CN114829263A - 加注装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合用于刺穿真空密封包装(P)并排空容纳在真空密封包装(P)中的粒状材料的手动加注装置(1)或附件，其包括：‑管状体(2)，其具有用于材料的流动的管道(20)，从位于所述管状体的第一端的入口开口(21)延伸到位于所述管状体(2)的第二端的用于所述粒状材料的出口开口(22)；‑中空刺穿工具(3)，其具有终止于尖端(30)的远端和在其近端处的加宽基部(31)，并刚性地连接至所述管状体。该装置还包括用作止动件的肩部(4)，该肩部(4)被构造成能够与包装的壁接触，从而当所述壁被刺穿工具(3)刺穿时停止该加注装置。

Description

加注装置
技术领域
本发明涉及一种加注装置，其具有用于刺穿容纳粒状材料的容器并主要通过重力现象将其排空的特殊应用，并可能在所述加注装置被手动操作时通过用户的运动来对其进行辅助。可替代地，加注装置可以附接于生产单元。
本公开内容还涉及一种包装，该包装专门被构造成与此种加注装置协作，从而避免处理误差，并且还涉及一种包括根据本文中公开内容的加注装置和包装的设备。
本发明更具体而言涉及真空密封包装的排空，在真空密封包装中，由于包装内部的真空和在比大气压低的包装内部压强与包装外部大气压之间的压强差，粒状材料被压实。
本发明在将酵母等粒状材料从包装(特别是真空密封包装)无菌地转移到发酵罐等设备中，特别是在啤酒生产领域，具有特殊但非限制性的应用。
背景技术
本公开内容涉及用于干燥粒状材料诸如粉末形式的干酵母的真空密封包装领域，以及提供以用于将在包装中容纳的粒状材料无菌地转移到给定设备的技术解决方案。
在啤酒生产领域，经常需要在若干生产步骤中添加干酵母。例如，进行此种添加以用于在罐中实施发酵，通常是在通过对粉碎的谷物和水的混合物进行过滤而获得的麦芽汁的冷却后进行这种添加。
活性干酵母通常容纳在真空密封包装中，以保护它在储存过程中免受氧气和湿气的影响。打开此包装以其中的容纳物手动倒到发酵罐中的检查孔内。在可能的范围内，该操作必须通过无菌方法进行，否则病菌、细菌或真菌可能会转移到罐中，并且然后可能在发酵过程中生长，并降低饮料的感官品质。为了防止病菌转移到罐中，在刺穿真空密封的包装之前，用于打开包装的工具(诸如一把剪刀)进行消毒，并且也可能对包装的外表面进行消毒。
一旦真空密封包装打开，那么操作员只需将包装翻到检查孔上方，从而使得可以将酵母倒到发酵罐中的产品上。
根据发明人的观察，此种实践并不令人满意，并且这是以下若干原因：
-工具(诸如一把剪刀)的消毒通常是用火焰或通过消毒液进行的，这种操作冗长并且操作的成功基本上取决于操作者在进行该操作时的小心程度；
-在检查孔上手动进行包装的加注通常是一项冗长的操作，伴随着不可忽视的有害坠落的风险，例如包装坠落到罐中；并且最重要的是，
-用于倒酵母所需的检查孔的打开本身就带来了使罐体无菌条件恶化的风险，因为它允许大量未经消毒的空气进入罐体，从而有可能使悬浮在空气中的细菌和真菌进入罐体，从而污染麦芽汁。
从现有技术中已知适合用于刺穿包装且然后排空包装以用于卫生的产品转移的装置，例如在文献EP 1201598中公开的示例。EP 1201598所公开的装置旨在排空液体(诸如调味汁或饮料)袋，并且隐含地需要使用吸力。该技术解决方案对于从真空密封包装中排空粒状材料而言既无法起到作用也不具有高效率。
例如，从文献GB 719054中也已知有专门设计来排空给定量的粒状材料(诸如细粉末等)的装置。该装置包括尖顶状刺穿工具，该尖顶状刺穿工具用于刺穿容器壁，直到设置在尖顶基部的肩部与容器壁接触。该刺穿工具是中空的，并且具有侧向开口，一旦肩部与壁接触，该侧向开口预期完全定位在容器内。该侧向开口允许材料转移到刺穿工具的主体中，然后它朝出口孔流到尖顶的基部。该装置设计成每次翻转容器时递送与中空部分的体积对应的材料剂量。
根据发明人的观察，在任何情况下，在GB 719054中公开的该装置都不能在其保持在总体上垂直的位置的同时刺穿并且完全且快速地排空整个包装，尤其是在真空密封包装的情况下。
发明内容
本公开内容通过提出一种加注装置来改善这种情况，该加注装置具有特定的应用，以用于刺穿容纳粒状材料的真空密封包装，并基本上通过重力现象来排空容器，并可同时轻轻摇晃包装和/或使包装的柔性壁变形，尤其是当手动操作所述装置时。
更具体地说，该装置尤其用于在完全且快速地将真空密封包装的粒状材料排空，同时装置和包装处于总体上的竖直位置，即无需翻转包装。
本公开内容的另一目的是提出此种装置，一种被构造成用于手动操作的装置，其限制了操作者的操作不良的风险。
本公开内容的另一目的是提出一种生产单元，该生产单元包括根据本公开内容的固定地安装在该单元上的加注装置，该加注装置被构造成用于将容纳在真空密封包装中的粒状材料无菌地转移到该生产单元的封壳。
本公开内容的另一目的是提出一种包装，该包装尤其被构造成与根据本公开内容或属于根据本公开内容的生产单元的加注装置，特别是手动操作的加注装置配合。
本公开内容的另一目的是提出一种组件，该组件包括加注装置以及包装，专门被构造成与根据本公开内容的所述刺穿装置配合，特别是手动操作的或可替代地属于根据本公开内容的生产单元的刺穿装置。
其他目的和优点将从下面的说明中变得明显，这些说明是为了信息目的而给出的，而非旨在限制本发明的范围。
根据第一方面，本公开内容涉及一种适合于刺穿真空密封包装并排空容纳在包装(尤其是真空密封包装)中的粒状材料的加注装置，其包括：
-管状体，其具有用于材料的流动的管道，管道从位于管状体的第一端的入口开口延伸到位于管状体第二端的用于粒状材料的出口开口；
-中空刺穿工具，其具有至尖端的远端和在其近端处的加宽基部，该中空刺穿工具在管状体的第一端与管状体刚性连接，该刺穿工具具有沿着该刺穿工具的长度的至少一个侧向开口，所述侧向开口从该刺穿工具的加宽基部在该刺穿工具的长度上延伸，所述侧向开口被构造成能够允许材料被从该刺穿工具的中空部分的外部注入其内部，该刺穿工具的加宽基部的中空部分与该管状体的入口开口连通，
-用作外周止动件的肩部，其由布置成围绕刺穿工具的加宽基部设置的管状体的第一端形成，该肩部用作如下构造的止动件，即，该止动件能够与包装的壁直接或间接地接触，从而当所述壁被刺穿工具刺穿到所述侧向开口延伸进入包装时，停止该加注装置；
并且其中，所述加注装置被构造成能够在所述加注装置垂直取向且所述尖端朝上时连续地排空所述真空密封包装的内容物，所述粒状材料通过重力而穿过所述侧向开口流经所述入口开口。
根据手动加注装置的单独或者组合地采用的可选特征：
-刺穿工具具有纵向轴线，所述肩部具有与所述纵向轴线基本垂直的平坦表面，所述平坦表面被构造成用作与包装外壁上的粘合部的粘接表面；
-用作粘接表面的平坦表面具有能够用于粘接的表面区域，该表面区域在3cm2和50cm2之间，例如在5cm2和50cm2之间，例如在3cm2和10cm2之间或在10cm2和35cm2之间；
-能够用于粘接的表面是限定在外半径与内半径之间的环形；
-外半径与内半径的半径之差△R在2mm至20mm之间；
-管状体具有与刺穿工具的纵向轴线基本相同的纵向轴线；
-所述加注装置是手动的，管状体具有被构造成形成手柄的尺寸；
-用作手柄的管状体的有用长度在5cm至15cm之间，例如在6cm至10cm之间，诸如7cm；
-形成手柄的有用表面的外径在2cm至5cm之间，诸如2.5cm；
-该装置具有与手柄刚性地连接的腕带，该腕带用于当使用者的手抓握手柄时供使用者的手腕穿过其中；
-加注装置主要由形成刺穿工具和包括肩部的管状体的塑料材料制成的单个部分组成。
根据尤其是用于对小尺寸包装进行排空的有利实施方式，刺穿工具包括加宽基部，该加宽基部在与其纵向轴线垂直的平面中具有沿第一方向的较长尺寸和沿基本垂直的第二方向的较短尺寸，并且其中，能够用于粘接的表面区域沿着椭圆形的轨迹延伸，所述椭圆形由沿所述第一方向伸长而沿所述第二方向较窄的闭合曲线构成。
根据第二方面，本公开内容还涉及一种生产单元，该生产单元包括封壳以及根据本公开内容的加注装置，该加注装置刚性地安装在该封壳或所述生产单元的管上，该刺穿工具是竖直的，尖端朝上，所述加注装置被构造成将容纳在真空密封包装中的粒状材料直接转移到封壳或通过所述管间接地转移到所述封壳中。
根据生产单元的一个实施方式，加注装置的管状体密封地且刚性地连接于所述封壳，使得出口开口与所述封壳的内部容积连通，所述加注装置位于所述封壳的上部，被构造成使得粒状材料(通过重力)从出口开口流到所述封壳的内部。
根据生产单元的一个实施方式，所述封壳由管强制供给产品，加注装置的所述管状体直接地或者通过转移系统间接地密封连接于管，使得在所述粒状材料与产品一起进入所述封壳诸中之前，粒状材料在流入管中的同时与产品混合。例如，生产单元是发酵单元，并且所述封壳是发酵罐。
根据第三方面，本公开内容涉及一种容纳粒状材料的包装，在其壁的外表面上包括无菌或灭菌粘合部，该粘合部被移除以用于刺穿包装的可剥离片与外部污染隔离开，该粘合部被构造成当刺穿工具刺穿包装的壁时粘接于根据本公开内容的加注装置的肩部。加注装置可以被构造成手动的，或者可替代地，可以固定地安装在生产单元上。
根据可以单独使用或者组合地使用的包装的可选特征：
-粘合部是双面粘合部，其具有粘附于包装壁的第一粘附表面和被可剥离片覆盖的第二粘附表面，所述第二粘附表面被构造成粘接于根据本公开内容的加注装置的所述肩部的粘接表面；
-粘合部有孔，当工具刺穿包装的壁时，刺穿工具旨在穿过该孔；
-粘合部具有环形形状或椭圆形形状；
-该双面粘合部具有将第一粘合侧和第二粘合侧分开的厚度，该厚度在0.5mm至2mm之间，诸如0.6mm、1.1mm或1.6mm等，该双面粘合部在其厚度上是柔性的，
-该双面粘合部包括用于粘接剂组分的柔性基底，以及覆盖该基底的粘接剂组分，该基底是由闭孔泡沫塑料形成的肺泡状基底，
-粒状材料在包装中处于真空之中。
根据第四方面，本公开内容还涉及一种组件，该组件不仅包括手动加注装置，还包括根据本公开内容的包装。
根据所述组件的一个实施方式，所述组件包括根据本公开内容的手动加注装置，当包装的壁被刺穿工具刺穿时，包装的粘合部粘合于加注装置的肩部从而形成粘合接头，肩部与粘合部之间的粘合接头被构造成允许操作者仅通过加注装置的手柄保持组件，其中刺穿工具的尖端朝下，然后容纳粒状材料的包装仅通过粘合接头的粘接力而悬挂于加注装置。
根据第五方面，本公开内容还涉及一种设备，其包括根据本公开内容的加注装置或根据本公开内容的发酵单元的加注装置，以及与管状体的第一端密封地配合的盖，该盖覆盖刺穿工具，从而形成用于流体的密封腔室，所述腔限定在盖与刺穿工具和肩部之间，所述密封腔室经由所述至少一个侧向开口与管状体的管道连通。
本公开内容还涉及一种用于对刺穿工具的内表面和管状体的管道的内表面、刺穿工具的外表面、根据本公开内容的设备的加注装置的肩部的外表面进行清洗和消毒的方法。
-将盖放置到位以覆盖刺穿工具和所述肩部，从而形成用于流体的密封腔室，所述密封腔室限定在盖与刺穿工具和所述肩部之间，所述密封腔室经由所述侧向开口与管状体的管道连通；
-将消毒剂流体通过出口开口注入，使得消毒剂流体一方面流入管道和刺穿工具的中空部分中并且与管道的内壁和刺穿工具的中空部分的内壁接触，另一方面流入密封腔室中并与刺穿工具和肩的外壁接触。
根据一个实施方式，用于对刺穿工具的内表面和加注装置的管状体的导管的内表面、以及刺穿工具的外表面和肩部的外表面进行消毒的消毒流体注射的步骤是同时对生产单元的内表面进行清洗的注射。
附图说明
其他特征、细节和优点将从以下详细描述和对附图的分析中变得明显，在附图中：
图1是根据一个实施例的手动加注装置的透视图。
图2是图1中示出的装置的俯视图。
图3是根据本公开内容的一个实施例的包装尤其是真空密封包装的视图。
图3a是图3中包装的粘合部的详图，其中第一粘合侧粘接于包装的壁，第二粘合侧由所述可剥离片覆盖，并且中心孔用于允许手动加注装置的刺穿工具通过。
图4是图1中装置的示意图，其示意了当操作员使用该装置刺穿并排空根据图3的包装的粒状内容物时，肩部的粘接表面粘接于所述包装的环形粘合部。
图5是图4(操作者的手未示出)的横截面图。
图6是根据第二实施例的加注装置的透视图，该加注装置被构造成固定地且密封地安装在生产单元上。
图7是图6中装置的横截面，通过螺接到加注装置主体的螺纹上，增加了盖。
图8是示出固定安装在发酵单元上的根据图6的加注装置的多种可行的集成加注的示意图。
图9是图1所示的装置的变型的俯视图，其中，刺穿工具的尖顶拱中的每一个具有倾斜截面，并且其中，刺穿工具具有加宽基部，该加宽基部在与其纵向轴线垂直的平面中，在第一方向上具有较长尺寸，并且在基本垂直的第二方向上具有较短的尺寸，并且其中，用于粘接的有用表面沿着椭圆形的轨迹延伸，该椭圆形由在第一方向伸长而在第二方向较窄的闭合曲线构成。
具体实施方式
本发明涉及一种适合用于刺穿真空密封包装和排空容纳在包装P中，尤其是真空密封包装中的粒状材料的加注装置1。
粒状材料优选是干燥的，诸如用于实施发酵(诸如用于啤酒生产)的活性干酵母。该粒状材料容纳在包装(优选为真空密封包装)中。由于真空以及内部压强(小于大气压)与外部压强(即大气压)之间的压强差，材料和包装被压实。
根据发明人进行的初步测试，通过将包装刺穿以从常规包装(无真空)中排空液体或粒状材料来操作的加注装置，例如在GB 719054中公开的现有技术中已知的那些装置，对于用于从真空密封包装件中排空压实的粒状材料而言并不令人满意。当这些设备与此种真空密封包装一起使用时，粒状材料在流干之前就开始排空。这些加注装置无法使得能够快速排空包装的粒状内容物。
本发明源于发明人的如下观察，即现有技术的加注装置当用于刺穿和排空真空密封包装时，在材料流动期间导致部分真空，这可能导致在包装内部维持真空，这种真空与粒状材料的流动方向相反。换言之，排空粒状内容物所需的、沿与该流动相反的方向流动的空气可能引起回流，从而导致在刺穿位置处从装置逸出的产品的损失。
发明人已经通过设计一种加注装置来解决此问题，在至少根据一个实施例而将该加注装置构造成手动装置时，将使得能够刺穿包装并容易由操作者进行操作，例如通过在排空操作期间摇晃加注装置和刺穿的包装组件，或者例如通过使包装的柔性壁变形以促进流动(例如在发酵罐中的检查孔上方)，并且优选地同时限制不佳的操作和意外坠落的风险。
有利的是，此种装置因此使得能够快速且特别是连续地排空包装，特别是真空密封包装中容纳的所有粒状材料。
如果根据一个实施例，加注装置刚性地连接并永久地安装在生产单元上，那么加注装置可以有利地将融安在真空密封包装中的粒状材料无菌地转移到生产单元的封壳。
此外，如图1和图2所示，作为非限制性示例，加注装置1构造为手动的，并且适于刺穿和排空容纳在包装P中的粒状材料，尤其是真空密封包装的粒状材料。
总体上，加注装置1被构造成手动式或者非手动式，并包括：
-管状体2，具有用于材料的流动的管道20，其从位于管状体的第一端的入口开口21延伸到位于管状体2第二端的用于粒状材料的出口开口22；
-中空刺穿工具3，其具有终止于尖端30的远端和在其近端处的加宽基部31，该中空刺穿工具3在管状体的第一端刚性地连接至管状体，该刺穿工具具有沿着该刺穿工具的长度的至少一个侧向开口32，所述侧向开口32从该刺穿工具的加宽基部31沿着该刺穿工具的长度，所述侧向开口被构造成能够允许材料被从该刺穿工具3的中空部分的外部注入其内部，该刺穿工具3的加宽基部31的中空部分与该管状体2的入口开口21连通；
-用作外周止动件的肩部4，该肩部4由围绕刺穿工具的加宽基部31设置的管状体2的第一端形成，该肩部4用作止动件并被构造成使得能够与包装的壁接触，从而当所述壁被刺穿工具刺穿时，停止该加注装置。
通常，应注意的是，刺穿工具的纵向轴线A和管道20的纵向轴线优选地基本相同，当刺穿工具竖直地定向时，管道20沿刺穿工具竖直地延伸，尖端30朝上。
通常，应注意的是，刺穿工具可以包括围绕刺穿工具的轴线A分布的多个侧向开口32，并且例如，四个开口各自延伸具体为小于90°的角扇区。
刺穿工具3可以具有包括尖顶拱33的尖顶形状，尖顶拱33中的每一个从刺穿工具3的加宽基部31延伸到刺穿工具的尖端30，尖顶拱33在该尖端30处汇合。所述至少一个侧向开口32可包括多个侧向开口32。每个侧向开口32优选地在两个连续的尖顶拱33之间从加宽基部31沿刺穿工具的整个长度或部分长度朝尖端30延伸。例如，四个尖顶拱33围绕轴线A分布，例如每一个间彼此间隔90°分布。
因此，如图4所示且在这种手动构造中，此种加注装置是通过使用刺穿工具刺穿包装的壁直到肩部4停靠包装壁的外表面上来使用的。当装置被保持在刺穿工具的轴线基本上竖直且尖端30朝上的位置时发生加注；粒状材料从包装中，穿过刺穿工具3中空部分中的所述侧向开口，穿过入口开口21，并流到出口开口22，在出口开口22处粒状材料逸出。
在这种排空操作期间，操作者一手保持包装，一手保持加注装置，并且可以使包装变形甚至摇晃加注装置和包装P的组件，以促进流动，尤其是在真空密封包装的情况下。
这种手动加注装置特别适用于将干啤酒酵母无菌地转移到发酵罐中。尤其是，为此，并且为了避免物体(包装和/或加注装置)落入发酵罐中的任何风险以及相关的污染风险，加注装置和/或包装本身可以具有某些有利的规定。
因此，所述肩部4首先可以具有与所述纵向轴线基本垂直的平坦表面，该平坦表面被构造成用作粘接表面Sc以用于通过粘合部粘接于包装的外壁。在此种情况下，容纳粒状材料的包装P可以有利地在其壁的外表面上包括无菌或甚至灭菌粘合部Ad，该粘合部Ad通过可剥离片FP与外部污染隔离开并受到保护。该可剥离片Fp预期在刺穿前移除。一旦可剥离片Fp被移除，那么粘合部被构造成在刺穿工具刺穿包装的壁时粘接于加注装置的肩部4。
粘合部Ad可以是双面粘合部，其具有粘接(预先附接)于包装壁的第一粘合侧和由可剥离片Fp覆盖的第二粘合侧，该可剥离片Fp用作对第二粘合侧的保护。一旦可剥离片被移除，第二粘合表面被构造成粘接于肩部的粘接表面Sc，以将加注装置保持在包装上。例如：双面粘合部可以是双面硅树脂粘合部。如图所示，当包装有着具有较长长度的方向时，此种粘合部可以定位在包装的纵向末端之一处。有利地，通过围绕刺穿装置在肩部4和粘合部之间形成360°密封，粘合部进一步避免了粒状材料的回流，并且从而有利地防止了产品在包装中刺穿孔处的泄漏。
该双面粘合部具有将第一粘合侧和第二粘合侧分开的厚度，该厚度在0.5mm至2mm之间，诸如0.6mm、1.1mm或1.6mm等。这样的厚度，加上粘合部是可变形的或柔性的(在其厚度上)，在包装和装置的粘接表面之间提供了密封，并有利地补偿了与粘合部的第一侧接触的包装壁的不均匀性。这种不均匀性可能由包装壁中的褶皱或一个或多个皱纹形成。
该双面粘合部因此包括具有粘接剂组分的柔性基底，例如肺泡式多孔状，诸如优选地具有闭孔的泡沫。例如，泡沫可以是丙烯酸型。覆盖基底的粘接剂组分可以是丙烯酸型。
用作粘接表面Sc的平坦表面可以具有能够用于粘接的表面区域，这一表面区域的面积在3cm2和50cm2之间，例如在5cm2和50cm2之间，例如在10cm2和35cm2之间，诸如大约为20cm2。表面区域还可以在3cm2和10cm2之间。粘接表面对于包装与加注装置之间的粘合接头的粘接强度而言是决定性参数。然而，根据所选择的粘合部类型(及其粘接强度)，通过选择具有较高粘合强度的粘接剂组分，能够减小粘接表面并获得相同的粘接强度。
能够用于粘接的表面区域可以具有限定在外半径Rext和内半径Rint之间的环形形状。外半径Rext和内半径Rint之间的半径差ΔR在2mm和30mm之间，例如在2mm和10mm之间，或者在10mm和20mm之间。
粘合部Ad可以具有孔T，当工具刺穿包装的壁时，刺穿工具旨在穿过该孔T。该孔的直径至少等于刺穿工具的加宽基部31的直径。粘合部Ad可以具有环形形状，并且粘合部优选地在尺寸方面设置成由肩部4形成的粘接表面Sc的尺寸。在环形粘合部的情况下，环形粘合部可以具有与用作粘接表面Sc的肩部的平坦有用表面相同的内半径和相同的外半径。
根据一个可行的替代方案(未示出)，也可以将(预先附接的)粘合部置于刺穿装置的肩部4而非包装上。
如图4所示，并且通常只要装置被构造成手动时，管状体2可以有利地具有被构造成形成手柄5的尺寸。用作手柄的管状体的有用长度Lp在5cm至15cm之间，例如在6cm至10cm之间，诸如7cm，即与人手掌宽度近似对应的长度。形成手柄的有用表面的外径Dp可以在2cm至5cm之间，例如2.5cm。注意，手柄可以具有在出口开口22处向外部径向地突出的周边凸边53。
根据一个实施例，所述装置可以具有腕带51，其具体采用带状形式，并刚性地连接于手柄5。当手抓握手柄5时，使用者的手旨在穿过该腕带51中。与管状体2一体的附接孔眼52可允许腕带51的附接。此种腕带针对特别是在操作期间操作者摇晃包装/加注装置组件的情况下在排空操作期间丢失和坠落的风险，提供了额外的安全性。
根据一个实施例，加注装置可以主要由形成刺穿工具和包括肩部的管状体(包括肩部，并且可能包括手柄)的塑料材料制成的单个一体部件组成。根据另一个可行的实施例，该装置是将多个部件组装的结果。加注装置的单个一体部件(或所述装置的各个部分)可以通过添加的方式进行制造，诸如采用3D打印或注塑方式制造。
根据另一种可行方案，加注装置可以是永久安装在生产单元上的生产单元的一体部分，刺穿工具的尖端朝上。
根据特别在图10中示出的一个实施例，尖顶拱33的横截面可以有利地为斜面，因此每个尖顶拱具有在斜面的两个倾斜表面331、332之间形成的特别尖锐的脊部330，所述脊部径向地向外定向。两个倾斜表面330、331之间的角度可以是90°或小于90°，即锐角。当刺穿工具穿过包装壁时，此种斜面尖顶拱提供了对包装壁的受控刺穿，从而通过斜面避免不受控制的撕裂，避免了当刺穿工具穿过包装壁时因包装的非期望的撕裂而造成的泄漏风险。
根据图10所示的一个实施例，刺穿工具可以具有加宽基部31，该加宽基部31在与工具的纵向轴线垂直的平面中，在第一方向d1上具有较长尺寸，并且在同一平面内的基本垂直的第二方向d2上具有较短的尺寸。然后，能够用于粘接的表面区域在加宽基部附近沿着椭圆形的轨迹延伸，该椭圆形由在第一方向d1伸长而在第二方向d2较窄的闭合曲线形成。粘接面在径向方向上的宽度可以在2mm至20mm之间。
刺穿工具的此种形状以及粘接表面的此种形状使得与加宽基部在与刺穿工具纵向轴线垂直的平面中按照相同半径延伸的实施例相比，能够有利地限制装置在第二方向d2上的有用尺寸，并且有利地不对排空性能造成不利影响。
因此，包装的粘合部可以具有如图9所示的这种设计的椭圆形形状，而非如图1和图2所示的装置的实施例中的环形形状。该粘合部在其窄尺寸中的尺寸比具有环形形状的粘合部的直径更小，这有利于针对包装，特别是小包装的实施。
此外，本公开内容还涉及诸如发酵单元的生产单元7，其包括封壳70诸如发酵罐，以及根据本发明的加注装置1。该加注装置1刚性地连接至所述封壳70或所述生产单元的管71，刺穿工具垂直取向，尖端朝上，所述加注装置被构造成能够将容纳在真空密封包装中的粒状材料，以直接转移到所述封壳中或者通过所述管71间接地转移到所述封壳中的方式，而转移到封壳70中。
为此，管状体的第二端例如借助于出口开口22处的内螺纹23而密封地固连于所述封壳70，具体而言固定于发酵罐或管上，该内螺纹23(或螺纹件)通过螺纹连接而与生产单元的螺纹联接件粘接。任何其他类型的联接件可用于将第二端附接于罐或管上，例如根据SMS标准的联接件或本领域技术人员已知的名为“CLAMP联接件”的联接件。
根据一个实施例，加注装置的管状体刚性地且密封地连接至所述封壳70，使得出口开口22与封壳(尤其发酵罐)的内部容积连通。加注装置固连于封壳(尤其发酵罐)的上部，并被构造成能够使得粒状材料通过重力从出口开口22流到所述罐70(尤其是罐)的内部。
根据另一种可行方案，所述封壳70，尤其是发酵罐70，通过管71而在压力下被供给产品，加注装置的所述管状体直接或者通过转移系统而间接地密封地联接于管71，从而使得在粒状材料与产品一起进入封壳70中之前，粒状材料在与产品进行混合的同时流入管71。
例如，可以使用诸如文丘里管8的转移系统，管中的流体通过该转移系统，文丘里管8产生的部分真空吸引粒状材料，以便将其与文丘里管下游的流体进行混合。
本公开内容还涉及一种设备，其包括根据本公开内容的加注装置1，或根据本公开内容的生产单元7的加注装置，以及与管状体的第一端密封配合的盖6，盖6(在关闭位置)覆盖刺穿工具3和肩部4，同时形成用于流体的密封腔室60。
该腔被限定在盖6的内壁与刺穿工具3和肩部4之间，所述密封腔室通过所述至少一个侧向开口与管状体的管道20连通。此种盖6除了其作为用于关闭入口开口的构件这一功能之外，还可以有利地使得能够实现清洁和消毒方法。盖6可以拧到管状体上，盖具有内螺纹，内螺纹与管状体上在管状体的第一端处的外螺纹F粘接。替代地，盖6可以通过任何类型的联接件，例如SMS联接件或CLAMP联接件，连接至装置的管状体。
此外，本发明还涉及一种用于对根据本公开内容的设备的刺穿工具的内表面和加注装置1的管状体的管道的内表面、以及刺穿工具的外表面、加注装置的肩部的外表面进行清洁和消毒的方法。
该清洁和消毒方法包括以下步骤：
-将盖6放置到位，覆盖刺穿工具和所述肩部4，进而形成用于流体的密封腔室60，所述腔被限定在盖与刺穿工具3及所述肩部4之间，所述密封腔室通过所述一个侧向开口32与管状体的管道20连通；
-将消毒剂流体通过出口开口22注入，从而使得消毒剂流体一方面流入管道20和刺穿工具的中空部分中，并与管道20的内壁和刺穿工具3的中空部分的内壁接触，另一方面流入密封腔室60中并与刺穿工具3和肩4的外壁接触。
本公开内容还涉及此种包装，该包装如前所述具有无菌或灭菌粘合部Ad，通过可剥离片Fp与外部污染隔离开，可剥离片Fp用于在刺穿包装之前移除，粘合部被构造成，当刺穿工具刺穿包装壁时粘接于根据本公开内容的手动加注装置的肩部4，或粘接于永久地安装在生产单元上的加注装置的肩部4。
在后一种情况下，粘合部围绕属于生产单元的加注装置的刺穿工具与肩部进行360°粘接，除了防止颗粒状产品泄漏之外，还具有防止潜在地将未灭菌的外部空气引入在生产单元中流动的材料这一额外的优点。
本发明还涉及一种组件，该组件包括根据本公开内容的加注装置和根据本公开内容的此种包装。包装的粘合部被构造成围绕加注装置的刺穿工具与粘合表面360°粘接，从而在包装与加注装置之间形成粘合连接。此种粘合连接防止在排空期间包装与加注装置之间的材料泄漏，从而确保了良好的密封。
如果加注装置是手动装置(尤其是，如果管状体2具有设计成形成用于手的手柄5的尺寸)，那么加注装置与包装之间的这种粘合结合为操作者倒包装内容物的操作提供了进一步的安全性。避免了包装和/或加注装置坠落，特别是掉落到发酵罐中的风险。
这种粘合接头使得可特别是在排空包装的结束时用双手使包装的壁变形，以便通过加注装置将粒状材料的最后部分排出，并且因此不需要通过手柄保持加注装置，于是手柄通过包装与所述装置之间的粘合接头而悬挂于包装，出口开口22由此朝下定向。
优选地且相反地，粘合部还可以有利地被构造成允许操作者仅通过加注装置的手柄来保持组件，加注装置的尖端朝下定向，容纳粒状材料的包装仅通过粘合接头而悬挂。
在这种情况下，粘合接头的粘接强度因此至少等于(或优选为大于)通过重力而施加在包装上的力，且因此至少等于(或优选为大于)容纳粒状材料的包装的重量。在此要考虑的重量是包装在被加注装置的尖端刺穿之前的重量，且因此是在粒状材料被排空之前的重量。
如前文所解释的，粘接强度取决于粘合部的类型并且取决于肩部的粘接表面。
工业可应用性
该加注装置尤其可应用于容纳活性干酵母的真空密封包装的排空(例如在啤酒生产中)，且更具体而言，可用以确保将干啤酒酵母从包装中容纳的酵母无菌地将转移到发酵罐中。
在啤酒生产领域，当将酵母从真空密封包装倒到发酵罐中时，本公开内容通过限制发酵罐内的污染风险而提供了显著的进步。
附图标记列表
1 手动加注装置
2 管状体
20 管道
21 入口开口
22 出口开口
23 内螺纹
3 刺穿工具
30 尖端
31 加宽基部
32 侧向开口
33 尖顶拱
330 脊部(尖顶拱的斜面)
331，332 倾斜表面
4 肩部
5 手柄
51 腕带
52 孔眼(腕带附接部)
53 凸边
6 盖
60 密封腔室
7 生产单元，诸如发酵单元
70 封壳，诸如发酵罐
71 管
A 刺穿工具3的纵向轴线
Ad 粘合部
d1 第一方向
d2 第二方向
F 外螺纹
Fp 可剥离片
P 包装
S1 双面粘合部的第一粘合表面
S2 双面粘合部的第二粘合表面
Rint 由肩部4形成的粘接表面的内半径
Rext 由肩部4形成的粘接表面的外半径
Sc 平坦粘接表面(肩部4)
T 粘合孔。

Claims (29)

1.一种适合用于刺穿真空密封包装(P)并排空容纳在所述真空密封包装(P)中的粒状材料的加注装置(1)，所述加注装置(1)包括：
-管状体(2)，所述管状体(2)具有用于材料的流动的管道(20)，所述管道(20)从位于所述管状体的第一端的入口开口(21)延伸到位于所述管状体(2)的第二端的用于所述粒状材料的出口开口(22)；
-中空刺穿工具(3)，所述中空刺穿工具(3)具有终止于尖端(30)的远端和在其近端处的加宽基部(31)，所述中空刺穿工具(3)在所述管状体的第一端刚性地连接至所述管状体，所述刺穿工具具有沿着所述刺穿工具的长度的至少一个侧向开口(32)，所述侧向开口(32)从所述刺穿工具的加宽基部起沿着所述刺穿工具的长度延伸，所述侧向开口被构造成能够允许材料被从所述刺穿工具(3)的中空部分的外部注入其内部，所述刺穿工具(3)的加宽基部(31)的中空部分与所述管状体(2)的入口开口(21)连通；
-用作外周止动件的肩部(4)，所述肩部(4)由围绕所述刺穿工具的加宽基部(31)设置的所述管状体(2)的第一端形成，所述肩部(4)用作止动件，所述止动件被构造成能够直接或间接地与所述包装的壁接触，以当在所述侧向开口(32)延伸到所述包装内部的位置所述壁被所述刺穿工具(3)刺穿时，停止所述加注装置；
-并且其中，所述加注装置被构造成能够在所述加注装置垂直取向且所述尖端朝上时连续地排空所述真空密封包装的内容物，其时所述粒状材料通过重力穿过所述侧向开口(32)及经过所述入口开口(21)，并通过重力沿着与进入所述包装的空气相反的方向流动到所述出口开口(22)。
2.根据权利要求1所述的手动加注装置，其中，所述刺穿工具具有纵向轴线，所述肩部(4)具有与所述纵向轴线基本垂直的平坦表面，所述平坦表面被构造成能够用作与位于所述包装的外壁上的粘合部的粘接表面(Sc)。
3.根据权利要求2所述的手动加注装置，其中，用作粘接表面(Sc)的所述平坦表面具有在3cm2和50cm2之间的、例如在3cm2和10cm2之间的能够用于粘接的表面区域。
4.根据权利要求2或3所述的手动加注装置，其中，能够用于粘接的表面区域具有限定在外半径(Rext)与内半径(Rint)之间的环形形状。
5.根据权利要求4所述的手动加注装置，其中，所述外半径(Rext)和所述内半径(Rint)之间的半径差ΔR在2mm至20mm之间。
6.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述刺穿工具(3)具有加宽基部(31)，所述加宽基部(31)在与其纵向轴线垂直的平面中具有沿第一方向(d1)的较长尺寸和沿基本垂直的第二方向(d2)的较短尺寸，并且其中，能够用于粘接的表面区域沿着椭圆形的轨迹延伸，所述椭圆形由沿所述第一方向(d1)伸长而沿所述第二方向(d2)较窄的闭合曲线构成。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的手动加注装置，其中，所述管状体具有与所述刺穿工具的纵向轴线基本相同的纵向轴线。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的手动加注装置，其中，所述管状体(2)具有被构造成形成用于手的手柄(5)的尺寸。
9.根据权利要求8所述的手动加注装置，其中，用作手柄的所述管状体的有用长度(L)在8cm至15cm之间，例如在6cm至10cm之间，诸如7cm。
10.根据权利要求8或9所述的手动加注装置，其中，形成手柄(5)的有用表面的外径在2cm至5cm之间，诸如2.5cm。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的装置，其具有与所述手柄(5)刚性地连接的腕带(51)，所述腕带(51)用于当使用者的手抓握所述手柄(5)时供手穿过其中。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置，其中，所述装置主要由用塑料材料制成的单个一体部件组成，所述单个一体部件形成所述刺穿工具和包括所述肩部的所述管状体。
13.一种生产单元(7)，所述生产单元(7)包括封壳(70)以及根据权利要求1到7中的任一项所述的加注装置(1)，所述加注装置(1)刚性地安装在所述封壳(70)上或所述生产单元的管(71)上，所述刺穿工具垂直地取向且尖端朝上，所述加注装置被构造成能够将容纳在真空密封包装中的粒状材料转移到所述封壳(70)，所述转移为直接地转移到所述封壳中或通过所述管间接地转移到所述封壳中。
14.根据权利要求13所述的生产单元，其中，所述加注装置的管状体密封地且刚性地连接至所述封壳(70)，从而使得所述出口开口(22)与所述封壳(70)的内部容积连通，在所述封壳(70)的上部，所述加注装置被构造成使得所述粒状材料通过重力从所述出口开口流到所述封壳(70)的内部。
15.根据权利要求13所述的生产单元，其中，所述封壳(70)通过所述管(71)而在压力下被供给产品，所述加注装置的所述管状体直接地密封联接于所述管(71)或者通过转移系统而间接地密封联接于所述管(71)，从而使得在所述粒状材料与所述产品一起进入所述封壳(70)中之前，所述粒状材料在与所述产品进行混合的同时流入所述管(71)。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的生产装置，其中，所述封壳(70)是发酵罐。
17.一种容纳粒状材料的包装(P)，所述包装(P)包括位于其壁的外表面上的无菌或灭菌粘合部(Ad)，所述粘合部(Ad)通过用于在刺穿前移除的可剥离片(Fp)与外部污染隔离开，所述粘合部被构造成当所述刺穿工具刺穿所述包装壁时，粘接于加注装置的肩部(4)，所述加注装置根据权利要求1至12中的任一项所述或者属于根据权利要求13至16中的任一项所述的生产单元(7)。
18.根据权利要求17所述的包装，其中所述粘合部是双面粘合部(Ad)，并具有粘接于所述包装壁上的第一粘合侧和由所述可剥离片(Fp)覆盖的第二粘合侧，所述第二粘合侧被构造成当所述刺穿工具刺穿所述包装壁时，粘接于加注装置的肩部(4)的粘接表面(Sc)，所述加注装置根据权利要求1至12中的任一项所述或属于根据权利要求13至16中的任一项所述的生产单元(7)。
19.根据权利要求17或18所述的包装，其中，所述粘合部具有孔(T)，当所述工具刺穿所述包装壁时，所述刺穿工具旨在穿过所述孔(T)。
20.根据权利要求19所述的包装，其中，所述粘合部(Ad)具有环形形状或椭圆形形状。
21.根据权利要求17至20中的任一项所述的包装，其中，所述双面粘合部具有将第一粘合侧和第二粘合侧分开的厚度，所述厚度在0.5mm至2mm之间，诸如例如0.6mm、1.1mm或1.6mm，所述双面粘合部在其厚度上是柔性的。
22.根据权利要求21所述的包装，其中，所述双面粘合部包括用于粘接剂组分的柔性基底以及覆盖所述基底的粘接剂组分，肺泡状的所述基底由闭孔泡沫塑料形成。
23.根据权利要求17至22中的任一项所述的包装，其中，所述粒状材料处于真空之中。
24.一种组件，所述组件包括根据权利要求1至12之中的任一项所述的加注装置和根据权利要求17至23中的任一项所述的包装。
25.根据权利要求24所述的组件，所述组件包括根据权利要求8所述的手动加注装置，当所述包装壁被所述刺穿工具刺穿时，所述包装的粘合部粘合于所述加注装置的肩部(4)，由此形成粘合接头，所述肩部与所述粘合部(Ad)之间的粘合接头被构造成允许操作者仅通过所述加注装置的手柄来保持所述组件，其中所述刺穿工具的尖端朝下，而容纳所述粒状材料的所述包装这时仅通过所述粘合接头的粘接力而悬挂于所述加注装置。
26.一种设备，所述设备包括根据权利要求1至12中的任一项所述的加注装置(1)或者根据权利要求13至16中的任一项所述的生产单元的加注装置，所述设备还包括与所述管状体的第一端密封地配合的盖(6)，所述盖(6)覆盖所述刺穿工具，同时形成用于流体的密封腔室(60)，所述密封腔室一方面限定在所述盖(6)与所述刺穿工具(3)和所述肩部(5)之间，另一方面，所述密封腔室经由所述至少一个侧向开口与所述管状体的管道(20)连通。
27.一种用于对根据权利要求26所述的设备的加注装置(1)的刺穿工具的内表面和管状体的管道的内表面、以及所述刺穿工具的外表面进行清洁和消毒的方法，其中：
-将所述盖(6)放置到位，覆盖所述刺穿工具和所述肩部(4)，以形成用于流体的密封腔室(60)，所述密封腔室一方面被限定在所述盖与所述刺穿工具(3)、所述肩部(4)之间，并且另一方面，所述密封腔室通过所述至少一个侧向开口(32)与所述管状体的管道(20)连通；
-通过所述出口开口(21)注入消毒剂流体，从而使得所述消毒剂流体一方面流入所述管道(20)和所述刺穿工具的中空部分中，并与所述管道(20)的内壁和所述刺穿工具(3)的中空部分的内壁接触，另一方面则流入所述密封腔室(60)中，同时与所述刺穿工具(3)和所述肩部(4)的外壁接触。
28.根据权利要求27所述的方法，所述方法在包括根据权利要求13至16中的任一项所述的生产单元的加注装置的设备中实施，其中，注入消毒剂流体以用于对所述刺穿工具的内表面和所述加注装置(1)的管状体的管道的内表面、所述刺穿工具的外表面以及所述肩部的外表面进行消毒的步骤，是同时对所述生产单元的内表面进行清洁的注入。
29.手动加注装置的用途，所述手动加注装置根据权利要求1至12中的任一项所述，或属于根据权利要求17至23中的任一项所述的包装，或属于根据权利要求24或25所述的组件，以将干啤酒酵母转移到发酵罐中。
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