杀菌剂膜，但没有大液滴。
干燥可使用气刀来执行，气刀被引导到包装材料的幅材的相对面上，供有无菌空气，且用于蒸发杀菌剂的任何残留微量。
在离开无菌环境之前，幅材折叠成圆筒，且以已知方式沿纵向密封来形成连续的垂直管。包装材料管实际上形成了无菌环境的延伸，且连续地填充有可倾倒的食品，且然后给送至(横向)形成和密封单元，以用于形成独立包装，且其中管被抓持和密封在一对夹爪之间来形成枕头包。
枕头包通过切割包之间的密封部分来分开，且然后给送至最终折叠站点，在该处，它们机械地折叠成最终形状。
在一些已知的解决方案中，离开形成和密封单元的包装已经设有可再闭合的开启装置。在这些情况中，开启装置在包装材料幅材施供应至杀菌单元之前预先施加(例如，直接注射成型)到包装材料幅材上。
上文所述类型的包装机器广泛地且令人满意在范围很宽的食品行业中使用来由包装材料幅材生产密封包装。此类机器的杀菌单元的性能尤其确保了充分符合规定包装的无菌性和成品包装中的残余杀菌剂量的法规。
然而，在本行业内，认识到了需要进一步的改进，特别是鉴于包装机的输出率的不断提高和此类提高可能对基于在包装材料给送至杀菌单元之前将开启装置施加到包装材料的解决方案具有的冲击。
事实上，不断提高输出率明显地减少了可用于从行进穿过无菌环境的包装材料幅材的各个部分除去所有残余杀菌剂的时间，且尤其是在预先施加的开启装置上，该装置具有比幅材更复杂的几何形状，趋于形成残余杀菌剂的一些种类的捕集区。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于对具有预先施加的开启装置的包装材料幅材杀菌的单元，该单元设计成甚至在输出率急剧增大的同时也确保了充分符合规定成品包装上的残余杀菌剂的可容许量的法规。
根据本发明，这里提供了一种如权利要求1中提出的用于对包装材料幅材杀菌的单元。
附图说明
现在将参照附图通过举例的方式来描述本发明的优选的非限制性实施例，在附图中：
图1示出了根据本发明的教导内容的用于由包装材料幅材来包装可倾倒食品且特征在于杀菌单元的机器的示图；
图2为图1的杀菌单元的一部分的放大比例的透视图；
图3示出了图2的杀菌单元的一部分的垂直截面；
图4示出了在前移穿过图2中的杀菌单元的一部分时的图1中的包装材料幅材的一部分；
图5示出了图1至图3的杀菌单元的喷嘴的放大比例的前视图；
图6示出了图3的杀菌单元的放大比例的细节；以及
图7示出了图5的喷嘴的可能的变型的前视图。
具体实施方式
图1中的数字1表示用于由包装材料幅材2(下文简称为"幅材2")连续地生产可倾倒食品的无菌密封包装的包装机的整体。
机器1包括杀菌单元3，幅材2沿路径P1从卷轴(未示出)给送至杀菌单元3。
机器1还包括施加单元4，其用于将可再密封的开启装置5施加至幅材2，且沿路径P1位于杀菌单元3的上游。施加单元4由用于塑料材料注射成型的已知站点方便地限定，且幅材2逐步地给送穿过施加单元4。在施加单元4的输出端处，幅材2沿其中间纵向部分2a(见图2和图4)设有连续的等距间隔开的开启装置5(沿幅材2的有限部分，仅示意性地在图1和图3中示出；还见开启装置5的更详细视图的图2、图4和图6)。在施加单元4的输出端处和杀菌单元3的上游，幅材储存部6方便地提供成补偿两个单元的不同幅材给送(分别是逐步给送和连续给送)。
杀菌单元3基本上包括幅材2首先给送到其中的过渡室7、幅材2前移穿过其间的含有液体杀菌剂(即，30%的过氧化氢(H2O2)和水的溶液)的杀菌浴槽8，以及幅材2在其中干燥的无菌室9，这将在下文中详细阐释。
浴槽8大致由在使用中填充有达到预定水平的杀菌剂的U形导管限定。U形导管由两个垂直的相应的入口分支10和出口分支11限定，分支10,11具有相应的顶部开口12,13，顶部开口12,13分别限定幅材2进入和离开浴槽8的入口和出口，且分别与过渡室7和无菌室9连通；两个分支10,11通过收纳水平轴线引导辊15的浴槽8的底部部分14来连接在底部处。
在浴槽8内，幅材2因此规定了一定长度的U形路径P2，以便将包装材料足够久地保持在杀菌剂内。
浴槽8连接到已知的且因此未详细示出的过氧化物控制回路16上，且在使用中保持在例如大约70℃至80℃的受控温度下。
无菌室9位于过渡室7上方，通过分隔件17与过渡室7分开，且具有与浴槽8的出口(顶部开口13)重合的用于幅材2的入口。
无菌室9包括用于收纳从幅材2和开启装置5除去残余杀菌剂的干燥器件21的顶部部分20，以及垂直地且平行于浴槽8延伸的底部部分或塔架22，且其中幅材2沿纵向折叠成圆筒，且沿纵向密封来形成具有垂直轴线A的连续的圆柱形管23。
无菌室9保持略高于环境压力，以便经由密封件的任何泄漏都向外发生，与向内至室相反。
如图1中可见，在无菌室9的顶部部分20内，幅材2首先规定了在出口分支11中的路径P2的垂直部分的延长部分上延伸的垂直路径P3，且然后通过相应的辊24,25转移到大致水平的路径P4上，且转移到平行于管23的轴线A的塔架22中的垂直路径P5上。
以已知的方式且并未详细描述，形成在辊25的下游的管23借助于填充导管26连续地填充有产品来进行包装，且经由无菌室9中的底部开口27向下退出，管23大致形成无菌室9的延伸部。
机器1包括未详细示出的已知的横向形成和密封单元28，其中包装材料管23被抓持在一对夹爪28a之间，夹爪28a横向地密封管23来形成无菌枕头包29，枕头包29最终由已知的切割和折叠操作形成为独立包装。
参看图1至图4，干燥器件21包括在幅材2的相对侧上的位于接近无菌室9的入口的具有平行水平轴线的两个空闲的挤压辊30，且其中的至少一个由相对较软的材料覆盖。挤压辊30将压力施加到幅材2的相应的相对面上，以将杀菌剂液滴挤压出且挤压回浴槽8。
挤压辊30(图2和图4)方便地包括相应的中间凹口31，凹口31位于幅材2的中间纵向部分2a处，以允许开启装置5通过，而不会干扰辊30。在所示的实例中，凹口31由挤压辊30的相应小直径中间部分限定。
如图1、图3和图4中可见，干燥器件21还以已知方式包括在幅材2的相对侧上的位于无菌室9的入口处的两个喷嘴32，其刚好在沿路径P3的挤压辊30的上游，且在辊30的凹口31处。
喷嘴32提供了在开启装置5处将相应的空气流引导到幅材2的中间纵向部分2a上，以从开启装置5除去残余杀菌剂。具体而言，喷嘴32构造成以便将残余杀菌剂推离开启装置5，且推向幅材2的相对侧和浴槽8。
如图1至图3中所示，干燥器件21还包括位于幅材2的相对侧上，相对于路径P3在挤压辊下游且因此在此辊30上的两个所谓的"气刀"35。
各个气刀35均包括用于将空气流向下游(即，朝浴槽8)引导且引导在幅材2的相关面上的相关喷嘴36,37，以及相关的引导壁38,39，其布置成平行于幅材2，且在与其减小的距离处，以便在使用中沿大致平行于幅材2但与其行进方向相反的方向引导相关空气流。
如图3中可见，引导壁38位于面对开启装置5的表面，开启装置5的表面设计成朝成品包装内侧定向，且具有凹形构造；因此，引导壁39位于面对具有凸形构造的开启装置5的相对表面。
参看图1至图4，干燥器件21还包括附加的喷射器件40，其布置在离浴槽8的出口的给定距离处，且构造成以便横穿幅材2引导空气流，且引导到设有开启装置5的幅材2的纵向部分2a上。
有利的是，喷射器件40位于引导壁38上，且在沿幅材2的路径P3的挤压辊30的下游。
申请人观察到该位置允许在大部分残余杀菌剂已经由挤压辊30除去之后提高开启装置5的干燥效果。具体而言，紧邻挤压辊30的地带特征为由存在的杀菌剂液滴引起的一定水平的湍流；通过将附加的喷射器件40定位在离该湍流地带给定距离处，且具体是在气刀35上，允许了获得开启装置5上的附加干燥步骤，而不会增大挤压辊30处的湍流。
参看图2至图6，喷射器件40包括以一定游隙收纳在引导壁38的窗42内以便面对幅材2的喷嘴41，以及在无菌室9内从其侧壁44延伸且以突出方式承载喷嘴41的供应导管43。
具体而言，喷嘴41包括中空盒形本体45，其具有连接到供应导管43的一个端部47上的后部开口46；更具体而言，后部开口46由突出边缘48界定，突出边缘48由供应导管43的端部47接合，且通过可释放的紧固器件49如螺钉装固到其上。
本体45在前部处由设有中空形状的前凸起51的板50闭合，前凸起51与本体45的腔连通，且适于将空气流引导到幅材2上。
在附图中所示的实例中，板50具有矩形轮廓，且凸起51为大致L形，其具有两个分叉52,53，分叉52,53平行于幅材2，且在喷嘴41的地带处相对于其行进方向以倾斜方式延伸。
各个分支52,53均设有相关出口端口54,55，出口端口54,55优选为由具有与相关分支52,53大致相同的延伸的相关槽口限定。
出口端口54,55构造成以便沿倾斜方向朝浴槽8引导空气流。更具体而言(具体见图6)，各个出口端口54,55均具有横穿幅材2且朝浴槽8倾斜的相关轴线B；如图6中指出那样，各个出口端口54,55的轴线B与正交于幅材2的方向Q形成不同于零的锐角α。
具体参看图5，位于沿路径P3的出口端口55上游的出口端口54限定相关出口区域56，在使用中，空气流从该出口区域56发出，且该出口区域56沿平行于幅材2的方向R延伸，且与平行于幅材2且正交于喷嘴41的地带处的幅材2的行进方向的水平方向S成不同于零的锐角β。
以类似的方式，出口端口55限定相关出口区域57，在使用中，空气流从该出口区域57发出，且出口区域57沿平行于幅材2且横穿方向R和横穿喷嘴41的地带处的幅材2的行进方向的方向T延伸。
在所示的实例中，出口区域56,57具有相对于喷嘴41的地带处的幅材2的行进方向的相反倾斜。
此外，如图5中可见，方向T与方向R形成90°的角γ。以此方式，从出口区域57发出的空气流不会干扰从出口区域56发出的空气流。
在实际使用中，幅材2逐步给送穿过形成开启装置5的位置处的施加单元4，且连续地穿过浴槽8和无菌室9。
在进入无菌室9时，具有预先施加的开启装置5的幅材2的纵向部分2a通过来自于喷嘴32的空气流在两个面上扫过；该空气流将残余的杀菌剂推离开启装置5，且朝幅材2的相对侧和浴槽8推动。
然后，幅材2给送穿过挤压辊30，其将残余杀菌剂的液滴挤压出且挤压回浴槽8中。
在此点处，幅材2进入气刀35，且由从喷嘴36,37喷射且由引导壁38,39沿幅材2的相对面引导的无菌空气流扫过。
在穿过引导壁38,39期间，具有开启装置5的幅材2的纵向部分2a也由喷嘴41喷射的空气流扫过。
由于端口54,55的出口区域56,57的相对倾斜构造，故各个开启装置5首先从第一侧端部到与第一侧端部相对的第二侧端部干燥，且然后从该第二侧端部到第一侧端部干燥。以此方式，从下游出口端口55发出的空气射流不会干扰从上游出口端口54发出的空气射流，以便甚至在包装机1的输出率提高的情况下也使残余杀菌剂从开启装置5的除去动作很有效。
一旦离开气刀35，幅材2由辊24沿路径P4转移，且由辊25沿路径P5转移。
然后，幅材2折叠成圆筒，且沿纵向密封来形成管23，管23连续地填充有来自于导管26的可倾倒的食品，且由夹爪28a抓持且横向地密封，以连续形成枕头包29。
图7的变型涉及喷嘴41的不同构造，整体以51'表示的其前凸起与对应的凸起51的不同在于前凸起包括沿路径P3位于分支53的下游且平行于分支52延伸的附加分支60。
更具体而言，附加分支60设有槽口形式的相关出口端口61，其限定与出口区域56,57相同类型的相关出口区域62，且沿平行于幅材2且平行于方向R的方向V延伸，且因此与方向T形成90°的角γ。
根据未示出的可能备选方案，喷嘴41的前凸起51还可由限定相应的出口区域56,57的连续的交错分支52,53形成，其分别具有相对于相邻一个的相反倾斜。
根据未示出的另一个可能备选方案，喷嘴41的前凸起51也由单个分支52,53或60形成，单个分支设有限定单个出口区域56,57或62的相关出口端口54,55或61。
根据未示出的另一个可能的备选方案，各个出口端口54,55,60还可由一排孔限定，所有孔一起形成相关的出口区域56,57,62。
已经对喷嘴41的出口区域的其它不同构造执行了测试，且即：
-由连续的水平出口区域(即，平行于方向S延伸)限定的第一构造；以及
-由连续的平行和倾斜的出口区域(即，平行于方向R或方向T延伸)限定的第二构造。
这些测试已经显示出上文指出的构造相比于图5和图7的优选构造不太有效。事实上，在两种测试解决方案中，上游空气射流趋于干扰或较好"升高"刚好下游的射流等，结果在于开启装置5并未由冲击空气流良好地吹扫。
根据本发明的杀菌单元3的优点将从以上描述中清楚。
具体而言，由于气刀35的引导壁38上的喷嘴41离挤压辊30一定距离的位置和由于朝浴槽8倾斜且具有平行于幅材2但相对于幅材行进方向倾斜的相应出口区域56,57,62的出口端口54,55,60的特定构造，很有效的空气流可被引导到布置在幅材2的纵向部分2a上的开启装置5上。以此方式，开启装置5在幅材行进方向上和相对于该后一方向侧向地被吹扫。
此外，由于各个出口区域57,62的延伸方向T,V正交于紧邻的上游出口区域56,57的延伸方向R,T，故从不同出口区域56,57,62发出的空气流不会干扰彼此。
因此，甚至在包装机输出率急剧增大的同时，杀菌单元3也安全地确保充分符合规定成品包装的包装材料和开启装置5上的残余杀菌剂的可容许量的当前法规。
清楚的是，可对如本文描述和示出的杀菌单元3进行改变，然而并未脱离在所附权利要求中限定的范围。

Claims (17)

1.一种用于对沿给定路径(P2,P3)前移的包装材料幅材(2)杀菌的单元(3)，所述包装材料幅材(2)具有沿其纵向部分(2a)且适于在包含可倾倒的食品的多个密封包装中转换的连续的预先施加的开启装置(5)，所述单元(3)包括具有所述开启装置(5)的所述幅材(2)前移穿过其间的含有杀菌剂的浴槽(8)，以及连接到所述浴槽(8)的出口(13)上且收纳用于从所述幅材(2)除去残余杀菌剂的干燥器件(21)的无菌室(9)；
其中，所述干燥器件(21)包括喷射器件(41)，所述喷射器件(41)位于离所述浴槽(8)的所述出口(13)一定距离处，且构造成以便将空气流横向地引导至所述幅材(2)，且引导到设有所述开启装置(5)的所述幅材(2)的纵向部分(2a)上；
其中，所述干燥器件(21)包括两个气刀(35)，所述两个气刀(35)位于所述幅材(2)的相对侧上且分别包括用于将空气流引导到所述幅材(2)的相对面上的喷嘴(36,37)，以及用于在使用中沿与所述幅材(2)的行进方向相反的方向引导所述空气流的引导壁(38,39)；
其特征在于，所述喷射器件(41)布置在所述引导壁(38,39)中的一个引导壁(38)上。
2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述喷射器件包括以一定游隙收纳在所述引导壁(38,39)中的一个引导壁(38)的窗(42)内以便面对所述幅材(2)的喷嘴。
3.根据权利要求1或2所述的单元，其特征在于，所述引导壁(38,39)中的所述一个引导壁(38)定位成面对所述开启装置(5)的表面，所述开启装置(5)的表面设计成朝所述密封包装内侧定向。
4.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述干燥器件(21)包括两个挤压辊(30)，所述挤压辊(30)与所述幅材(2)的相对面协作，以及其中所述喷射器件(41)沿所述幅材(2)的所述路径(P3)布置在所述挤压辊(30)的下游。
5.根据权利要求4所述的单元，其特征在于，所述挤压辊(30)具有在所述幅材(2)的所述纵向部分(2a)处的相应的凹口(31)来允许所述开启装置(5)通过。
6.根据权利要求4所述的单元，其特征在于，所述干燥器件(21)还包括喷射器件(32)，所述喷射器件(32)用于将空气引导到所述幅材(2)的所述纵向部分(2a)上，且布置成接近所述浴槽(8)的所述出口(13)，且刚好在所述挤压辊(30)的上游。
7.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述喷射器件(41)至少包括第一出口区域(56)，所述空气流从所述第一出口区域(56)发出，且所述第一出口区域(56)沿平行于所述幅材(2)且横穿所述喷射器件(41)的地带处的所述幅材(2)的行进方向的第一方向(R)伸长。
8.根据权利要求7所述的单元，其特征在于，所述第一方向(R)与平行于幅材(2)且与正交于所述喷射器件(41)的地带处的所述幅材(2)的行进方向的第二方向(S)形成不同于零的锐角(β)。
9.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述喷射器件(41)构造成以便沿倾斜方向朝所述浴槽(8)引导所述空气流。
10.根据权利要求9所述的单元，其特征在于，所述喷射器件(41)至少包括朝所述浴槽(8)倾斜的第一出口端口(54)。
11.根据权利要求10所述的单元，其特征在于，所述第一出口端口(54)与正交于幅材(2)的第三方向(Q)形成不同于零的锐角(α)。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的单元，其特征在于，所述第一出口端口(54)为限定所述第一出口区域(56)的槽口。
13.根据权利要求7所述的单元，其特征在于，所述喷射器件(41)包括与所述第一出口区域(56)相同类型的第二出口区域(57)，且所述第二出口区域(57)沿平行于所述幅材(2)且横穿所述第一方向(R)且横穿所述喷射器件(41)的地带处的所述幅材(2)的行进方向的第四方向(T)伸长。
14.根据权利要求13所述的单元，其特征在于，所述第一出口区域(56)和所述第二出口区域(57)具有相对于所述幅材(2)的行进方向的相反倾斜。
15.根据权利要求13所述的单元，其特征在于，从所述第二出口区域(57)发出的所述空气流不会干扰从所述第一出口区域(56)发出的所述空气流。
16.根据权利要求13所述的单元，其特征在于，所述第四方向(T)与所述第一方向(R)形成90°的角（γ）。
17.根据权利要求13所述的单元，其特征在于，所述喷射器件(41)包括与所述第一出口区域(56)和所述第二出口区域(57)相同类型的第三出口区域(62)，且所述第三出口区域(62)沿平行于所述幅材(2)且平行于所述第一方向(R)的第五方向(V)伸长；所述第三出口区域(62)沿所述幅材(2)的所述路径(P3)布置在所述第二出口区域(57)的下游。
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