CN111017281A - 带有用于灭菌器-喷嘴组件的收集杯的无菌包装机 - Google Patents

Abstract

无菌包装机包括网状包装材料源，具有成形部40的灭菌器‑充填喷嘴组件、产品供给管道、灭菌介质供给管道和排气管道。设置有可连接到产品入口连接器和灭菌介质入口连接器的一个或多个预灭菌介质供给源。设置有收集杯70，其可相对于喷嘴组件在非活动位置和对接位置之间移动。收集杯界定一个或多个内部空间71a、72a，其被设计成在对接位置中封闭产品出口部4，以收集和/或排放在喷嘴组件的预灭菌期间通过并沿其流动的预灭菌介质，并且在所述对接位置中还将灭菌介质出口部16和/或排气入口部22封闭在其一个或多个内部空间内。

Description

带有用于灭菌器-喷嘴组件的收集杯的无菌包装机

技术领域

本发明涉及一种具有一个或多个灭菌器-充填喷嘴组件的无菌包装机，特别是包括成形部的类型，该成形部具有外壁、近端和远端，外壁设计成在围绕外壁的网状包装材料之外形成包装管，同时包装管向下游移动并且同时包装管沿纵向边缘被密封。

背景技术

这种灭菌器-充填喷嘴组件例如可用于在无菌密封包装管(例如棒)中无菌地包装大量无菌产品(例如液体食品)。借此，包装材料可以在包装管充填无菌产品之前进行灭菌。

该灭菌例如可以通过将网状材料引导通过充填有灭菌介质的浴，然后使因此润湿的包装材料通过无菌包装机的无菌区朝向成形部行进来完成。参见例如US4,055,035。其缺点是这种机器的相对大的无菌区需要预灭菌并在整个包装过程中保持无菌。

从WO2017/220688可知，在形成包装管之后进行包装材料的灭菌。因此，包装机的许多设备不再必须预灭菌并在整个包装过程中保持无菌。为了能够在包装管内进行灭菌，提供了一种灭菌器-充填喷嘴组件，其包括中央产品分配管，该中央产品分配管部分地被圆筒形等离子体雾分配管包围，该圆筒形等离子体雾分配管具有邻近于分配包装管开口端的开口端。等离子体雾分配管为形成管提供锥形或阶梯式结构，包装材料围绕其而折叠成包装管形状并沿纵向边缘被密封。在包装材料形成包装管形状之后并且恰好在其与无菌产品接触之前，冷等离子体雾被分配以沿包装材料流动并对包装材料进行灭菌。等离子体雾分配管部分地被形成管包围，该形成管具有邻近于等离子体雾分配管的开口端的开口端。这里的形成管用于入口管的目的，用于再次从形成的包装管中抽出等离子体雾。

从US5,335,479中已知在充填操作开始之前对形成管和充填管进行预灭菌。然后通过使不同种类的灭菌介质通过并围绕它们流动来预灭菌形成管和充填管。为此，使用杯形连接元件。在预灭菌期间，杯形连接元件与充填管的下端对齐并与其连接。随后，形成的包装管的下部被手动向下拉并围绕杯形连接元件的向外突出的上边缘定位。在该对接位置，所形成的包装管借助于张紧环围绕该边缘被夹紧。在该接合的对接位置，首先是清洁介质，然后在预定的时间段后，预灭菌介质、优选蒸汽，通过充填管运载，对其内部进行灭菌。从充填管出来的预灭菌介质被杯捕获并通过出口开口从其中移出到排放口中。将预灭菌介质(例如过氧化氢)通过形成管的远下端引入充填管的外壁和所形成的包装管的内壁之间的包装管内部。预灭菌介质还通过沿着形成管设置的纵向凹槽进入包装管和形成管之间的间隙。在一段时间之后，关闭预灭菌介质的供给，并且充填管朝向上部位置移动。然后将密封钳压在一起，使得在充填管和杯之间密封包装管。

这样的缺点是预灭菌过程有待改进。特别地，它强烈限定了可以使用的包装材料和/或预灭菌介质的类型。当例如悬浮在蒸汽中的过氧化氢用作用于对充填管和形成管的外壁进行预灭菌的预灭菌介质时，这种热混合物也直接沿着所形成的包装管的内壁流动。为了防止所形成的包装管开始收缩和/或对其包装材料的特性产生负面影响，重要的是不要在对充填管的外壁和形成管的外壁进行预灭菌的预灭菌介质中使用过热或腐蚀性的化学物质，并且重要的是使用内壁能够承受高温和/或预灭菌介质中的化学品的包装材料。另一个缺点是，当例如热蒸汽用作用于对充填管内的产品供给管道进行预灭菌的预灭菌介质时，充填管以及杯形连接元件长时间保持过热，以至于无法手动安全地将形成包装管的自由下端沿着充填管并在充填管上向下拉动并小心地手动定位并将其围绕杯形连接元件的上边缘夹紧。然后可能需要冷却时间，这可能导致宝贵的生产时间损失。另一个缺点是，沿着充填管手动向下拉动形成的包装管并将其定位并围绕连接元件夹紧，带来操作员受伤的风险，并增加操作员污染关键充填区的风险。此外，不利的是手动向下拉动包装管可能导致包装管意外损坏，这可能导致在预灭菌过程中预灭菌介质过早地泄漏到机器本身，也就是说，没有能够对整个关键充填区进行充分的预灭菌。最后，还认为如下情况是不利的：通过形成管的远下端引入充填管的外壁和所形成的包装管的内壁之间的包装管内部的预灭菌介质在成形部的远端处在与预灭菌介质已被注入的位置基本相同的位置处排放。这可能导致一定量的预灭菌介质在包装管的下端内停止，或者预灭菌介质被过早地向上抽吸，也就是说，在充分达到并因此能够对充填管的下端进行预灭菌之前。

发明内容

本发明旨在至少部分地克服这些缺点或提供可用的替代方案。特别地，本发明旨在提供一种改进的无菌包装机，其中灭菌器-充填喷嘴组件的预灭菌可以以高效、经济的方式进行，同时能够为灭菌器-充填喷嘴组件获得高水平的灭菌。

该目的通过根据权利要求1的无菌包装机实现。该机器包括：

-网状包装材料源(feed)；

-至少一个灭菌器-充填喷嘴组件，其包括：

-成形部，其具有外壁、近端和远端，外壁设计成在围绕外壁的网状包装材料之外形成包装管，同时包装管向下游移动并且同时包装管沿纵向边缘被密封；

-产品供给管道，其

·至少部分延伸通过成形部；

·具有位于成形部的远端的上游的产品入口连接器；并且

·具有位于成形部的远端的下游的产品出口部；

-灭菌介质供给管道，其

·至少部分延伸通过成形部；

·具有位于成形部的远端的上游的灭菌介质入口连接器；并且

·具有位于成形部的远端和产品出口部之间的灭菌介质出口部；和

-排气管道，其

·至少部分延伸通过成形部；

·具有位于成形部的远端的上游的排气出口连接器；并且

·具有位于成形部的远端和产品出口部之间的排气入口部，

-一个或多个预灭菌介质供给源，其能够连接到产品入口连接器和灭菌介质入口连接器；和

-收集杯，其能够相对于喷嘴组件在非活动位置(inactive position)和对接位置(docking position)之间移动，

其中收集杯限定一个或多个内部空间，所述内部空间设计为在对接位置封闭产品出口部，以收集和/或排放在喷嘴组件的预灭菌期间通过并沿其流动的预灭菌介质。根据本发明，收集杯进一步被设计成在所述对接位置还将灭菌介质出口部和/或排气入口部封闭在其一个或多个内部空间内。

因此，根据本发明，产品出口部和灭菌介质出口部和/或排气入口部在预灭菌阶段期间被收集杯封闭。这首次使得可以真正有效地对喷嘴组件的有限的明确限定的充填区进行预灭菌，而不必使用包装材料来界定需要预灭菌的关键充填区的部分。这里的充填区可包括产品出口部、灭菌介质出口部和/或排气入口部。通过为收集杯配备不仅用于封闭产品出口部而且用于封闭灭菌介质出口部和/或排气入口部的一个或多个内部空间，可以获得许多重要的优点。

首先，它使得可以使用更脆弱类型的包装材料和/或更热和/或更好的清洁类型的预灭菌介质。预灭菌介质不再直接沿着已形成的包装管的内壁流动。因此，所形成的包装管不会开始收缩和/或使其包装材料的特性受到负面影响。使用更热和/或更好的清洁类型的预灭菌介质可有助于提高预灭菌水平和/或可有助于加速预灭菌过程。

包装材料现在可以是各种类型，但优选地可以是薄膜或层压材料。

此外，现在可以使用热蒸汽作为用于对充填管内的产品供给管道进行灭菌的预灭菌介质。不再需要在预灭菌过程的后续阶段期间的中间冷却时段。

本发明还使得更安全和更清洁的预灭菌过程成为可能。手动向下拉动包装管并且必须将其狭窄地围绕边缘配合然后将其围绕该边缘夹紧是不必要的，因此降低了操作员在预灭菌过程之前或期间意外污染喷嘴组件的关键充填区的风险。

本发明还使得可以使已经通过并沿着喷嘴组件流动的预灭菌介质在下游位置自动收集和/或排放。这也可以有助于保证在预灭菌阶段期间预灭菌介质可以可靠地通过并沿着喷嘴组件的整个关键充填区流动，也就是说，至少沿其产品出口部、灭菌介质出口部和/或沿着排气入口部。

在预灭菌过程的一个或多个阶段期间用于通过并沿着喷嘴组件的关键充填区冲洗/流动的预灭菌介质可以是各种类型的，但优选地可以是加热到至少45摄氏度的温度的类型，以便能够满足预灭菌要求。

特别地，预灭菌介质可以由气态介质形成，例如蒸汽和/或由液体H₂O₂和水的加热溶液获得的过氧化氢蒸汽(HPV)。然后借此，蒸汽可以达到至少130摄氏度的温度，而HPV的温度可以至少为45摄氏度。

更特别地，然后，通过产品供给管道流动，包括通过并沿着其产品出口部流动的预灭菌介质可以由蒸汽形成，而然后，通过灭菌介质供给管道流动，包括通过并沿着其灭菌介质出口部流动的预灭菌介质可以由过氧化氢蒸汽(HPV)形成。

如果需要，可以在其预灭菌过程之前进行关键充填区的清洁过程。为此，机器可包括可连接到产品入口连接器和灭菌介质入口连接器的一个或多个清洁介质供给源。在清洁过程的一个或多个阶段期间用于通过并沿着喷嘴组件的关键充填区流动/冲洗的清洁介质可以是各种类型，但是优选地可以是加热到至少60摄氏度的温度的类型，以便能够满足预清洁要求。

特别地，清洁介质可以由液体介质形成(如冷水或热水)，或清洁剂或洗涤剂(例如包含碱液或酸的那些)。因此，已经可以处理大量污染，这将有助于加速和改进随后的预灭菌过程。

在优选实施例中，收集杯可包括可操作的抓握器，该抓握器设计成在对接位置可释放地抓握所形成的包装管的一部分，例如，沿着成形部放置的形成的包装管的自由端。在收集杯上设置这种可操作的抓握器使得有利地可以以自动方式可释放地抓握所形成的包装管以进行定位操作。抓握器优选地通过控制器和驱动器操作。

此外，可操作的抓握器然后可以包括可以是半圆筒形的相对的弓形部，其被设计成在对接位置一起围绕成形部抓握到沿着成形部放置的形成的包装管上。由此，在所形成的包装管和成形部之间可以保留小游隙。只要在预灭菌阶段期间在一个或多个内部空间内存在预灭菌介质的过压，就没有污染物能够进入关键充填区。因此，在对接位置，可操作的抓握器能够快速且容易地基本上封闭一个或多个内部空间。然后在预灭菌过程期间，可以将预灭菌介质加压供给到产品出口部和灭菌介质出口部，同时能够在一个或多个内部空间内建立足够的过压。

可操作的抓握器可以是各种类型，例如利用真空、摩擦或抓握力或其组合的抓握器。特别地，可操作的抓握器可以包括相对的钳夹部(jaw part)，这些钳夹部设计成在对接位置一起抓握所形成的包装管的密封的纵向边缘。这使得可以在形成的包装管上施加大的抓握力而不会有使包装管变形或损坏其外侧的风险。

除此之外或作为另外一种选择，收集杯可以相对于喷嘴组件从对接位置沿着产品出口部和灭菌介质出口部和/或排气入口部朝向非活动位置移动，同时使抓握器与其一起拉动形成的包装管越过产品出口部和灭菌介质出口部和/或排气入口部。因此，在预灭菌过程结束时将形成的包装管围绕关键充填区的定位可以以自动方式进行，其甚至可以与收集杯从其对接位置返回其非活动位置的移动成为一体，其中，在该非活动位置，其与喷嘴组件间隔开。更重要的是，它有利地使得可以在从预灭菌阶段向实际生产阶段进行时无缝地保持预灭菌的关键充填区完全完整。在预灭菌阶段完成之后，预灭菌的关键充填区可以在生产期间有利地通过被供给合适的灭菌介质(如上述的HPV)的灭菌介质出口部保持无菌，使得沿着充填区的该部分通过的所有形成的包装管都被灭菌。

在一个实施例中，收集杯可以界定第一和第二内部空间，其中第一内部空间设计成在对接位置封闭产品出口部，并且其中第二内部空间设计成在对接位置封闭灭菌介质出口部和/或排气入口部。这有利地使得可以使用被优化用于喷嘴组件的各自部分的清洁和/或预灭菌的独特的不同清洁和/或预灭菌介质。

此外，第一内部空间然后可以配备有第一排放口，例如用于排放在喷嘴组件的清洁和/或预灭菌期间通过并沿着产品出口部冲洗/流动的清洁介质和/或预灭菌介质，而第二内部空间可配备有第二排放口，例如用于排放在喷嘴组件的清洁和/或预灭菌期间通过并沿着灭菌介质出口部和/或排气入口部流动/冲洗的清洁介质和/或预灭菌介质。这有利地使得可以使独特的不同清洁和/或预灭菌介质分开排放。

除此之外或作为替代方案，收集杯可设置有密封元件，所述密封元件定位在收集杯的过渡壁部，其将第一和第二内部空间彼此分开并且设计成围绕并且抵靠喷嘴组件的位于产品出口部和灭菌介质出口部和/或排气入口部之间的外周壁部密封。因此，可以保证在一个内部空间中的任何加压注入的预灭菌介质可以与另一个内部空间中的任何加压注入的预灭菌介质完全分开。

在一个实施例中，灭菌介质出口部可以被收集杯的内周壁部封闭，该内周壁部的内径比灭菌介质出口部的最大横截面尺寸至少大2倍。这具有以下优点：清洁和/或预灭菌介质能够很好地围绕并沿着灭菌介质出口部流动并且因此使其适当且彻底地清洁和/或预灭菌。

在预灭菌期间，排气出口部可以连接到排放口，用于排放已经通过喷嘴组件的一个或多个供给管道注入的使用过的预灭菌介质中的至少一些。这使得可以在沿着待预灭菌的关键充填区的位置有效地排放预灭菌介质，该位置与沿着该区注入的地方适当地隔开。

在一个实施例中，灭菌器-充填喷嘴组件还可包括：

-气体供给管道，其

·至少部分延伸通过成形部；

·具有位于成形部的远端的上游的气体入口连接器；并且

·具有位于灭菌介质出口部和产品出口部之间的气体出口部，其中，收集杯进一步被设计成还将气体出口部封闭在其一个或多个内部空间内。

在另一个实施例中，气体出口部可以位于产品出口部附近的上游。在预灭菌阶段，不仅可以通过灭菌出口部而且还通过气体出口部注入预灭菌介质。这可以有助于不仅沿着整个预灭菌出口部，而且还直接在产品出口部附近的上游进一步提高预灭菌水平。

除此之外，灭菌介质出口部然后可以位于气体出口部附近的上游，然后排气入口部可以位于灭菌介质出口部附近的上游。这可以有助于进一步提高预灭菌水平，因为可以在直接在预灭菌介质已经注入的位置的上方的上游排放所注入的预灭菌介质。

喷嘴组件的成形部、产品出口部、气体出口部、，灭菌介质出口部和排气入口部都可以在相同的轴向方向上延伸。然后这些可以去向收集杯。这使得紧凑的组装成为可能。在预灭菌阶段结束时，然后可以迫使收集杯从其对接位置移开，同时拉动形成的包装管以将成形部留在其形成和密封的地方，并且沿着产品出口部、气体出口部、灭菌介质出口部和排气入口部沿轴向方向向下游拉动。

此外，成形部、产品出口部、气体出口部、灭菌介质出口部和排气入口部都可以在相同的竖直方向延伸。这使得可以从重力中获得最佳好处。

进一步优选的实施方案在从属权利要求中陈述。

本发明还涉及一种用于无菌包装机的预灭菌的方法。

附图说明

下面将参考附图更详细地解释本发明，其中：

图1a，1b，1c示出了根据本发明的灭菌器-充填喷嘴组件的实施例的立体图和局部放大视图；

图2a，2b和图2c，2d示出了图1b的远端和图1c的近端的线A上的正视图和纵向剖视图；

图3-7示出了图2中的细节A-E的放大的局部视图；

图8-10示出了沿图2中的线F-H的剖视图；

图11示出了包括多个喷嘴组件的无菌包装机；

图12示意性地示出了使用图1的喷嘴组件生产期间的灭菌-充填过程；和

图13示出了图1-10的灭菌器-充填喷嘴组件的下部和收集杯的示意图；

图14.1-14.11显示了图13的灭菌器-充填喷嘴组件的清洁阶段、预灭菌阶段和生产阶段的后续阶段；和

图15示出了图13中的可操作的抓握器的实施例的立体图。

具体实施方式

在图1-10中，灭菌器-充填喷嘴组件包括第一管，其用附图标记1表示。产品供给管道2由第一管1界定。第一管1沿轴向方向y延伸并具有中心轴线。产品入口连接器3设置在第一管1的近端。产品出口部4设置在第一管1的远端。

第一管1通过第二管7封装在位于产品入口连接器3和产品出口部4之间的中间部上。气体供给管道8界定在第一管1和第二管7之间。第二管7也沿轴向方向y延伸并且具有与第一管1相同的中心轴线。气体入口连接器9设置在第二管7的近端。气体出口部10设置在第二管7的远端。

第二管7通过第三管13封装在位于其气体入口连接器9和其气体出口部10之间的中间部上。灭菌介质供给管道14界定在第二管7和第三管13之间。第三管13也沿轴向方向y延伸并且具有与第一管1和第二管7相同的中心轴线。灭菌介质入口连接器15设置在第三管13的近端。灭菌介质出口部16由第三管13的远端形成。

第三管13通过第四管19封装在位于其灭菌介质入口连接器15和其灭菌介质出口部16之间的中间部上。排气管道20界定在第三管13和第四管19之间。第四管19也沿轴向方向y延伸并且具有与第一管1、第二管7和第三管13相同的中心轴线。排气出口连接器21设置在第四管19的近端。排气入口部22设置在第二管7的远端。

产品入口连接器3、气体入口连接器9、灭菌介质入口连接器15和排气出口连接器21各自设有连接凸缘24-27，用于将它们分别连接到无菌包装机的加压产品供给源、加压气体供给源、加压灭菌介质供给源和真空排放口。

气体入口连接器9、灭菌介质入口连接器15和排气出口连接器21各自具有设置在侧向突出连接器部分9'，15'，21'处的连接凸缘24-27。

借助于气体入口连接器9，伴随径向向内突出的侧壁30搁置在产品入口连接器3的外周壁部上(见图7)，并借助于气体出口部10，伴随径向向内突出的侧壁31搁置在产品出口部4的外周壁部上(见图3)，第二管7保持以第一管1为中心，同时使气体供给管道8在它们之间自由。

借助于灭菌介质入口连接器15，伴随径向向内突出的侧壁33搁置在气体入口连接器9的外周壁部上(见图2)，并借助于固定地连接到气体出口部10的近端的灭菌介质出口部16的远端(见图3)，第三管13保持以第二管7为中心，同时使灭菌介质供给管道14在它们之间自由。

借助于排气出口连接器21，伴随近端搁置在灭菌介质入口连接器15的外周壁部的远端上(见图6)，并借助于排气入口部22，伴随径向向内突出的侧壁37搁置在邻近灭菌介质出口部16的近端部的第三管13的外周壁部上(见图4)，第四管19保持以第三管13为中心，同时使排气管道20在它们之间自由。

第四管19的外圆筒形壁提供成形部40(见图2，4和5)。在操作过程中，由网状包装材料制成的包装管围绕该壁形成，同时使形成的包装管沿轴向方向y从成形部40的近端朝向成形部40的远端向下游移动，其中包装管的形成在所述近端开始，包装管的形成在所述远端完成。在围绕成形部40的包装管形成过程中，网状包装材料的抵接的纵向边缘部彼此密封，例如，通过位于成形部侧面的包装机的密封器进行热密封。由此形成和密封的纵向边缘也称为翅片密封(fin seal)。在将网状包装材料形成为管状的过程中，驱动力施加在包装材料上，以使其沿喷嘴组件向下游移动。这可以间歇地或连续地以恒定速度完成。

这里的产品出口部4由第一管1的圆筒形远端部形成。气体出口部10位于产品出口部4附近的上游。气体出口部10包括围绕其圆周的、朝向前方倾斜的多个气体出口孔44。在气体出口孔44的前方设置有周向沟槽(gutter)45。在沟槽45的前方设置有周向脊(ridge)46。在气体出口孔44后方设置圆筒形部47，圆筒形部47界定将气体供给管道2连接到气体出口孔44的气体供给室48。在圆筒形部47后方设有气垫部49。气垫部49具有比圆筒形部47大的直径，圆筒形部47又具有与气体出口孔44打开的直径基本相同的直径。气垫部49包括沿轴向方向y延伸的多个气体引导槽50(见图1)。

灭菌介质出口部16位于气体出口部10附近的上游，并提供圆筒形灭菌区，沿着该灭菌区设置了连接到灭菌介质供给管道14的多个主灭菌介质出口孔53。圆筒形灭菌区的直径小于气垫部49的直径。灭菌介质供给管道14还连接到多个次级灭菌介质出口孔54，次级灭菌介质出口孔54设置在气垫部49的近端的圆周周围，同时在槽50的近端内侧开口，其中，槽50设置在其内。主灭菌介质出口孔53以及次级灭菌介质出口孔54都径向向外指向。

排气入口部22位于灭菌介质出口部16附近的上游，并且包括围绕其圆周的多个排气入口孔56，每个排气入口孔56连接到排气管道20。

图11示出了无菌包装机，其配备有彼此相邻定位的多个喷嘴组件NA。对于每个喷嘴组件NA，该机器包括网状包装材料源WPMF，所述网状包装材料源WPMF例如缠绕在卷轴上，包装材料的网可以从所述卷轴被朝向相应的成形部引导。机器还包括产品供给源PF，例如充填有无菌产品并且可通过软管、管等连接到产品入口连接器的罐。机器还包括灭菌介质供给源SMF，所述灭菌介质供给源SMF例如通向充填有灭菌介质并且可通过软管、管等连接到灭菌介质入口连接器的罐。机器还包括气体供给源GF，气体供给源GF例如通向可通过软管、管等连接到气体入口连接器的压缩机。并且机器包括排放口ED，所述排放口ED用于减去灭菌介质和无菌气体并例如将其排放到环境中并且可通过软管、管等连接到排气出口连接器。

在成形部的侧面的位置，设有纵向密封件LS，其设计为连续地对包装管进行翅片密封，例如，通过使它们的相对的纵向边缘被沿着或通过密封件LS的被加热部连续地引导以使它们彼此连接。

在喷嘴组件下游的位置处，设置有交叉密封件CS，其设计成使交叉密封件进入包装管的被充填部，例如，通过使定位在被充填的包装管的相对侧的可操作的压颚(pressjaw)的两个被加热部朝向彼此相互挤压，以将被充填的包装管的相对的壁部彼此连接。

在操作开始之前，产品出口部4、气体出口部10、灭菌介质出口部16和排气入口部22被预灭菌。这可以以各种方式完成，例如有或没有已形成的已经围绕它们的包装材料的包装管。

预灭菌完成后，可以(重新)开始包装管的实际灭菌-充填过程。这在图12中示出。网状包装材料WPM朝向成形部40进给，并在那形成包装管PT，同时形成其翅片密封。加压无菌产品开始流过产品供给管道并通过产品出口部4中的出口开口进入包装管PT。同时，加压无菌气体(空气)开始流过气体供给管道8并经由气体出口部10中的出口孔进入产品界面PI上方的位置处的包装管PT中，并且加压灭菌介质开始流过灭菌介质供给管道并通过灭菌介质出口部16中的出口孔在气体出口孔上方的位置进入包装管PT中。同时，真空力通过排气管道并经由排气入口部22中的排气入口孔在灭菌介质出口孔上方的位置施加到包装管内部，使得使用过的灭菌介质和气体排放。

产品、气体和灭菌介质的压力以及真空力相对于彼此调整，使得注入的产品形成位于气体出口孔44下游的产品界面PI，而同时，注入的气体在产品界面PI的顶部形成气体屏障，注入的气体溢出流向排气入口孔37同时干燥包装管的内壁，并且同时使注入的灭菌介质也流向排气入口孔37，同时对包装管的内壁进行灭菌。

图13示出了喷嘴组件的充填区，其需要在实际生产开始之前预灭菌，以连续开始用无菌产品(如食品或药品，特别是液体食品或药品)充填形成的灭菌包装管，如上所述。该充填区包括产品出口部4、气体出口部10、灭菌介质出口部16和排气入口部22。

提供收集杯70，其包括界定第一内部空间71a的第一圆周壁71和界定第二内部空间72a的第二圆周壁72。第一内部空间71a构造成在图13中所示的对接位置将产品出口部4封闭。第二内部空间72a构造成在图13中所示的对接位置将气体出口部10、灭菌介质出口部16和排气入口部22封闭。

密封元件(未示出)可以设置在第一圆周壁71的上过渡壁部处。上过渡壁部设计成在气体出口孔44的下游围绕并抵靠气体出口部10的远端的外周壁部密封。

可操作的抓握器75设置在第二圆周壁72的上壁部处。抓握器75构造成可释放地抓握形成的包装管的翅片密封76，该翅片密封76沿着成形部40放置。为此，抓握器75设置有相对的半圆筒形部，这些半圆筒形部构造成在图11所示的对接位置中围绕成形部抓握到形成的包装管上。

第一内部空间71a在其下端设置有第一排放口78，该第一排放口78可通过软管、管等连接到一个或多个合适的储存器、过滤器等，以进一步处理可在清洁和/或预灭菌阶段使用的一种或多种类型的清洁和/或预灭菌介质。第二内部空间72a在其下端设置有第二排放口79，该第二排放口79可通过软管、管等连接到合适的存储器、过滤器等，以进一步处理可在清洁和/或预灭菌阶段使用的一种或多种类型的清洁和/或预灭菌介质。

收集杯70可相对于喷嘴组件在轴向方向y上从对接位置朝向非活动位置上下移动，在所述非活动位置收集杯70已经位于喷嘴组件下方的下部位置，在此处，它不会干扰用无菌产品充填形成的无菌包装管的实际生产并且在其中进行交叉密封。

现在将参考图14描述在清洁和预灭菌阶段期间收集杯70和喷嘴组件的可能操作模式。

图14.1中喷嘴组件显示为准备好清洁和预灭菌。网状包装材料的自由端从包装材料源PF供给，然后在成形部40周围(手动)形成管状形状，同时将其纵向边缘密封在一起，以形成所谓的翅片密封。这在图14.2中示出。

随后，收集杯70开始向上移动。在该向上移动期间，抓握器75处于打开位置，使得其具有足够的游隙，以使其自身围绕沿着成形部40放置的所形成的包装管PT的自由下端自由地定位。这在图14.3中示出。

一旦第一圆周壁71的上过渡壁部已经围绕并抵靠气体出口部10的远端密封，就到达对接位置。在该对接位置，抓握器75已经围绕包装管PT的自由下端。此外，在该对接位置，收集杯70已经将产品出口部4封闭在第一内部空间71a内，同时其将气体出口部10、灭菌介质出口部16和排气入口部22封闭在第二内部空间72a内。这在图14.4中示出。

随后，抓握器75被操作以朝向其抓握位置移动，在所述抓握位置，其牢固地抓握所形成的包装管PT的翅片密封。这在图14.5中示出。

然后开始清洁过程，在此期间，产品供给管道2被供给碱液和酸，而如果认为必要的话，气体供给管道8和灭菌介质供给管道14可以被供给温水。然后碱液和酸在通过第一排放口78通过重力排放之前，通过并沿着产品出口部4冲洗。然后，温水在通过重力经由第二排放口79排放之前可以通过并且沿着灭菌介质出口部16和气体出口部10冲洗。这在图14.6中示出。

然后开始预灭菌过程，在其第一阶段期间，产品供给管道2被供给热蒸汽，而气体供给管道8和排气管道20被供给干燥空气，且灭菌介质供给管道14被供给HPV。然后，热蒸汽在通过第一排放口78排放之前通过并沿着产品出口部4流动。然后，干燥空气和HPV在通过第二排放口79排放之前通过并沿着排气入口部22、灭菌介质出口部16和气体出口部10流动。这在图14.7中示出。

然后开始预灭菌过程的第二阶段，在此期间，产品供给管道2被供给产品，而气体供给管道8和灭菌介质供给管道14被供给HPV。此外，第二排放口79然后关闭，并且排气管道20通过使抽吸力施加到其排气出口连接器而被启动。然后产品流出产品出口部4，然后通过第一排放口78流走。然后HPV在通过排气入口部22排放之前通过并沿着气体出口部10和灭菌介质出口部16流动。这在图14.8中示出。

在被认为足以获得目标预灭菌程度的一段时间之后，收集杯70朝向其非活动位置向下移动。在向下移动期间，抓握器75保持在其抓握位置。由于抓握器75固定地连接到收集杯70，这使得收集杯70与其一起拉动已形成的包装管PT。在沿着包装管PT拉动的这种向下移动期间，产品供给管道2仍然被供给产品，而灭菌介质供给管道14仍然被供给HPV，而气体供给管道8被供给无菌空气。以这种方式，开始离开成形部40的新形成的包装管PT通过HPV连续灭菌并通过无菌空气干燥。这在图14.9中示出。

一旦收集杯70已经到达其非活动位置同时将包装管PT拉动越过排气入口部22，越过灭菌介质出口部16，越过气体出口部10并越过产品出口部4，交叉密封头CS就被操作以在包装材料中形成交叉密封。这在图14.10中示出。

从那起，关键的充填区被清洁并预灭菌，并且可以保持无菌。然后可以开始预生产循环，在此期间，已经形成、灭菌和充填一定数量的包装管。然后可以检查那些充填的棒，如果按顺序找到，则可以开始实际生产。这在图14.11中示出。

可操作的抓握器75可以基于各种原理，例如利用作用在包装管外侧的真空力。然而，优选使用如图15所示的抓握器75。该抓握器75包括铰接连接的相对的半圆筒形部80，这些半圆筒形部80设计成在对接位置一起围绕成形部40抓握到所形成的包装管PT上。此外，该可操作的抓握器75包括相对的钳夹部81，钳夹部81被设计成在对接位置一起夹紧所形成的包装管PT的密封的纵向边缘。为了操作抓握器75以在其打开位置和其抓握位置之间移动，其设置有操作臂82。可以在臂82的外端之间设置弹簧，用于使抓握器75朝向其打开位置或朝向其抓握位置偏置。

除了所示的实施例之外，还可以有许多变型。例如，可以改变喷嘴组件和收集杯的各个部件的形状，尺寸和材料选择。

因此，根据本发明，用于灭菌器-充填喷嘴组件的收集杯具有新的但是，如果需要，也可以轻松快速地配备的现有的无菌包装机。

Claims (15)

1.一种无菌包装机，包括：

-网状包装材料源；

-至少一个灭菌器-充填喷嘴组件，其包括：

-成形部，其具有外壁、近端和远端，所述外壁设计成在围绕所述外壁的网状包装材料之外形成包装管，同时所述包装管向下游移动并且同时所述包装管沿纵向边缘被密封；

-产品供给管道，其

·至少部分延伸通过所述成形部；

·具有位于所述成形部的远端的上游的产品入口连接器；并

且

·具有位于所述成形部的远端的下游的产品出口部；

-灭菌介质供给管道，其

·至少部分延伸通过所述成形部；

·具有位于所述成形部的远端的上游的灭菌介质入口连接器；并且

·具有位于所述成形部的远端和所述产品出口部之间的灭菌介质出口部；和

-排气管道，其

·至少部分延伸通过所述成形部；

·具有位于所述成形部的远端的上游的排气出口连接器；并

且

·具有位于所述成形部的远端和所述产品出口部之间的排气入口部，

-一个或多个预灭菌介质供给源，其能够连接到所述产品入口连接器和所述灭菌介质入口连接器；和

-收集杯，其能够相对于所述喷嘴组件在非活动位置和对接位置之间移动，

其中，所述收集杯界定一个或多个内部空间，所述一个或多个内部空间设计为在所述对接位置封闭所述产品出口部，以收集和/或排放在所述喷嘴组件的预灭菌期间通过并沿其流动的预灭菌介质，

其特征在于，

所述收集杯进一步被设计成在所述对接位置还将所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部封闭在其的所述一个或多个内部空间内。

2.根据权利要求1所述的无菌包装机，其中，所述收集杯包括可操作的抓握器，其设计成在所述对接位置可释放地抓握沿着所述成形部放置的已形成的包装管的一部分。

3.根据权利要求2所述的无菌包装机，其中，所述可操作的抓握器包括相对的弓形部，所述相对的弓形部设计成在所述对接位置中一起围绕所述成形部并在已形成的包装管上抓握。

4.根据权利要求2或3所述的无菌包装机，其中，所述可操作的抓握器包括相对的钳夹部，所述相对的钳夹部设计成在所述对接位置中一起夹紧所述已形成的包装管的已密封的纵向边缘。

5.根据前述权利要求2-4中任一项所述的无菌包装机，其中，所述收集杯能够相对于所述喷嘴组件从所述对接位置沿着所述产品出口部和所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部朝向所述非活动位置移动，同时使所述抓握器与其一起拉动已形成的包装管越过所述产品出口部和所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的无菌包装机，其中，所述收集杯界定所述内部空间中的第一内部空间和第二内部空间，其中，所述第一内部空间被设计成在所述对接位置中封闭所述产品出口部，并且其中，所述第二内部空间设计成在所述对接位置中封闭所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部。

7.根据权利要求6所述的无菌包装机，其中，所述第一内部空间配备有第一排放口，并且其中，所述第二内部空间配备有第二排放口。

8.根据权利要求6或7所述的无菌包装机，其中，所述收集杯设置有密封元件，所述密封元件定位在所述收集杯的过渡壁部，所述过渡壁部将所述第一内部空间和所述第二内部空间彼此分开，并且设计成围绕并且抵靠位于所述产品出口部和所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部之间的所述喷嘴组件的外周壁部而密封。

9.根据前述权利要求中任一项所述的无菌包装机，其中，所述灭菌介质出口部被所述收集杯的内周壁部封闭，所述收集杯的内周壁部的内径比所述灭菌介质出口部的最大横截面尺寸至少大2倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的无菌包装机，其中，所述灭菌器-充填喷嘴组件还包括：

-气体供给管道，其

·至少部分延伸通过所述成形部；

·具有位于所述成形部的远端的上游的气体入口连接器；并且

·具有位于所述灭菌介质出口部和所述产品出口部之间的气体出口部，

其中，所述收集杯进一步被设计成还将所述气体出口部封闭在其的所述一个或多个内部空间内，并且

其中，所述一个或多个预灭菌介质供给源也能够连接到所述气体入口连接器。

11.根据权利要求10所述的无菌包装机，其中，所述气体出口部位于所述产品出口部附近的上游。

12.根据权利要求11所述的无菌包装机，其中，所述灭菌介质出口部位于所述气体出口部附近的上游，并且其中，所述排气入口部位于所述灭菌介质出口部附近的上游。

13.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的无菌包装机的预灭菌的方法，包括以下步骤：

-将所述收集杯相对于所述喷嘴组件定位在所述对接位置中；

-将所述一个或多个预灭菌介质供给源连接到所述产品入口连接器和所述灭菌介质入口连接器；

-使预灭菌介质流动通过所述产品供给管道并经由所述产品出口部进入所述收集杯中；

-使预灭菌介质流动通过所述产品供给管道并经由所述产品出口部进入所述收集杯中；

-将所述收集杯相对于所述喷嘴组件定位在其非活动位置中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在已经定位在所述对接位置之后，所述收集杯的可操作的抓握器可释放地抓握沿着所述成形部放置的已形成的包装管的一部分。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述收集杯在从其对接位置朝向其非活动位置移动期间，使其抓握器与其一起拉动已形成的包装管越过所述产品出口部和所述灭菌介质出口部和/或所述排气入口部。

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