CN1193303A - 质量控制方法及适当制备的包装容器和坯料 - Google Patents

Abstract

在生产无菌的食品包装容器的过程中,已知用由生产线移走并把多个包装容器打开的方法进行产品或包装容器的质量控制和检验,在这种情况下,可以用人工的方法进行质量控制,或采用已知的例如电学质量控制方法进行质量控制。因此,这样的质量控制为所谓的破坏型质量控制,即,挑选用做样品检验的包装容器和它们的内容物失去了它们的商业价值。进行质量控制的一种方法和为此目的制作的一种包装容器,或一种同样被制备的包装容器坯料包括一个或多个电极(12),用来与电质量控制仪器(24)相连接。因此,所包装的产品(20)将是直接或间接地可以在电路上接触到的,从而所包装的产品的质量和周围的包装容器(1)的密封性都可以以一种合理的并且部分自动化的方式确定。在无菌的包装容器的生产中,例如对于已经制作好的经热处理的汤或类似食品,这具有特别的重要性。

Description

质量控制方法及适当制备的包装容器和坯料

技术领域

本发明涉及在包装容器被充满并密封起来之后的内容物或包装容器的一种质量控制方法，该种类型的包装容器是由使一种柔性的包装材料成形生产出来的。本发明也涉及内容物或所制备的包装容器以及用于该包装容器的坯料的非破坏性的质量控制。

背景技术

现在，商业上经无菌处理的食物产品，例如奶制品或果汁，常常被包装在消费包装容器中，这些容器由事先消毒或进行过无菌处理的包装材料制成。一种典型的这样的包装容器为主要用于液体内容物的平行六面体包装容器，这种容器被称为TetraBrikAseptic，通过折叠卷材形状的包装多层制件并将它热密封起来制成这类容器。包装的多层制件包括纤维材料层，比如纸，在它的每一侧面涂有热塑性材料，通常为聚乙烯。在该包装的多层制件的将朝向容器的内容物的那一侧，也有一层适当的阻挡材料层，通常是铝箔，此层进而涂有热塑材料层。

在制作上述类型的平行六面体包装容器时，使用包装机或灌装机，把卷材形式的包装材料输送给这些机器。当包装材料卷材通过该包装机时，对卷材进行消毒，在该机器中把卷材的表面涂上一种化学消毒剂，例如过氧化氢，再把这种消毒剂用机械的方法由该表面基本上除去，或用热把它蒸发掉。然后，把包装材料卷材放置在一个被封闭的无菌空间中，同时把包装材料卷材改变形状成为管状，此后，用事先消过毒的内容物充满该管，并把该管在横向上密封起来，并把它切断成垫子形状的被充满和密封起来的包装容器。随后，用机械加工把它们改变形状成基本上平行六面体的形状。通常用热处理的方法，即所谓超高温(UHT)处理，事先对内容物进行消毒。由于相对而言是无菌的状态，用这样的装置生产的包装容器即使储存在室温下也可以有特别长的货架寿命。虽然此制作方法是经过极好的检验的，并是可靠的，但是，当然，它不能绝对保证在任何尺寸的任何一批中的所有包装容器都是无菌的。因此，为了从无菌的观点确定所包装的产品的质量，在生产过程中进行某种质量控制是正常的。通常，这种已知的质量控制是这样进行的：在适当的温度下把一些新生产的包装容器储存一个预定的时间(例如，在摄氏30度下存7天)。在此预定的储存时间之后，把包装容器打开，用测量pH值，放在培养基上，或用其它用来检查在产品中微生物的生长的适当方法察看这些包装容器的内容物。因为微生物的生长改变了基底的电性质，在实践中，这一检验也可以如下地进行：在把包装容器在一个适当的温度下储存一个预定数量的时间(比如，在摄氏30度下存2天)，把每个被打开的包装容器的一定数量的产品倒入一个特别的测量池中，该池中可以包括培养基，也可以不包括培养基，在该池中可以由电性质(导电率和/或电容值和/或阻抗)的改变检测出微生物的生长。

与上述内容物的质量的检查和控制相联系(或与之分开)，还经常进行包装容器壁或包装材料的密封性的检查和控制。在可能的范围内，这种检查和控制也包括在制作加工的过程中可能出现的破坏，这种检查和控制通常是以与上述内容物的质量控制相联系的破坏性质量控制的形式进行的。这种质量控制主要集中在包装多层制件的内热塑材料层上，因为这一层的任何可能的泄漏可能造成内容物接触到阻挡层(铝箔)或纤维层，在这样的情况下多层制件的其它隔离特性都失去了，即使没有通过该多层制件出现实际的液体泄漏也是如此。迄今，以对可靠性和成本的合理要求进行这种类型的液体密封性的质量控制是困难的，并且是费时的。

由前面的讨论很明显，已知的检查和质量控制方法主要有如下缺点：必须打开所有被检查的包装容器，这样就把它们破坏了。因此，那些没有显示出有任何不能接受的微生物生长(或泄漏)的包装容器成品也被损失掉了，这自然造成了不必要的成本和劳务。因此，在技术上希望能提供一种内容物或上述类型的包装容器的质量控制的方法，该方法显著地降低与所生产的包装容器的质量控制相联系的损失和成本。

本发明的概述--目的和解决方法

因此，本发明的一个目的是实现一种内容物或包装容器的质量控制方法，它没有上述缺点，而使它可以以简单的，合理的和非破坏性的方式进行，在充满和密封之后对所选择的包装容器进行质量控制，而不会把所有被检查的包装容器和它们的内容物损失掉，或在密封性，无菌性或商业价值方面对这些包装容器和它们的内容物有负面的影响。

本发明的另一个目的是实现一种质量控制方法，它是简单的和合理的，并且，它可以以相当低的成本实现。

本发明的再一个目的是实现一种控制方法，它适宜于所生产的包装容器的自动质量控制。

按照本发明已经达到这些目的和其它目的，在于通过介绍的方式公开的那种类型的方法给出了如下特点：借助于导电桥使得包装容器的内部成为在电路上可以接触到的，该导电桥用做一个电极，并与位于该包装容器的另一部分的第二个电极一起被用来测量通过产品或包装容器壁的电性质。

按照本发明的方法的优选实施例还给出了如所附的权利要求2到6中所叙述的特点。

本发明的又一个目的是实现一种包装容器，它被制作成用来对内容物或容器进行非破坏性的质量控制。

因此，本发明的再一目的是实现一种包装容器，它设置了用来容许连接到外面的质量控制仪器的装置，而不用破坏该包装容器，否则，在这样的条件下，该包装容器不能再使用，损失了它的商业价值。

本发明的又一个目的是实现一种包装容器，它使得可以完全用电装置对包装容器的内容物或包装容器进行质量控制。

本发明的再一目的是实现一种包装容器，把它制作成用来进行按照本发明的方法的质量控制，但是，尽管如此，它只是不明显地偏离传统的包装容器，这些传统的包装容器没有配备质量控制。

按照本发明已经达到上述目的和其它目的，在于通过介绍的方式公开的那种类型的包装容器给出了如下特点：它包括至少一个用来连接到电测量仪器上的电极，该电极包括把该包装容器的内部与它的周围环境连接起来的一个导电桥。

按照本发明的包装容器的优选实施例还给出了如所附的从属权利要求8到17中所叙述的特点。

本发明的又一个目的是实现用来制作上述的包装容器的坯料。按照本发明，实现了这一点在于，用来生产上述类型的包装容器的坯料给出了如下特点：它包括卷材形状的或薄片形状的包装材料，该材料设置了被连接到该材料的至少一侧上的导电桥。

优点

按照本发明的方法和包装容器(以成品的包装容器的形式或以坯料的形式)都是完全为了进行成品的包装容器的内容物和/或成品的包装容器的非破坏性的质量控制。在所提到的第一种情况下，靠采用本质上已知的测量仪器通过按照本发明设置的电极或导电桥进行电测量，可以控制和检验被包装的产品的微生物质量，在第二种情况下，可以用下述方法控制和检验包装材料的液体密封性或细菌密封性：把上述的电测量仪器一方面连接到一个电极或导电桥上，而另一面连接到在包装的多层制件中所包括的导电层上。在这两种情况下，可以简单地和有效地进行测量，而没有任何不论是对包装容器还是对其内容物的损坏，并且，该方法因此也可以极好地适用于以常规方式生产的包装容器的所挑选的部分的半自动或全自动质量控制。

附图的简要描述

现在将具体地参考着所附的示意图更详细地描述按照本发明的方法和装置的优选实施例(即，控制方法和包装容器，或另外的，包装容器坯料)，这些图只是示出了对于理解本发明最基本的那些部分和细节。在附图中有：

图1以透视图和部分剖面图示出了一个本质上已知的平行六面体的包装容器，在此容器上装上并设置了按照本发明的第一实施例的用来进行质量控制装置；

图2以透视图和部分剖面图示出了一个本质上已知的平行六面体的包装容器，在此容器上装上并设置了按照本发明的第二实施例的用来进行质量控制装置；

图3示出了包装材料卷材的一部分，它带有设置了按照本发明的电极的坯料；

图4以放大了的透视图示出了在实现按照本发明的方法时所采用的那种类型的导电桥；以及

图5以放大的图示出了通过图4所示的导电桥的一个截面，该导电桥被放置在按照图1或2的包装容器的密封接缝或连接部位。

优选实施例的描述

现在将以适用于在本质上已知的平行六面体类型的包装容器(TetraBrikAseptic)中使用的形式描述本发明。这种类型的包装容器是众所周知的，它是靠对卷材形状的包装多层制件进行折叠和密封制成的。包装容器和它的制作方式都已经在例如欧洲专利EP91712中更详细地描述了，该专利在这里作为参考资料。因为包装容器本身不是与本发明有密切关系的部分，所以，下面将只部分地考虑它的结构和设计。自然，在其它类型的包装容器中也可以采用本发明，特别是所有由对包装多层制件进行折叠和密封制成的那些容器。

图1和2部分地以剖面图示意性地示出了当按照本发明的方法付诸实践时上面提到的那种类型的包装容器是如何设置的。平行六面体包装容器1包括多个侧壁2，以及一个顶表面3和一个底表面4。在顶表面和底表面3，4分别与侧壁2之间的过渡部分有四个三角形的角状折叶5，它们被压扁，并被连接到该包装容器1的外侧上，因此，该包装容器基本上为平行六面体的形状。横向的密封连接部分或接缝6和7在该包装容器的顶表面和底表面3和4上伸展，一竖直的纵向密封连接部分8在这些横向连接部分之间沿着该包装容器的一个侧壁2伸展。

在图1和2中示出的这种在本质上已知的包装容器都是由一卷材形状的包装材料或多层制件9(见图3)制成的，这种材料包括多个折痕线10，使得容易把它的形状改变成所要求的包装容器的形状。每个单个的包装容器使用了卷材的一段，该段由两个标记出的切开线或区段线11确定。沿着该包装多层制件卷材9的一个纵向边缘设置了多个在横向上伸展的导电桥12，最好把这些导电桥围绕着上述的纵向卷材边缘折叠，也使它们连接到该包装多层制件9的相对的表面上，如将在下面更详细地描述的那样。在图5中以剖面图示出了包装多层制件9的一部分，它是通过包装多层制件的那部分的一段，在把该部分改变形状成为单个的包装容器之后，此部分包括密封连接部分8。由此图可以清楚地看到，包装多层制件包括一个相对来说较厚的纤维材料比如是纸的内层13，在它的两侧都涂有热塑材料层14，15，比如是聚乙烯。在包装多层制件的朝向包装容器的内部的那一侧，还设有一层适当的阻挡材料层16，比如是铝箔，为了防止它与包装容器的内容物相接触，在此层上涂有附加的一层热塑材料层17，比如是聚乙烯。此热塑材料层17确保材料对液体是密封的和对细菌是密封的，也(与外热塑材料层14一起)用做密封材料，这种密封材料使得包装多层制件的热封装，尤其是对其自身的热封装，成为可能，如在该包装容器的纵向和横向密封接缝或连接部分8，6，7的情况那样。由图5也可以清楚地看到，为了防止内容物被吸收到纤维层中，怎样以一个覆盖窄条19把包装多层制件的朝向包装容器的内容物的切开边缘18覆盖起来，该覆盖窄条在纵向密封连接部分8的整个长度上伸展，该覆盖窄条由一个对液体是密封的材料制成，这种材料是可以对着包装多层制件的内热塑材料层17进行密封的，比如是聚乙烯。该覆盖窄条19与内热塑材料层7一起对于内容物20形成了一个封闭的对液体是密封的包装容器空间，这些内容物例如可以为奶或果汁。因为与把包装多层制件9改变形状构成充满内容物的单个包装容器相联系也对包装多层制件9进行了消毒处理，所以包装容器的内部实际上是一个无菌空间，如果用同样是经无菌处理的内容物充满该容器，该容器可以有效地防止微生物生长，并使被包装的内容物在室温下储存一个相当长的时间而内容物的质量不会有任何变坏成为可能。

为了控制和检验被包装的产品的质量以及包装材料的密封性，迄今都是采用所谓破坏性试验，在这种试验中，打开多个在一定的放置时间之后的样品试验包装容器，并人工地对它们的内容物(这些内容物可能是事先放置过的)进行质量控制。类似地，或者在破坏所生产的包装容器之后，或者在即将生产包装容器之前把该材料卷材破开，人工地进行包装多层制件的密封性的质量控制和检验，具体地说，对内热塑材料层17进行质量控制和检验。在这两种情况下都会引入不确定因素，这是因为在破坏时或在把形状变成包装容器时，不能分别地发现是被造成的损坏还是隐蔽的损坏。

在技术上先前已经知道一种用电子学的方法进行产品的质量控制和检验的技术，此技术是基于微生物的生长改变了产品的电子学性质的事实，通常，微生物的生长增加内容物的导电率或电容值，使得阻抗有一个总的降低。这是因为微生物引起化学变化，并造成携带电荷的分子和/或可移动的电荷携带体的浓度增加。在技术文献中详细地描述了这一技术，例如参见First-enberg-Eden，R，and Eden，G：阻抗微生物学，John Wiley&Sons Inc.，1984。然而，采用这一技术必须要把内容物移出，并把它们放在一个测量容器中。本发明不需要这样做，使得在未被打开的包装容器中对产品进行直接的电学质量控制成为可能。在一个改进的实施例中，也使得可以在一个未被打开的包装容器中以一种非破坏性的方式进行包装容器的完整性的质量控制，即对包装多层制件的密封性进行质量控制。

为了在先前已知类型的平行六面体包装容器中实现按照本发明的方法，按照本发明，使先有技术的包装容器装有导电桥12。每个导电桥12包括一种导电材料的一个导电体21(见图4)，该导电材料对于包装容器的内容物是惰性的，例如是镍。该导体在它的整个一侧上都涂有一个绝缘层22，这一层例如可以是聚乙烯。在相对的另一侧面上有类似的一个绝缘层23，然而，这一层比导体21短，因此在该导电桥12的两端留有未被绝缘的导体。如果必要，在两个绝缘层22，23与导体21之间可以使用适当类型的粘合或胶粘剂。

当包装多层制件仍为卷材形状时，就沿着包装材料卷材以均匀的间隔设置这些导电桥12，并把它们封接到卷材的一个纵向边缘上。在这种情况下，把导电桥12放置成以绝缘层22对着包装多层制件卷材9的外侧面，随后把它们绕着该纵向边缘折叠(如图3中所示)，靠加热和对着包装多层制件的相对的侧面加压把它们密封起来，该侧面将朝着该包装容器的内容物。因为导电桥12的绝缘层22和包装多层制件的外层都是热塑材料，最好是聚乙烯，所以靠简单的本质上已知的热封接操作可以实现这种密封。这种技术也是先前已知的，在本说明书中不需要任何详细的描述。

当把设有导电桥12的包装多层制件卷材9以本质上已知的方式转变成在图1和2中示出的那种类型的被充满的平行六面体包装容器时，借助于一个重叠的接缝把设有导电桥12的纵向边缘以对液体密封的连接在密封的连接部分8中与卷材的相对的边缘连接起来，密封的连接部分8在包装容器上竖直地伸展。在这样的情况下，以彼此稍微分离开的方式设置导电桥12，最好分别在包装容器的顶面和底面3和4上的那些部分的密封连接部分8设置这些导电桥。因为导电桥12的长度比密封连接部分的宽度长，所以导电桥的未被绝缘的一个端部将位于包装容器的外侧面上，并可以在外侧面上接触到它，而导电桥的相对的未被绝缘的端部将位于包装容器的内部，并与它的内容物直接接触。这在图5中被更清楚地示出了，该图清楚地示出了导电桥12是如何通过密封的连接部分8伸展的。导电桥12的位置和绝缘层的长度适宜于可以把覆盖窄条19的一个边缘封接到绝缘层23上，而不把导电桥12的暴露的导电层21盖住。同时，保留导电层在包装容器的外侧面是被暴露的，这在于，绝缘层23的另一端基本上在包装多层制件9的位于密封连接部分8的外面的那个端部边缘的切开表面上终止。这样，在图1所示出的包装容器成品实施例中，两个导电体都可以由外侧面在电路上接触到，在这种情况下，这两个导电体可以用作该包装容器的内容物的电学质量控制的电极。

在对内容物进行质量控制时，使用质量控制仪器24，它包括一个阻抗计25，通过两根导线26把它连接到每个电极或导电桥上，因此在包装容器的相对的端部连接到内容物上。图2所示的设置也被用于被包装的内容物的质量控制上。然而，在这种情况下，只使用单一的导电桥12，因为相对的电极为导电材料的一个表面接触板27，包装容器以它的一个侧壁2压靠着此接触板。在按照图1的设置中，在两个导电桥12之间被测量的是产品的电性质(阻抗)，而在按照图2的实施例中，被测量的是导电桥与用作相对的电极的表面接触板27之间的电性质。因此，采用这后一种方法不可能实现纯电阻的测量，因为该接触板和在包装容器中的导电箔层将作为一个与产品的阻抗串联的电容器。然而，按照图2的方法将给出比能够得到的要高得多的灵敏度，而完全没有与内容物的直接接触，这一方法比采用两个导电桥的方法更好地适用于自动控制。

当把所描述的设置付诸实践时，在适当的放置时间和在提高了的温度下对包装容器进行储存之后，进行质量控制的电学测量，这在于，使得多个包装容器通过电学测量仪器24。通过重复的测量，可以确定一个范围，当产品的类型和包装容器的类型的适当组合是理想的和没有问题的时候电阻在此范围内是″正常″的。在这些统计的基础上就可以发现个别的包装容器，并把它们分离开，在这些个别的包装容器中微生物的活动改变了产品的电性质，使得这些电性质偏离了按照上述所确定的正常值。只有这些包装容器需要被挑捡出来，而可以把其余被检验过的包装容器供应给顾客，就质量而言，它们与其余没有问题的包装容器没区别。

当希望在所包装的产品的质量控制和检验之外补充包装容器的完整性的质量控制和检验，即包装多层制件9的液体密封性和对细菌的密封性的质量控制时，可以在同时实现或在一个分开的控制操作中实现这种质量控制。在对包装多层制件9的密封性进行质量控制时，采用所描述的类型的导电桥12的一个电极，同时把包装多层制件的导电阻挡层，比如铝箔16，用作相对的电极。更严格地说，把测量装置的一根导线连接到一个导电桥12上，而把测量装置的另一根导线连接到铝箔16上，沿着包装多层制件9的切开边缘，或者是沿着纵向的密封连接部分8，或者是沿着两个横向的密封连接部分6和7中的任何一个，可以由外面接触到铝箔16。实际上，这样的连接意谓着将通过导电桥12把所包装的内容物20连接到电测量仪器上，而在包装容器的整个表面上伸展的铝箔16将用作相对的电极。靠测量两个电极之间，即产品与铝箔之间的导电率可以立即发现在铝箔层16与内容物20之间的热塑材料层17是否有任何破裂或细孔，内容物20(或电流)可能通过这些破裂处或细孔流到铝箔16上。所采用的测量仪器可以是非常原始的，并包括一个电源和一个用来测电路的电阻的电阻表。如在先前所描述的内容物质量控制中那样，可以采用这样的仪器在多次试验性测量之后确定一个″正常的″反应值，这就形成了连续地检验并挑捡出内热塑材料层17被破坏或有漏洞的包装容器的基础。

如上面所提到的那样，导电桥通过包装容器以对液体密封或对细菌密封的粘接方式穿过包装容器的壁伸展。当把导电桥设置在包装容器的壁的密封连接部分处(并且，例如，通过位于该包装容器的相对的端部的密封翅片伸展)时，可以最简单地实现这一点，这在于，用已知的技术分别把包装材料的外热塑材料层和导电桥熔化在一起。自然，在其它类型的包装容器中，可以改变导电桥的位置，例如，细状的或针状的导电桥在技术上可以以密封的方式或严密的方式穿过包装容器的任何部分伸展。

实际的试验证明，所描述的方法性能很好，可以在包装材料和包装容器上设置导电桥12，而没有任何大的困难。它们的位置不是严格的，并且，不必要例如在图1中所示的那样在包装容器的相对的侧面上设置导电桥。以彼此相当短的距离设置电极也可以使得有足够高的精确度的测量成为可能。因此，这种设置被证明性能很好，并且，首次完全实现了无菌包装的内容物和无菌的包装容器二者的合理的并可靠的质量控制和检验。

不应该把本发明看作是被限制为上面所描述的和在附图中所示出的，可以有许多改型，而不偏离所附的权利要求的精神和范围。

Claims (18)

1.一种在把包装容器充满和密封之后对内容物或包装容器进行质量控制的方法，这种包装容器的类型为由柔性的包装材料制作而成的，其特征在于，借助于一导电桥使得包装容器的内部成为在电路上可以接触到的，该导电桥用作一个电极，并与位于该包装容器的另一部分的一第二电极一起被用来测量通过产品或包装容器壁的电性质。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在两个电极之间测量电性质，这两个电极由通过包装容器壁伸展的导电桥形成。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在两个电极之间测量电性质，其中一个电极由一表面接触板形成，该板包括导电材料，并位于紧靠着该包装容器的外侧面。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在两个电极之间测量电性质，其中一个电极由在包装材料中包括的一层导电材料形成。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在通过材料的切开表面进行测量时，把所述层连接到一根导线上。

6.按照上述权利要求中的任何一个或多个所述的方法，其特征在于，在进行质量控制时，把电极连接到用来在电极之间测量电阻抗的质量控制仪器上。

7.一种制备用来进行内容物或包装容器的非破坏性质量控制的包装容器，其特征在于，它包括至少一个用来连接到电测量仪器上的电极，该电极包括把该包装容器的内部与它的周围环境连接起来的一个导电桥。

8.按照权利要求7所述的包装容器，其特征在于，该导电桥通过该包装容器的壁伸展，并把该导电桥以对细菌密封的方式连接到该包装容器的壁上。

9.按照权利要求7所述的包装容器，其特征在于，该导电桥通过设置在该包装容器壁的一个密封连接部分伸展，并且该导电桥在该密封连接部分中是对液体密封的。

10.按照权利要求9所述的包装容器，其特征在于，该导电桥的长度比密封连接部分的宽度长。

11.按照权利要求7到10中的任何一个或多个所述的包装容器，其特征在于，该导电桥包括一个导电体，沿着它的长度的一部分有一个的电绝缘层。

12.按照权利要求11所述的包装容器，其特征在于，该层包括有热塑材料。

13.按照权利要求12所述的包装容器，其特征在于，该层为聚乙烯。

14.按照权利要求11所述的包装容器，其特征在于，导电体包括与内容物接触是惰性的材料。

15.按照权利要求14所述的包装容器，其特征在于，导电体由镍构成。

16.按照权利要求7到15中的任何一个或多个所述的包装容器，其特征在于，以在包装容器中以彼此稍微离开的方式设置两个导电桥。

17.按照权利要求16所述的包装容器，其特征在于，导电桥通过位于包装容器的相对的端部的密封翅片伸展。

18.一种用来生产按照权利要求8到17中的任何一个或多个所述的包装容器的坯料，其特征在于，它包括卷材形状的或薄片形状的包装材料，该材料设置有被连接到该材料的至少一侧上的导电桥。

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