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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und auf
eine Verpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von
Verpackungen, insbesondere Verpackungen für Frischfleischprodukte,
die einerseits eine lange Lagerbarkeit aufweisen sollen und andererseits
noch in der Verkaufsauslage für den Kunden attraktiv aussehen
sollen. Um ein Frischfleischprodukt attraktiv aussehen zu lassen,
bedarf es eines entsprechenden Sauerstoffgehalts an der Produktoberfläche,
um die ansprechende Rötung zu erreichen.
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Hierfür
gibt es zwei bekannte Verfahren: Zum Einen kann eine Deckelfolie
aus einem sauerstoffundurchlässigen Material bestehen,
und der Innenraum der Verpackung wird vor dem Versiegeln mit Sauerstoff
(rück-)begast, was dafür sorgt, dass sich nach dem
Verschließen der Verpackung ein Sauerstoffgehalt von über
60% ergibt. Diese hohe Sauerstoffkonzentration sorgt sowohl für
eine lange Lagerbarkeit, als auch für eine dauerhafte Rötung
der Produktoberfläche.
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Ein
alternatives Verfahren besteht in der Verwendung einer mit dem Produkt
gefüllte Schale, die mit zwei Deckelfolien versiegelt wird,
einer äußeren, sauerstoffundurchlässigen
und einer inneren, sauerstoffdurchlässigen Deckelfolie,
wobei der Innenraum der Verpackung evakuiert wird und das Produkt durch
den geringen Restsauerstoff eine lange Lagerbarkeit erreicht. Die
damit auftretende Verfärbung ist optisch mangelhaft, wird
aber, bevor die Verpackung in die Verkaufsauslage kommt, durch Entfernen
der äußeren, sauerstoffundurchlässigen
Deckelfolie revidiert, da nun Sauerstoff durch die innere, sauerstoffdurchlässigen
Deckelfolie in die Verpackung diffundieren kann und zu einer wiederherstellbare
Rötung des Produktes vor allem im sichtbaren Bereich führt.
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Beide
Verfahren sind vorzugsweise für eine Kombination von Verpackung
und Produkt geeignet, bei der das Produkt sich als Gesamtes unter
der Oberkante (gleichbedeutend mit der Siegelebene) der Verpackungsschale,
in die es befüllt wurde, befindet. Würde sich
ein Teil der Produktoberfläche oberhalb der Siegelebene
befinden, so käme die Deckelfolie mit dem Produkt dort
in Berührung und der Sauerstoff aus dem Inneren der Verpackung
oder auch der Sauerstoff, der von außen diffundiert, würden nicht
an diese Flächen gelangen können. Damit entstehen
dort unerwünschte Verfärbungen am Produkt, die
der Käufer dieses Produktes als mangelhaft bewertet.
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In
der
EP 0 690 012 B1 ist
eine zwei-lagige Folie mit einer äußeren, sauerstoffundurchlässigen und
einer inneren, sauerstoffdurchlässigen Lage beschrieben,
die geeignet ist, trotz einer Produktberührung Sauerstoff
an das Produkt diffundieren zu können. Diese Wirkung wird
dadurch erzeugt, dass zwischen den zwei Lagen Teilchen, vorzugsweise
Nahrungsmittelstärketeilchen, möglichst gleichmäßig verteilt
vorhanden sind, die dafür sorgen, dass Sauerstoff sich
in diesem Zwischenbereich bewegen kann und somit kontinuierlich
an die Stellen nachströmen kann, an denen durch die Produktberührung
der Sauerstoff verbraucht wird. Der in diesem Zwischenbereich insgesamt
verbrauchte Sauerstoff wird durch die Sauerstoffmenge im Packungsinneren
und durch die sauerstoffdurchlässige Deckelfolie wieder
angereichert.
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Solche
mehrlagigen Folien besitzen oftmals auch Schrumpfeigenschaften,
die eine Stabilität bei Schalen (gleichbedeutend Trays)
fordern, die bei Schalen durch den üblichen Rollrand bereitgestellt wird.
Daher sind heute Schalenverschließmaschinen („Traysealer”)
bekannt, die mit überstehenden Produkten gefüllte
Schalen mit den besagten zwei-lagigen Deckelfolien verschließen.
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Nachteil
von Traysealern gegenüber Tiefziehverpackungsmaschinen
ist der Kostenaufwand für die Lagerhaltung der zu verarbeitenden
Schalen, die fehlende Wertschöpfung in der eigenen Produktion
durch den Einkauf dieser Schalen, sowie die mögliche höhere
Leistungsdichte der Anzahl der Verpackungen pro Zeiteinheit.
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Um
die Schrumpffähigkeit der Deckelfolien wirken zu lassen,
muss diese vor dem Verschließen mit der Schale und dem
anschließenden Belüften der Kammer auf eine Mindest-Temperatur
erwärmt werden, damit sich die Folie in diesem Zustand
wie eine „zweite Haut” an das Produkt in Teilbereichen
anlegt und somit eine sehr attraktive Verpackung darstellt. Dem
Fachmann ist bekannt, zu diesem Zweck Deckelfolien in einer Siegelstation
durch An legen an einer Platte zu erwärmen, um die notwendige
Temperatur zu erreichen, die die Schrumpfeigenschaften freigibt.
Diese Temperatur liegt aber unter der Siegeltemperatur der Siegelplatte
bzw. der Folie.
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Eine
aufwendige und teure Lösung stellt eine eigene Heizeinrichtung
dar, die sich in der Platte befindet und einerseits Platz benötigt
und andererseits einen Aufwand erfordert, die Energieleitung für
die Heizeinrichtung so nach außen zu führen, dass
die Dichtheit der Kammer in geschlossenem Zustand z. B. für
den Evakuierprozess oder die Siegelung, nicht außer Kraft
gesetzt wird.
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Einfachere
Konstruktionen sehen eine Platte vor, die nur durch die Strahlungswärme
der Siegelplatte auf die gewünschte Temperatur gebracht
werden soll. Dies ist vor allem nachteilig beim Starten der Verpackungsmaschine,
zum Beispiel nach dem Umrüsten auf eine neue Verpackung
oder ein neues Produkt, da eine sehr lange Wartezeit entsteht. Außerdem
ist dieser Prozess nicht geregelt, sondern setzt voraus, dass dann
im folgend laufenden Betrieb die Strahlungswärme der Erwärmung
der Platte entspricht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine kostengünstige Verpackungsmaschine
zu entwickeln, die eine Möglichkeit bietet, die oben genannten
Nachteile dennoch zu beseitigen.
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Gelöst
wird diese Aufgabe mit einer Tiefziehverpackungsmaschine mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Die Tiefziehverpackungsmaschine besitzt eine
Formstation, um Behälter in einem ersten bahnförmigen
Material, hier als Unterfolie, zu formen, in die im Bereich einer
Einlegestrecke Produkte eingelegt werden, die insbesondere die Eigenschaft
haben können, dass sie über die Oberkante der
geformten Behälter überstehen. In Arbeitsrichtung,
welches der Transportrichtung der in die Unterfolie geformten Behälter
entspricht, folgend ist eine Siegelstation angeordnet, in der ein
zweites bahnförmiges Material als Deckelfolie, insbesondere
eine mehrlagige Deckelfolie, auf den Behälter gesiegelt
wird und diesen verschließt. Mindestens zwei Lagen der
mehrlagigen Deckelfolie werden zuvor in ihrem Abstand zueinander
verändert. Dies hat den Vorteil bei mehrlagigen Deckelfolien,
dass sich zwischen benachbarten Lagen ein Gaspolster bilden kann,
um dafür zu sorgen, dass die äußere Deckelfolie
nicht direkt mit dem Produkt in Kontakt kommen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform kann die Deckelfolie
aus einer äußeren, sauerstoffundurchlässigen
und einer inneren, sauerstoffdurchlässigen Lage bestehen.
In diesem Fall kann das Gaspolster zwischen den Lagen dazu dienen,
den Sauerstofffluss zwischen den zwei Lagen zu ermöglichen bzw.
zu verbessern. Somit kann der Sauerstoff sicher an die Stellen gelangen,
an denen das Produkt mit der inneren, sauerstoffdurchlässigen
Lage mit dem Produkt in Kontakt steht bzw. anliegt, so dass eine Verfärbung
des insbesondere Frischfleischproduktes verhindert oder zumindest
minimiert wird.
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Das
Gaspolster kann sich insbesondere dadurch bilden, dass die zwei
Lagen der Deckelfolie in Transportrichtung ihren Abstand verringern
und nahe aneinander sowie parallel in die Siegelstation transportiert
werden.
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Im
Bereich der Siegelstation kann durch das Schließen der
Kammer und Klemmen im gesamten (allseitigen) äußeren
Randbereich ein geschlossenes Volumen erzeugt werden, in welchem
sich somit das Gaspolster befindet.
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Bei
gemeinsam insbesondere durch Adhäsion aneinanderliegenden
Lagen der Deckfolie ist es günstig, diese in einem ersten
Schritt durch eine Einrichtung zu beabstanden, um anschließend
den Abstand wieder verringern zu können. Das dadurch entstehende
Gaspolster kann für einen guten Sauerstofftransport innerhalb
mindestens zwei benachbarten Lagen der Deckefolie dienen.
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Dieser
Prozess findet bevorzugt im Bereich nach der Abrollung der Deckelfolien über
oder neben der Siegelstation und vor dem gemeinsamen Transport in
die Siegelstation statt. Somit entsteht der Vorteil von einem geringen
Platzbedarf und keinem negativen Einfluss auf die Gesamtausführung
der Tiefziehverpackungsmaschine. Um negative Einflüsse durch
Feuchtigkeit, die sich in der Umgebung befinden kann, zu reduzieren
oder sogar auszuschließen, kann dieser Bereich auch durch
eine eigene Kammer gekapselt werden, um eine eigene, bevorzugt trockene
Atmosphäre erzeugen zu können.
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Vorteilhafterweise
sind die mindestens zwei Lagen der Deckelfolie gemeinsam auf einer
Folienrolle als Materialspeicher aufgewickelt und können somit
auf der Tiefziehverpackungsmaschine gemeinsam von dieser Rolle abgezogen
werden. Dies erfordert maschinenseitig nur eine standardisierte
vorhandene Folienaufnahme für die Deckelfolie. Des wei teren
kann es zu keiner Verwechslung in der Kombination von zwei Deckelfolien
mit unterschiedlichen Eigenschaften durch den Bediener beim Rüstvorgang kommen.
Alternativ könnten die Lagen der Deckelfolie auch einzeln
auf unterschiedlichen Rollen bevorratet sein und anschließend
zusammengeführt werden.
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Zwei
auf einer gemeinsamen Folienrolle befindliche Lagen von Deckelfolien
können nach dem Abziehen von der Folienrolle getrennt bzw.
geöffnet werden. Hierunter ist zu verstehen, dass die durch Adhäsion
oder weitere Verbindungen wie Klebeschichten aneinanderliegenden
Lagen der Deckelfolie voneinander entfernt werden. Diese Verbindung gilt
es zu lösen, damit für den nachfolgenden Prozess ein
Gaspolster mit Sauerstoff zwischen diesen zwei Lagen aufgebaut werden
kann. In bevorzugter Form befinden sich kleine Teilchen wie Maisstärkemehl zwischen
den Lagen, um die Adhäsion, die in der Rolle im aufgerollten
Zustand auftreten kann, minimieren und die Kräfte zum Trennen
der Lagen klein halten zu können. Somit treten nur geringe
Zugkräfte beim Transport der Deckelfolien auf. Da diese
Folien auch Dicken kleiner 50 μm haben können,
würden höhere Zugkräfte die Folie verziehen
können, es käme zur Faltenbildung oder sogar zu
einem Ein- oder Abriss.
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Um
zu verhindern, dass schrumpffähige Deckelfolien durch die
auftretenden Zugkräfte die Verpackung selbst unkontrolliert
zusammenziehen und somit eine optisch mangelhafte Verpackung erzeugen,
gilt es die geformte Packungsmulde so auszugestalten, dass sich
die Verpackung nicht zusammenziehen kann. Dies kann durch eine starke
und stabile Folie erreicht werden, die aber einen erhöhten Material-
und damit auch Kostenaufwand bedeutet. Bei einer normalen Folie
sind seitliche und am Muldenboden eingebrachte Versteifungsrippen
notwendig, die aber nicht immer einer ansprechenden Optik genügen
und auch im Bereich der Siegelebene nur begrenzt die notwendige
Stabilität gegen Querkräfte durch die Schrumpfeigenschaft
der Deckelfolien bieten können. Aus der
WO 2007/118661 A1 ist
bekannt, dass eine spezielle Form des oberen Muldenrandes durch
eine Ausgestaltung einer annähernden U-Form geeignet ist,
sowohl auf einer Tiefziehverpackungsmaschine herstellbar zu sein,
als auch die notwendige Stabilität für die hier
beschriebene Anwendung bieten zu können.
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Aufgrund
der besonderen Anforderung an eine lange Lagerbarkeit von Frischfleischprodukten kann
es notwendig sein, vor dem Verschließen der Verpackung
im Inneren der Siegelkammer eine modifizierte Atmosphäre
zu schaffen, die vorzugsweise durch Gasaustausch durchgeführt
werden kann, um eine Atmosphäre im Inneren der Verpackung
mit einem Sauerstoffgehalt von über 60 Volumenprozent zu
erreichen.
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Damit
einzelne Verpackungen für die weitere Verarbeitung wie
Wiegen, Prüfen auf Metallrückstände oder
Fremdkörper durch Metalldetektoren oder Röntgengeräte
oder Weiterverpackung in Kartonagen zur Verfügung gestellt
werden können, ist eine Vereinzelung der Verpackungen aus
dem ersten bahnförmigen Material, das über die
Transportkette innerhalb der Tiefziehverpackungsmaschine in Arbeitsrichtung
transportiert wird, notwendig. Dies kann durch vorzugsweise Quer-
und Längsschneidstationen realisiert werden, die sich in
Arbeitsrichtung hinter der Siegelstation befinden. Alternativ ist
auch ein Komplettschnitt möglich.
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Die
Erfindung manifestiert auch auch in einer Verpackungsmaschine mit
den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Um
die Schrumpfeigenschaft der Deckelfolie zu aktivieren, kann es sinnvoll
sein, die Deckelfolie auf einen bestimmten Temperaturbereich zu
erwärmen, der für den Schrumpfvorgang nach dem
Versiegeln auf den Behälter notwendig ist. Dazu werden
im Standardfall Wärmeplatten verwendet, die sich bevorzugt
in der Siegelstation befinden und geregelt erwärmt werden,
um die Erwärmung der Deckelfolie zu bewirken. Als besonders
vorteilhaft hat sich es erwiesen, die Wärmeplatte mit mindestens
einem Kontakt für den Wärmeübertrag durch
Wärmeleitung von der Siegelplatte auszustatten. Dies hat
sich als besonders einfach und kostengünstig herzustellen
herausgestellt, da keine eigenen Heizeinrichtungen an oder in der
Wärmeplatte angebracht werden müssen, deren Energieleitung
im Folgenden aufwendig aus der Kammer der Siegelstation vor allem
abgedichtet herausgeführt werden müssen. Ebenso
kann hier der Platzbedarf für die Wärmeplatte
optimiert werden. Es sind Maschinen bekannt, bei denen die Erwärmung der
Wärmeplatte nur durch Strahlungswärme der Siegelplatte
erfolgt, da die Wärmeplatte üblicherweise über
Luft isoliert zur Siegelplatte und einem Siegelwerkzeugoberteil
ausgeführt ist. Besonders nachteilig wirkt sich diese herkömmliche
Erwärmung beim Starten der Verpackungsmaschine z. B. nach
einem Rüstvorgang aus, da die Wartezeit zum Produktionsstart
verlängert wird. Durch den erfindungsgemäßen zeitweisen
direkten Kontakt zwischen Siegelplatte und Wärmeplatte
kann diese Wartezeit auf ein Minimum reduziert werden. Eine Siegelplatte
muss nicht einteilig ausgeführt sein, es kann sich dabei
auch um eine Heizplatte mit verbundenen Stegen zum Siegeln handeln,
ggf. mit einer separaten Bewegbarkeit der Stege relativ zur Heizplatte.
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Der
Kontakt zwischen der Wärmeplatte und der Siegelplatte ist
vorzugsweise lösbar ausgeführt, damit die Wärmeplatte
auch abkühlen kann, falls sich beispielsweise nach dem
Rüstvorgang auf eine andere Deckelfolie mit unterschiedlicher
Eigenschaft, der Temperaturbereich der Wärmeplatte nach
unten verschieben soll. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Abkühlung
der Wärmeplatte durch Trennen des Kontaktes zu erreichen,
da im Fall eines Rüst- oder Reinigungsvorganges das Bedienpersonal
mit Körperteilen an die Fläche der Wärmeplatte
gelangen kann und damit die Verletzungsgefahr eingeschränkt
werden kann oder die Wartezeit, in der die Wärmeplatte eine
unkritische Temperatur erreicht, verringert werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lösbarkeit
des Kontaktes über eine relative Bewegbarkeit der Wärmeplatte,
der Siegelplatte und/oder von Kontaktelementen realisiert werden. Diese
Bewegungen können konstruktiv einfach und kostengünstig
ausgeführt werden, wenn die Wärmeplatte und die
Siegelplatte ohnehin lineare Bewegungen für den Prozess
des Siegelns in der Siegelstation ausüben. Die Erfindung
ermöglicht eine lineare vertikale Bewegung der Siegelplatte
zur Wärmeplatte innerhalb der Siegelstation, die sich eignet,
die Siegelplatte mit der Wärmeplatte lösbar in
Kontakt zu bringen.
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Diese
Bewegung kann bereits bei geöffneter Kammer durchgeführt
werden, um die Wärmeplatte für dem Prozess des
Siegelns auf die notwendige Temperatur zu erwärmen, um
die Zykluszeit des Siegelvorgangs zu optimieren und die Leistung
der Verpackungsmaschine zu erhöhen.
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In
bevorzugter Weise kann die Erwärmung der Deckelfolie durch
direkte Berührung an der Wärmeplatte erfolgen,
um die Deckelfolie in möglichst kurzer Zeit auf die benötigte
Temperatur zu erwärmen, um mit den Folgeprozessen weiter
zu verfahren, und um den Durchsatz, hier als Verpackungen pro Zeiteinheit,
zu optimieren. Hierzu ist es durch die Erzeugung von Vakuum zwischen
der Deckelfolie und der Wärmeplatte bei geschlossener Siegelstation
mittels wenigstens einer Vakuumleitung möglich, die Deckelfolie
annähernd flächig an die Wärmeplatte
anzulegen, um einen optimalen Wärmeübertrag in die
Deckelfolie zu erreichen.
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Um
die Temperatur der Wärmeplatte in dem für den
Einsatz notwendigen Wärmeübertrag in die Deckelfolie
in einem gewünschten Temperaturbereich zu regeln, ist vorzugsweise
wenigstens ein Sensor an oder in der Wärmeplatte vorzusehen.
Somit kann eine exakte Temperaturerfassung der Wärmeplatte
realisiert werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Verpackungsmaschine mit einer Steuerung ausgerüstet,
um wenigstens die Regulierung der Temperatur der Wärmeplatte
durchzuführen. Diese kann auch in der Lage sein, die produktspezifischen
Daten und/oder die für die Deckelfolie temperaturspezifischen
Daten abzuspeichern und bei wiederholender Produktion wieder abrufen
zu können und automatisch die Regulierung für die
Erwärmung der Wärmeplatte ablaufen zu lassen.
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Über
die Verbindung der Sensoren mit der Steuerung kann der Prozess der
Temperaturregulierung zu einer genauen Temperatur in und/oder an
der Wärmeplatte führen.
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In
besonders bevorzugter Weise kann die Verpackungsmaschine als eine
Tiefziehverpackungsmaschine ausgeführt sein, die mit einer
Einrichtung zur Trennung und Zusammenführen von einer schrumpffähigen
mehrlagigen Deckelfolie und der dafür notwendigen Erwärmung
der Deckelfolie in der Siegelstation mittels einer Wärmeplatte,
die über einen Wärmeübertrag durch Kontakt
mit der Siegelplatte temperaturreguliert sein kann, ausgestattet sein
kann.
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Im
Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Tiefziehverpackungsmaschine,
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2 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
bei geöffneter Siegelstation,
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3 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
und Darstellung des Wärmeübertrags,
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4 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
und Darstellung der geschlossenen Siegelstation,
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5 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
beim Erwärmen der Deckelfolie und Siegeln,
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6 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
und Darstellung beim Belüften,
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7 eine
schematische Seitenansicht im Bereich der Siegelstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
und Darstellung der geöffneten Siegelstation und verpacktem
Produkt.
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Gleiche
Komponenten werden in den Figuren durchgängig mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße
Verpackungsmaschine 1 in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine.
Diese weist eine Formstation 2, eine Siegelstation 3,
eine Querschneideeinrichtung 4 und eine Längsschneideeinrichtung 5 auf,
die in dieser Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 6 angeordnet
sind. Eingangsseitig befindet sich an dem Maschinengestell 6 eine
Zufuhrrolle 7, von der ein erstes bahnförmiges
Material 8 abgezogen wird. Im Bereich der Siegelstation 3 ist
ein Materialspeicher 9 vorgesehen, von dem ein zweites
bahnförmiges Material 10 als Deckelfolie abgezogen
wird. Eine Einrichtung 11 zur Veränderung eines
Abstandes 12 einer äußeren Lage 10a und
inneren Lage 10b der Deckelfolie 10 befindet sich
in Transportrichtung des zweiten bahnförmigen Materials 10 vor
der Siegelstation 3. Ausgangsseitig ist an der Verpackungsmaschine eine
Abfuhreinrichtung 13 in Form eines Transportbandes vorgesehen,
mit der fertige vereinzelte Verpackungen abtransportiert werden.
Ferner weist die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte
Vorschubeinrichtung auf, die das erste bahnförmige Material 8 seitlich
ergreift und in dem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung
R weitertransportiert. Die Vorschubeinrichtung kann z. B. durch
seitlich angeordnete Transportketten realisiert sein.
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In
der dargestellten Ausführungsform ist die Formstation 2 als
eine Tiefziehstation ausgebildet, in der in dem ersten bahnförmigen
Material 8 durch Tiefziehen Behälter 14 geformt
werden. Dabei kann die Formstation 2 derart ausgebildet
sein, dass in der Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung R mehrere Behälter
nebeneinander gebildet werden. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 ist
eine Einlegestrecke 15 vorgesehen, in der die in dem ersten bahnförmigen
Material 8 geformten Behälter 14 mit Produkt 16 befällt
werden.
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Die
Siegelstation 3 ist als verschließbare Kammer
ausgebildet, in der die Atmosphäre in den Behältern 14 vor
dem Versiegeln evakuiert und anschließend durch Rückbegasen
mit einem geeigneten Austauschgas ersetzt werden kann.
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Die
Querschneideeinrichtung 4 ist als eine Stanze ausgebildet,
die das erste bahnförmige Material 8 und das zweite
bahnförmige Material 10 in einer Richtung quer
zur Arbeitsrichtung R zwischen benachbarten Behältern 14 durchtrennt.
Dabei arbeitet die Querschneideeinrichtung 4 derart, dass
das erste bahnförmige Material 8 nicht über
die gesamte Breite aufgeteilt wird, sondern zumindest in einem Randbereich
nicht durchtrennt wird. Dies ermöglicht einen kontrollierten
Weitertransport durch die Vorschubeinrichtung.
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Die
Längsschneideeinrichtung 5 ist in der dargestellten
Ausführungsform als eine Messeranordnung ausgebildet, mit
der das erste bahnförmige Material 8 und das zweite
bahnförmige Material 10 zwischen benachbarten
Behältern 14 und am seitlichen Rand des ersten
bahnförmigen Materials 8 durchtrennt werden, sodass
hinter der Längsschneideeinrichtung 5 vereinzelte
Verpackungen vorliegen.
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Eine
Steuerung 17 übernimmt die Aufgabe, die in der
Verpackungsmaschine benötigten Prozesse auszuführen
und zu überwachen.
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Die
Arbeitsweise der oben beschriebenen Verpackungsmaschine wird im
Folgenden dargestellt.
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Das
erste bahnförmige Material 8 wird von der Zufuhrrolle 7 abgezogen
und durch die Vorschubeinrichtung in die Formstation 2 transportiert.
In der Formstation 2 werden durch Tiefziehen Behälter 14 in
dem ersten bahnförmigen Material 8 gebildet. Die Behälter 14 werden
zusammen mit dem umgebenden Material des ersten bahnförmigen
Materials 8 in einem Hauptarbeitstakt zu der Einlegestrecke 15 weitertransportiert,
in der sie mit Produkt 16 befällt werden.
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Anschließend
werden die befüllten Behälter 14 zusammen
mit dem sie umgebenden Material des ersten bahnförmigen
Materials 8 in dem Hauptarbeitstakt durch die Vorschubeinrichtung
in die Siegelstation 3 weitertransportiert. Das zweite
bahnförmige Material 10 wird als Deckelfolie nach
einem ersten Ansiegelvorgang an das erste bahnförmige Material 8 mit
der Vorschubbewegung des ersten bahnförmigen Materials 8 weitertransportiert.
Dabei wird das zweite bahnförmige Material 10 von
dem Materialspeicher 9 abgezogen und entlang der Einrichtung 11 bewegt.
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Die
Einrichtung 11 bewirkt ein Beabstanden der äußeren
Lage 10a der Deckelfolie 10 und der inneren Lage 10b der
Deckelfolie 10 auf einen Abstand 12. Zum Ende
der Einrichtung 11 in Transportrichtung wird der Abstand
so verringert, dass beide Lagen gemeinsam und parallel in die Siegelstation 3 weitertransportiert
werden.
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Auf
diese Weise entsteht ein Luftpolster zwischen der äußeren
Lage 10a der Deckelfolie 10 und der inneren Lage 10b der
Deckelfolie 10.
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In 2 ist
die Einrichtung 11 in einer Form dargestellt, bei der zwei
Rollen 18 für einen sich verändernden
Abstand 12 sorgen. Dieser Abstand 12 wird nach
dem Materialspeicher 9 durch einen getrennten Bahnverlauf
der äußeren Lage 10a der Deckelfolie 10 und
der inneren Lage 10b der Deckelfolie 10 über
die Rollen 18 ausgeführt. Nach den Rollen 18 wird
der Bahnverlauf beider Lagen zur Siegelstation 3 hin wieder
zusammengeführt.
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Abstandselemente 19,
beispielsweise Maisstärkekörner, die sich zwischen
der äußeren Lage 10a der Deckelfolie 10 und
der inneren Lage 10b der Deckelfolie 10 befinden,
können sich sowohl an nur einer Seite der äußeren
Lage 10a der Deckelfolie 10 oder der inneren Lage 10b der
Deckelfolie 10 befinden, als auch beidseitig. Die Abstandelemente 19 ermöglichen
zum Einen die Funktion des erleichterten Trennens der äußeren
Lage 10a der Deckel folie 10 und der inneren Lage 10b der
Deckelfolie 10 durch die geringe Adhäsion und
zum Anderen auch eine Beabstandung nach dem Zusammenführen
der äußeren Lage 10a der Deckelfolie 10 und
der inneren Lage 10b der Deckelfolie 10 in der
Siegelstation, damit der Sauerstoff auch in der fertig gestellten
Verpackung zwischen der äußeren Lage 10a der
Deckelfolie 10 und der inneren Lage 10b der Deckelfolie 10 diffundieren
kann.
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Die
geöffnete Siegelstation 3 mit einem Siegelwerkzeugoberteil 21 und
Siegelwerkzeugunterteil 20 beinhaltet im Siegelwerkzeugoberteil 21 eine
Siegelplatte 22 und eine an dem Siegelwerkzeugoberteil 21 befestigte
Wärmeplatte 23. Zwischen dem Siegelwerkzeugoberteil 21,
der Siegelplatte 22 und der Wärmeplatte 23 sind
isolierende Luftspalte vorhanden. In der dargestellten Ausführung
sind Kontaktelemente 24 an der Wärmeplatte 23 angebracht.
Die Siegelplatte 22 ist relativ zum Siegelwerkzeugoberteil 21 und
der Wärmeplatte 23 bewegbar.
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Die 3 stellt
den Prozess der Erwärmung der Wärmeplatte 23 dar.
Die Siegelplatte 22 hat sich in Richtung Wärmeplatte 23 bewegt,
bis die Siegelplatte 22 mit den Kontaktelemente 24 auf
der Wärmeplatte 23 in Kontakt 25 kommt. Über
diesen Kontakt 25 ist der Wärmeübertrag
durch Wärmeleitung von der Siegelplatte 22 auf
die Wärmeplatte 23 realisiert. Sensoren 26 ermitteln
die Temperatur der Wärmeplatte 23 und geben diese
Information an die Steuerung 17 weiter. Die Steuerung 17 stellt
sicher, dass der Kontakt 25 solange bestehen bleibt, bis
die notwendige Temperatur erreicht ist, und leitet entsprechend
die weiteren Prozesse ein. Sie sorgt auch dafür, dass der
Kontakt der Siegelplatte 22 durch die Bewegung entgegen
der Wärmeplatte 23 ausgeführt wird.
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Ein
nächster Prozessschritt ist der Weitertransport des ersten
bahnförmigen Materials 8 mit den befüllten
Behältern 14. Anschließend fahren, wie in 4 dargestellt,
das Siegelwerkzeugunterteil 20 und das Siegelwerkzeugoberteil 21 zusammen, klemmen
dabei die erste bahnförmige Folienbahn 8 und das
zweite bahnförmige Material 10 allseitig im äußeren
Bereich, und es entsteht eine Kammer.
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Um
das zweite bahnförmige Material 10 an die erwärmte
Wärmeplatte 23 anzulegen, wird über Vakuumleitungen 27 ein
Vakuum zwischen dem zweiten bahnförmigen Material (d. h.
der Deckelfolie) 10 und der Wärmeplatte 23 erzeugt.
Dies bewirkt eine Anziehung und eine anschließende Anlage
des zweiten bahnförmigen Materials 10 an die Wärmeplatte 23 zur Erwärmung
des zweiten bahnförmigen Materials 10. Das Volumen
unter dem zweiten bahnförmigen Material 10 und
dem Behälter 14 kann nun modifiziert werden; insbesondere
durch Evakuieren und anschließendes (Rück-)Begasen
durch Gasaustausch, um für Frischfleischprodukte einen
Sauerstoffgehalt von über 60 Volumenprozent zu erreichen.
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In 5 ist
dargestellt, dass die Siegelplatte 22 gegen das Siegelwerkzeugunterteil 20 bewegt wird
und die zwei bahnförmigen Materialien 8 und 10 für
den Siegelvorgang klemmt. Bei dieser Relativbewegung der Siegelplatte 22 zur
Wärmeplatte 23 kommt es nicht wieder zu einem
Kontakt der Siegelplatte 22 mit der Wärmeplatte 23.
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Nach
dem Versiegeln des ersten bahnförmigen Materials 8 mit
dem zweiten bahnförmigen Material 10 wird die
Kammer belüftet, wie in 6 dargestellt,
z. B. durch Öffnen der Vakuumleitungen 27 zur umgebenden
Atmosphäre. Dies führt dazu, dass sich die erwärmte
Folie 10 durch den Differenzdruck zwischen dem Behälterinnenraum
und der Umgebung und/oder durch die Schrumpffähigkeit des
zweiten bahnförmigen Materials 10 an das Produkt
wenigstens bereichsweise wie eine „zweite Haut” anlegt
und somit eine optisch attraktive Verpackung erzeugt wird.
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In 7 bewegen
sich das Siegelwerkzeugunterteil 20 und das Siegelwerkzeugoberteil 21 mit der
Siegelplatte 22 und der Wärmeplatte 23 auseinander
und öffnen die Kammer für den nächsten
Arbeitstakt.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt auf das dargestellte Ausführungsbeispiel,
sondern lässt weitere folgende Alternativen zu.
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Die
Wärmeplatte 23 kann bei Bedarf einer schnellen
Kühlung auch zusätzlich eine Kühleinrichtung
beinhalten, z. B. eine Wasserkühlung. Eine Kühleinrichtung
kann auch ein Überhitzen der Wärmeplatte 23 verhindern.
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Es
können auch eigene Heizelemente in oder an der Wärmeplatte 23 angebracht
sein, die über die Steuerung 17 für die
notwendige Erwärmung der Wärmeplatte 23 sorgen.
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Die
Kontaktelemente 24 können auch flexibel in Bewegungsrichtung
der Siegelplatte 22 stauchbar ausgeführt, wie
z. B. durch Druckfedern, um eine noch einfachere Relativpositio nierung
der Siegelplatte 22 zur Wärmeplatte 23 und
auch einen Wärmeübertrag bei geschlossener Kammer
vor oder während des Siegelvorganges zu ermöglichen.
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Es
können auch die Kontaktelemente 24 selbst einzeln
und/oder zusammen relativ zur Siegelplatte 22 und/oder
der Wärmeplatte 23 bewegbar sein.
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Die
Erfindung stellt eine Verpackungsmaschine zur Verfügung,
bei der das Beabstanden der Lagen einer mehrlagigen Deckelfolie
nach der Folienabrollung und dem wieder gemeinsamen Zuführen in
die Siegelstation dazu führt, dass ein Luftpolster zwischen
den zwei Lagen entsteht, dass nach dem Verschließen der
Verpackung und dem Anlegen an das über die Siegelebene überstehende
Produkt eine bessere Sauerstoffverteilung innerhalb der Deckelfolie
bzw. eine bessere Zuführung von Sauerstoff aus dem Packungsinneren
entsteht und somit sich die negative Verfärbung noch weiter
reduziert bzw. die Rötung noch besser über eine
längere Zeit erhalten bleibt.
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Speziell
für Produkte, die über die Siegelebene 28 der
Behälter 14 überstehen, wird ein Gaspolster
zwischen zwei Lagen einer Deckelfolie benötigt, damit der
Sauerstoff durch die Sauerstoffdurchlässigkeit der inneren
Lage 10b der Deckelfolie 10 auch an die Stellen
gelangen kann, an denen wenigstens die innere Lage 10b der
Deckelfolie 10 am Produkt 16 anliegt und somit
ein Übergang des Sauerstoffs auf das Produkt 16 erfolgen
kann und eine Verfärbung verhindert bzw. minimiert wird.
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Die
Verpackungsmaschine ist nicht nur auf eine Tiefziehverpackungsmaschine
eingeschränkt, es kann sich auch um eine Schalenverschließmaschine
handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0690012
B1 [0006]
- - WO 2007/118661 A1 [0021]