CN111032527A - 适于灭菌的、包括一体式粉末或液体的包装容器帽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于密封附接至具有开口和颈部的容器的帽，所述容器容纳液体食物。所述帽包括一端用盖密封且另一端用另一箔片或破裂材料密封的嘴部，并且包括将在食用时添加至液体食物的组分。所述帽还包括与颈部内侧接合以密封容器的裙部以及以螺纹类型结构与容器颈部接合的外壁。

Description

适于灭菌的、包括一体式粉末或液体的包装容器帽

技术领域

本发明涉及用于分配饮品的包装容器的闭合装置或帽。该闭合装置包括食用之前添加至饮料的粉末或流体。特别地，本发明涉及用于在直接放置于没有密封的容器上的情况下进行灭菌的帽。

背景技术

用于食物和饮料容器的密封方法是公知的，并且各不相同，最常见的方法是帽或盖。

用于制造灌注式饮料容器的技术相当复杂，包括将包装从一卷产品折叠成形、灌注所选择的液体产品以及通常用可穿孔的铝箔密封。然后帽被直接胶合或超声焊接至容器的箔片上方，其通常包括在饮用之前直接将箔片穿孔的机构。因此，在将容器密封之后才将帽附接至已灌注的容器。

目前用于人饮用的液体封装包括将产品和包装单独灭菌、然后在无菌气氛中结合的无菌封装；与此不同的是灌装，其首先将产品与包装结合，然后进行灭菌。在灌注经超热处理(UHT)的食物(液体如牛奶和果汁或经加工的食品如蔬菜和保藏的水果)时，无菌包装可以在不冷藏的情况下保藏至多一年，从而导致分配和储存成本以及环境影响大幅降低，产品货架期延长。

无菌技术使得食物能够保持新鲜超过6个月的时间，没有污染风险、营养损失或产品变味。整个灌注过程在无菌环境中进行，包装材料两侧灭菌，并且在液面下方对包装进行密封以避免污染。

在该情况下，所述帽需要在放置于容器上之前进行有效灭菌。尽管在使用干燥组分是不是绝对需要这样的步骤，但是当使用可能没有足够的防腐剂来确保寿命的液体组分时需要这样的步骤。

因此，例如，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶属于一步打开的类型。这意味着在瓶和帽之间没有箔片。这就是帽能够被100％灭菌非常关键的原因。

包含添加至液体的其他组分或第二组分如片或粉末的饮品正变得流行。通常，该饮品包括容纳在帽中的适于将材料与容器中的液体分开存放的泡包装。

优选的是，在饮用之前立即添加第二组分，尤其是在待添加的组分对紫外敏感或在混合时货架期不长、或在受热时降解的情况下如此。在饮用时添加成分还简化了饮料的生产和灌装。

目前被胶合至容器的帽要在其附接至容器以确保帽被有效密封之后才能容纳任何这种组分。之后添加组分在技术上更为困难。

因此，目前明显可见，灌装有巴氏灭菌液体或UHT处理液体或过滤液体和饮料的容器需要不会引入活体微生物的密封帽，否则其随后会生长并破坏或改变所储存液体的品质。为此，帽或封闭装置需要在密封前进行消毒和灭菌。

任何灭菌过程都必须满足以下要求：

1.可靠且经济

2.对所处理的表面无腐蚀性

3.快速破坏微生物

4.容易从表面移除，残留少

5.对用户无健康风险

6.对与灭菌表面接触储存的产品无不利影响

7.可与环境相容

如果用于灭菌的工艺留下残余物，则该工艺受卫生局条例监管。如果不留下残余物，则其被认为受与低酸度食品相关的法律约束。

目前存在几种对帽或封闭装置的内部隔室进行灭菌的方法。用于灭菌的方法或工艺可以混用和匹配，在需要的情况下进行组合。以下是已经被开发用于对帽内的接触表面进行灭菌或消毒的主要工艺。这些工艺如下。

杀菌紫外闪光或脉冲式闪光。该技术使用紫外束或光来即时破坏微生物DNA和活力或使其变性，或者使其不能繁殖并死亡。这不留下残余物，其功效是帽表面清洁，可直接暴露于光束。诸如光束强度、光束持续时间、光束分量的因素是影响该技术的因素。最有效紫外杀菌波长范围是200nm至315nm。该范围对霉菌、细菌、病毒和处于植物和孢子形态的微藻均有效。致死辐射剂量岁照射强度和时间而定，表示为毫瓦秒/平方厘米。许多微生物的这种辐射剂量已经确定，并且已经公开。光脉冲技术使用波长为紫外或近红外区域的短光脉冲。微生物通过光化学和光热机理来灭活。用于对封闭装置灭菌的这些技术要求帽表面完全暴露，因此没有缝隙不受所用光束照射。该过程不遗留残余物。

1.最新开发的电子束利用电子束杀灭微生物来使表面灭菌，不遗留残余物。该方法有效用于使帽接触表面灭菌的要求也是对帽的全部内表面进行直接电子束暴露。封闭装置不应具有不暴露于电子束的缝隙。

2.将热液体灌注到容器中也是常用于对液体以及容器和密封帽内接触表面进行巴士消毒或灭菌的方法。该技术通常要求瓶子倾斜，因此灌注容器内的热液体接触帽表面，使得其传递足够的热量适量时间来杀灭微生物。帽表面应当完全暴露于热液体，以使帽过程有效。

3.当用于某些表面如金属和耐热塑料如聚丙烯时，干燥或潮湿的热和液流在适宜温度下接触短时间之后使微生物变性。

4.非常常见的是对帽进行化学灭菌，然后再将其用于密封容器。可用于该过程的有多种化学物质，以及甚至化学物质组合和与其他独立的微生物杀灭过程的组合。这些化学物质的形式可以各不相同，包括液体、蒸汽或气态形式。另外，任何形式的化学物质可以在不同的温度下使用。这种灭菌形式可能留下残余物，因此被许可至多一定的浓度(受卫生局条例管理)。利用作为最常见的化学物质的过氧化氢来进行化学灭菌的效力较好，因为其主要分解为氧和水。过氧化氢通常以10％至35％的浓度使用，然后使用热空气(60-125℃)或热辐射来加强灭菌过程并消除残余的过氧化氢。灭菌效力随过氧化氢浓度和温度(通常在85至90℃使用，但是也可以在室温下使用)升高而增加。通常，将包装或封闭装置浸没或浸渍在过氧化物中、喷洒过氧化物或在过氧化物中清洗，然后加热(烘箱、无菌鼓风设备、其他干燥装置)使过氧化物蒸发，然后灌注包装或封闭装置。已存在并根据要求持续开发施用过氧化物的其他方式来增加效力(均匀的化学物质涂层)、减少化学物质用量以及减少接触时间和干燥时间。这种其他施用方式包括喷涂、蒸发和雾化。经常使用润湿剂来确保沿被灭菌表面均匀涂布过氧化物并减少所需的接触时间。过氧化物分解为氧，氧与微生物的可氧化物组分反应以致其死亡。过氧化物的作用可以通过组合进行过氧化物暴露和紫外辐射来增强。在加热或不加热的情况下同时组合过氧化物和UV提高了总致死效果，其大于单独使用过氧化物和UV的效果之和。存在并可以使用其他化学物质，前提是残余物量少并且在法律上可接受，并且消毒足够快，以在实时使用期间对光谱微生物产生期望的致死效果。对于使用化学物质、施用方法和干燥过程，已经存在多种新的方案，其不在此赘述，但是可熟知微生物学和化学过程的本领域技术人员是已知的。

已经证明，过氧化氢气体灭菌剂对于包括细菌、细菌孢子、分支杆菌、病毒和真菌在内的所有已知微生物有效。注意，过氧化氢的抗微生物活性在文献中已有充分描述，包括所有这些类型的有机物以及单细胞生物。然而，已知的帽由于具有不允许进行有效灭菌的配置的情况下并不能被有效灭菌。

使用过氧化氢灭菌(也称为过氧化氢气体灭菌)的其他优点在于其为低温灭菌过程，通常用于对热敏感性装置灭菌。过氧化氢灭菌循环通常比替代的灭菌形式如环氧乙烷灭菌需要较少的时间。过氧化氢灭菌过程涉及用H₂O₂蒸气充满灭菌室，从而接触暴露的装置表面并对其灭菌。

虽然存在其他的灭菌方法如电子束灭菌以及上文讨论的，但是它们需要完全无障碍地进入容器内可能接触流体的内部组件，而如果未被恰当地灭菌，可能导致产品不适合用于消费。

因此，本发明的一个目的是提供一种帽，其包括在附接到容器之前的一体式密封组件，所述一体式密封组件能够通过完全穿透灭菌组分如过氧化氢而在附接至开放容器之前被灭菌。所述帽的具体构造有助于确保有效灭菌。

发明内容

在本发明的第一形式中，提出了一种模制帽，其适于密封附接至其颈部带有外螺纹的容器并适于容纳液体食物；

所述帽包括带有内螺纹的圆形外壁，所述内螺纹与所述颈部的外螺纹接合；

所述帽初始在所述颈部上方延伸并且包括适于将所述容器的内侧与所述圆形外壁密封接合的裙部；

所述帽然后主要配置在所述颈部内以限定与所述裙部间隔开的腔室并且包括适于刺穿膜的内部针状物，所述膜沿所述腔室的底部延伸以将组分密封于其内；

其中所述腔室和所述裙部之间的空间大至足以能够实现所述帽的有效灭菌。

优选地，所述模制帽还包括能够到达所述腔室顶部的可剥离帽。

优选地，所述腔室由柔性材料制成，以允许被压下而迫使所述针状物穿过所述膜以刺穿所述膜，从而允许所述组分落入所述容器中。

优选地，所述模制帽包括所述帽下方的防松环(tamper proof ring)以确保所述帽只能在除去所述防松环之后才能被除去。

附图说明

从以下具体实施方式部分中，可以理解本发明的优选特征、实施例和变化方案，所述具体实施方式提供了本领域普通技术人员足以实施本发明的信息。具体实施方式部分不应被视为以任何方式限制前述发明内容部分的范围。具体实施方式部分将参考以下多幅附图。

图1是根据本发明的帽的截面视图，其中帽为单模制构造，包括与瓶子内侧颈部密封接合并限定主要容纳在瓶颈内的泡罩背部的裙部；

图2是附接至瓶颈的帽；

图3是帽和瓶颈的典型尺寸；

图4示出了包括防尘帽的帽，所述防尘帽允许泡罩包装延伸到瓶颈之外，但是仍然允许进行有效灭菌，其中泡罩模制为帽的一部分；

图5示出了包括防尘帽的帽，泡罩经由所述防尘帽过模制至不同材料的帽以实现全方位密封；

图6示出了包括防尘帽的帽，所述防尘帽允许泡罩包装延伸到瓶颈之外，但是仍然允许进行有效灭菌，其中泡罩模制为帽的一部分；并且还包括泡罩防爆片，在该处容器的内容物能够被加压；以及

图7示出包括剥离模代替防尘帽的帽，所述剥离模允许泡罩包装延伸到瓶颈之外，但是仍然允许进行有效灭菌，其中泡罩模制为帽的一部分；并且还包括泡罩防爆片，在该处容器的内容物能够被加压。

具体实施方式

本发明的以下详细描述是参考附图进行的。只要有可能，在整个附图及以下说明中使用相同的附图标记表示相同和相似的部件。为了清楚或举例说明之目的，附图中显示的某些部件的尺寸可能经过修改和/或放大。

关于附图，图1-3涉及第一实施例，其中存在一体式模制帽，其包括接合瓶子内部的裙部，并且其中泡罩包装基本上位于瓶颈内，但是留下足够的空间以进行有效灭菌。

图4和5教导了一种有效构造，其中帽可以被灭菌，单丝包括使得泡罩包装能够延伸到瓶颈之外的防尘帽。

图6和7包括使得模制帽能够在如下情况使用的防爆片：容器中的液体可以被加压，以确保泡罩包装不会在压力下爆裂。

参考附图，通常存在适于附接至瓶颈12的帽10。防尘帽14保护泡罩16免受多种因素损坏。膜18在泡罩底部延伸，或横越瓶颈以密封泡罩内容物。周向裙部20在帽内延伸以与瓶颈内表面接合，以提供密封。

泡罩16包括一体式销24，其能够被向下压穿透膜18以允许将泡罩16内的任何内容物或组分32分配到瓶中。

防松环22是周知的，其确保帽在食用之前不被松开和除去。

帽包括水平凸缘26，如在各实施例中示出的，其支撑泡罩或用于不仅支撑泡罩而且还支撑密封泡罩的膜。在一些实施例中，使用防爆片28，其主要目的是保护膜8免受其在例如瓶内的液体碳酸化的情况下可能经受的任何外部压力。

帽与其裙部之间的间隙足够宽，以使得能够利用公知的方法如50℃的过氧化氢进行有效灭菌。典型的尺寸在图3中以mm示出，但是其仅为指导作用。

在一些情况下，代替防尘帽，可以提供剥离帽30。

以下描述更具体地参考附图中的各图，这些图为略有不同的实施例，但是涉及实质相同但构造不同的组件。

下面参考图1-3，其显示了具有一体式泡罩的帽，所述一体式泡罩基本上位于瓶颈内(然而，其可稍微延伸到瓶颈之外)，其包括将与瓶子或容器内的流体混合的组分32。

在图4中，泡罩也模制成帽的一部分，并且包括支撑防尘帽的壁34。泡罩通过帽灌注，然后配上防爆片，之后附接泡罩箔片。

在图5中，泡罩被过模制至不同材料的帽以将其全方位密封，并且也包防尘帽。

在图6和7中，虽然泡罩被模制成帽的一部分，但是在附接泡罩箔片之前配有防爆片。剥离帽被附接至帽。防爆片确保容器内的承压液体不会使泡罩包装爆裂。

应当理解，虽然上述实施例举例说明了帽的箔片延伸至嘴部的底部开口之外，但是无意于将箔片的延伸限制于任何尺寸。对于帽的箔片而言，所需要的只是将其密封，因此不同的设计方案都能实现该功能。

此外，虽然称之为箔片，但是应当理解，其可由任何其他合适的、能够密封且还能够被穿孔的材料制成，例如涂有环氧树脂的箔片、塑料，仅作为示例。

读者将会理解，在生产线上，可以使用预灌注的帽来附接至没有密封的液体食物容器。这为制造商提供了可以将何种类型的组件附接至容器的选项，从而大幅增加消费者的选择，并且减少对制造后的试验以及将帽灌注期望组分的需要。只要帽自身被灭菌并且具有允许进行有效灭菌的构造，这点就能够实现。

因此，本发明以其最简单的形式教导了分配帽，所述分配帽包括顶部、嘴部和附接至容器的底部，所述容器储存液体食物并包含将在食用时与液体食物混合物的组分。在一些情况下，帽还能够被用于在容器被启封之后密封容器，使得液体食物能够在几天的时间内被食用。

在多数情况下，本发明的特征在于帽允许：

(a)约3ml组分的典型剂量体积

(b)一体式泡罩和帽，通常为单片设计

(c)设计用于通常利用过氧化氢进行的有效灭菌

(d)最少的内部帽细节

(e)减少了裂隙，以允许进行分批清洁

(f)内部耐湿密封

(g)可外部剥离的密封(其可被容纳用于书面说明)

(h)泡罩可以储存粉末或液体

组件列表

帽 10

瓶颈 12

防尘帽 14

泡罩 16

膜 18

裙部 20

防松环 22

销 24

凸缘 26

防爆片 28

剥离帽 30

组分 32

壁 34

间隙 36

在不脱离其范围的情况下，可以充分实现本发明的其他优点和改进方案。尽管已经就被视为最可实现和优选实施例的内容显示并描述了本发明，但是将会认识到，在本发明的范围和精神内，可以偏离本发明，其不限于本文公开的细节，而是根据权利要求的范围以涵帽任意的和全部的等同装置和设备。说明中讨论的任何现有技术不应以任何方式被视为认可这样的现有技术是公知的或形成本领域内的公知常识的一部分。

现在读者应当理解了本发明。所概述的所有灭菌过程的特征(即UV或脉冲光、电子束、蒸汽、和化学物质)在于它们均需要有途径照射、到达或扩散于暴露于包装中的液体的封闭装置的整个表面。应当注意，本发明要求保护的帽结构应允许实现所有这些方法。当然，光和电子束头可以以多个角度运动来实现这点，前提是在瓶子和内部泡罩结构之间存在足够的间隙，但是这是一个复杂得多的结构。

在本说明书和权利要求书(如果有的话)，术语“包括”及变化形式“包含”、“含有”也包括所提到的每个整数，但是并不排除包含一个或多个其他整数。

Claims (4)

1.一种模制帽，其适于密封附接至其颈部带有外螺纹的容器并适于容纳液体食物；

所述帽包括带有内螺纹的圆形外壁，所述内螺纹与所述颈部的外螺纹接合；

所述帽初始在所述颈部上方延伸并且包括适于将所述容器的内侧与所述圆形外壁密封接合的裙部；

所述帽然后主要配置在所述颈部内以限定与所述裙部间隔开的腔室并且包括适于刺穿膜的内部针状物，所述膜沿所述腔室的底部延伸以将组分密封于其内；

其中所述腔室和所述裙部之间的空间大至足以能够实现所述帽的有效灭菌。

2.根据权利要求1所述的模制帽，其还包括能够到达所述腔室顶部的可剥离盖。

3.根据权利要求1所述的模制帽，其中所述腔室由柔性材料制成，以允许被压下而迫使所述针状物穿过所述膜以刺穿所述膜，从而允许所述组分落入所述容器中。

4.根据权利要求1所述的模制帽，其还包括所述帽下方的防松环以确保所述帽只能在除去所述防松环之后才能被除去。

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