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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlusseinrichtung für einen Behälter zur aseptischen Aufnahme eines fließfähigen Produkts, insbesondere für eine Beutelverpackung, mit einem Ausgießer, der einen sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende axial erstreckenden Produktfüllkanal aufweist, wobei das erste Ende das behälterseitige Ende des Ausgießers und das zweite Ende das verschlussseitige Ende des Ausgießers bildet, mit einer Verschlusskappe, die auf den Ausgießer aufsetzbar ist und im aufgesetzten Zustand das zweite Ende des Produktfüllkanals verschließt, wobei die Verschlusskappe in zwei axial verschiedenen Positionen mit dem Ausgießer axial formschlüssig verbindbar ist, wobei die erste Position der zwei axial verschiedenen Positionen eine Position ist, in der die Verschlusskappe nicht maximal auf den Ausgießer aufgesetzt ist, wobei die zweite Position der zwei axial verschiedenen Positionen eine Position ist, in der die Verschlusskappe maximal auf den Ausgießer aufgesetzt ist, wobei die Verschlusskappe in der zweiten Position dichtend am Ausgießer anliegt und wobei die Verschlusskappe ein ringförmiges Originalitätssicherungselement am behälterseitigen Ende der Verschlusskappe aufweist, welches mit der übrigen Verschlusskappe einstückig verbunden ist. Eine entsprechende Verschlusseinrichtung für einen Behälter ist beispielsweise bekannt aus der
WO 2013/147599 A1 .
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Ferner betrifft die Erfindung einen Behälter zur aseptischen Aufnahme eines fließfähigen Produkts mit einem Behälterkörper und mit einem mit dem Behälterkörper verbundenen Ausgießer.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum aseptischen Befüllen eines Behälters, bei dem ein zuvor sterilisierter Behälter bereitgestellt wird, das Innere einer Kammer einer Befüllstation einschließlich eines Füllkopfes der Befüllstation sterilisiert wird, der sterilisierte Behälter ins Innere der Kammer transportiert wird und der Behälter in der Kammer mit dem Produkt befüllt wird.
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Mit einem einen Ausgießer aufweisenden Behälter ist insbesondere eine Beutelverpackung, beispielsweise ein Standbodenbeutel, gemeint. Eine solche Beutelverpackung ist aus einem ein- oder mehrlagigen Material, welches flexibel ist und aus Kunststoff und/oder Metallfolie besteht, hergestellt. Auch Dosen, Kartons oder Flaschen, insbesondere aus Kunststoff und/oder Metall und/oder beschichteter Pappe sind Behälter im Sinne der Erfindung. Behälter der genannten Art dienen beispielsweise zur Aufnahme von Lebensmitteln, speziell zur Aufnahme von Getränken und/oder Babynahrung, aber auch von anderen fließfähigen (z. B. flüssigen oder pastösen) Produkten.
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Gerade im Lebensmittelbereich oder im medizinischen Bereich kommt es in besonderem Maße auf Keimfreiheit an. Daher muss bei der Herstellung und speziell auch beim Befüllen des Behälters auf eine aseptische (sterile) Umgebung geachtet werden. Insbesondere müssen sämtliche Elemente, die beim Befüllvorgang mit dem Behälter in Kontakt kommen, sowie der Behälter selbst steril sein.
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Um eine aseptische Aufnahme eines fließfähigen Produkts zu erreichen, ist es beispielsweise aus der
DE 10 2010 049 263 A1 bekannt, einen mit einem Ausgießer versehenen Standbodenbeutel in eine Füllkammer einzufahren, wobei Ausgießer und Beutel zuvor sterilisiert worden sind. Die Sterilisierung von innen erfolgt in der Regel durch Beaufschlagen mit einem gas- und/oder dampfförmigen Sterilisationsmittel. Eine weitere Sterilisierung des gesamten Behälters erfolgt durch Bestrahlen mit Gamma-, Beta-, Elektronen- und/oder Mikrowellenstrahlung. Die Sterilisierung erfolgt bei geschlossenem Ausgießer, wobei in diesem Fall der Ausgießer an seiner oberen Öffnung fest versiegelt ist. In der Füllkammer wird der versiegelte Bereich des Ausgießers abgeschnitten und dadurch der Produktfüllkanal freigegeben. Anschließend erfolgt das Befüllen des Beutels mit dem Produkt mittels eines Füllkopfes, der oberhalb des Ausgießers angeordnet wird und aus dem das Produkt über den Ausgießer in den Beutel geleitet wird. Nach Beendigung des Befüllvorgangs wird der Beutel durch Aufsetzen eines Verschlusses auf den Ausgießer hermetisch dicht verschlossen. Während sich der Beutel in der Füllkammer befindet, wird außerdem zur Gewährleistung einer größtmöglichen Keimfreiheit der Beutel und Ausgießer von oben mittels ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) bestrahlt.
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Ebenfalls bei dem in der
DE 3 301 315 C2 beschriebenen Stand der Technik erfolgt eine Sterilisation eines zu befüllenden Behälters einschließlich des mit einer Verschlusskappe versehenen Ausgießers durch Bestrahlung mittels UV-Strahlung von oben. Die Keimfreiheit der Füllvorrichtung soll dadurch gewährleistet werden, dass der Füllkopf mit Desinfektionsflüssigkeit besprüht wird.
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Aus der
US 5 129 212 A ist ebenfalls zum aseptischen Befüllen eines Behälters bekannt, Behälter, Ausgießer und Verschlusskappe mit UV-Strahlung seitlich zu bestrahlen. Dazu wird der mit Ausgießer und Verschlusskappe versehene Behälter durch einen länglichen Tunnel, in dem sich die Füllkammer befindet, geführt, dessen Tunnelwände mit in Längsrichtung verlaufenden UV-Röhren versehen sind, die für eine seitliche Bestrahlung sorgen. Der Tunnel ist zusätzlich auch mit sterilem Gas befüllt.
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Die
DE 3 108 173 C2 beschreibt einen Behälter mit einem zweitteiligen Ausgießer, wobei das erste Ausgießerteil fest mit dem übrigen Behälter verbunden ist und das zweite Ausgießerteil nach dem Befüllen mit dem ersten Ausgießerteil zusammengesteckt wird. Das zweite Ausgießerteil kann dabei auch ein rohrförmiges Mundstück aufweisen. Bei diesem Stand der Technik erfolgt das Sterilisieren durch Besprühen aller Bauteile der Füllvorrichtung mit einer Desinfektionsflüssigkeit.
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Aus der
DE 2 919 388 A1 ist es ferner bekannt, die Füllkammer mittels eines sterilen Druckgases mit Überdruck zu beaufschlagen, wobei zur Gewährleistung einer aseptischen Aufnahme eines fließfähigen Produkts auch der Ausgießer und das Beutelinnere mit dem sterilen Gas in Kontakt gebracht werden.
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Aus einem internen Stand der Technik ist es auch bekannt, einen Behälterkörper in Form eines noch nicht mit einem Ausgießer versehenen Beutels bereitzustellen, diesen Beutel zu sterilisieren und in einer Befüllstation durch eine Beutelöffnung am oberen Beutelende mit dem Produkt zu befüllen, nach dem Befüllen eine Verschlusseinrichtung bestehend aus einem Ausgießer und einer auf den Ausgießer aufgesetzten Verschlusskappe in die Beutelöffnung, durch die der Beutel zuvor befüllt wurde, einzusetzen und den Ausgießer mit dem Beutel zu verschweißen. Die Verschlusseinrichtung bestehend aus Ausgießer und Verschlusskappe wird in einem Zustand bereitgestellt und mit dem befüllten Beutel verbunden, in dem sich die Verschlusskappe in einer auf den Ausgießer maximal aufgesetzten (aufgedrehten) Position befindet. Diese Position wird hier immer als „zweite Position” bezeichnet. Der Behälter (die Gesamtheit aus Beutel und Verschlusseinrichtung) ist also, nachdem der Ausgießer der Verschlusseinrichtung innerhalb der Beutelöffnung, durch die zuvor das Produkt eingefüllt wurde, mit dem Beutel verschweißt worden ist, vollständig geschlossen.
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Problematisch bei dem zuvor beschriebenen internen Stand der Technik ist allerdings, dass sich nach dem Befüllen in dem Bereich der Öffnung, der mit dem Ausgießer der Verschlusseinrichtung verschweißt werden soll, das heißt in dem sogenannten Siegelbereich, Produktreste befinden. Dies hat den Nachteil, dass die Schweißverbindung zwischen Ausgießer und Beutel negativ beeinflusst wird, was im schlimmsten Fall zu einer Leckagestelle führen kann, durch die das Produkt austreten oder Umgebungsluft ins Beutelinnere eindringen kann. Auch aus hygienischer Sicht ist eine Kontamination des Siegelbereichs nicht wünschenswert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ausgießer für einen Behälter sowie einen entsprechenden Behälter und ein entsprechendes Verfahren zum aseptischen Befüllen eines Behälters anzugeben, womit die Keimfreiheit beim Befüllvorgang optimiert wird.
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Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung bei einer Verschlusseinrichtung für einen Behälter zur aseptischen Aufnahme eines fließfähigen, beispielsweise flüssigen oder pastösen, Produkts, insbesondere für eine Beutelverpackung, beispielsweise für einen Standbodenbeutel,
- – mit einem Ausgießer, der einen sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende axial (das heißt parallel zur axialen Richtung) erstreckenden Produktfüllkanal aufweist, wobei das erste Ende das behälterseitige Ende (das heißt das untere Ende) des Ausgießers und das zweite Ende das verschlussseitige Ende (das heißt das obere Ende) des Ausgießers bildet,
- – mit einer Verschlusskappe, die (über das verschlussseitige Ende des Ausgießers) auf den Ausgießer aufsetzbar ist und im aufgesetzten Zustand das zweite Ende des Produktfüllkanals verschließt,
- – wobei die Verschlusskappe in zwei axial verschiedenen Positionen mit dem Ausgießer axial formschlüssig verbindbar ist,
- – wobei die erste Position der zwei axial verschiedenen Positionen eine Position ist, in der die Verschlusskappe nicht maximal auf den Ausgießer aufgesetzt, insbesondere aufgedreht, ist,
- – wobei die zweite Position der zwei axial verschiedenen Positionen eine Position ist, in der die Verschlusskappe maximal auf den Ausgießer aufgesetzt, insbesondere aufgedreht, ist,
- – wobei die Verschlusskappe in der zweiten Position dichtend am Ausgießer anliegt und
- – wobei die Verschlusskappe ein ringförmiges Originalitätssicherungselement am behälterseitigen Ende der Verschlusskappe aufweist, welches mit der übrigen Verschlusskappe einstückig verbunden ist,
dadurch gelöst, dass in der ersten Position das Originalitätssicherungselement nicht von der übrigen Verschlusskappe zumindest teilweise gelöst und/oder zerstört und nicht verformt ist und dass die Verschlusskappe in der ersten Position dichtend am Ausgießer anliegt.
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Im Sinne der Erfindung ist „radial” oder „axial” immer auf die Verlaufs- bzw. Längsachse des Produktfüllkanals bezogen.
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Der Ausgießer und/oder die Verschlusskappe der Verschlusseinrichtung ist insbesondere einstückig (integral, aus einem Stück bestehend) ausgebildet.
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Wenn von zwei „axial verschiedenen Positionen” die Rede ist, ist gemeint, dass die Positionen voneinander in axialer Richtung beabstandet sind. „Axial formschlüssig” bedeutet, dass ein Formschluss zwischen den Teilen, hier also zwischen der Verschlusskappe und dem Ausgießer, entgegen der Verbindungsrichtung, die in axialer Richtung verläuft, besteht. Letzteres ist beispielsweise dadurch realisiert, dass am Ausgießer ein Außengewinde und an der Verschlusskappe ein komplementäres Innengewinde (oder umgekehrt) vorgesehen ist.
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Wenn es heißt, dass die Verschlusskappe „maximal auf den Ausgießer aufgesetzt” ist, bedeutet dies, dass sich die Verschlusskappe in der bestimmungsgemäßen Endposition befindet, in der ein befüllter und ein mit einer solchen Verschlusseinrichtung versehener Beutel an den Handel und/oder den Verbraucher ausgeliefert wird. In dieser Position (zweite Position) befindet sich die Verschlusskappe an einem axialen Anschlag am Ausgießer und lässt sich daher nicht weiter (zumindest nicht nennenswert) auf den Ausgießer aufsetzen bzw. aufdrehen. „Nicht maximal auf den Ausgießer aufgesetzt” bedeutet entsprechend, dass Verschlusskappe und Ausgießer zwar axial formschlüssig miteinander verbunden sind, das heißt die eventuell vorhandenen Gewinde ineinandergreifen, aber die Verschlusskappe noch weiter auf den Ausgießer aufgesetzt, insbesondere aufgedreht, werden kann, bis die maximal aufgesetzte Position erreicht ist.
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Indem die Verschlusskappe sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position dichtend am Ausgießer anliegt, wird ermöglicht, dass ein mit einer solchen Verschlusseinrichtung versehener Behälter im sterilisierten (keimfreien) Zustand einer Befüllstation zugeführt werden kann und dort auf besonders einfache Weise und ohne Zerstörung von Bestandteilen der Verschlusseinrichtung – da sich nämlich die Verschlusskappe lediglich in der ersten von den zwei Positionen befindet – die Verschlusskappe vom Ausgießer abgenommen werden kann. Damit ist es nicht mehr notwendig, den Behälterkörper beispielsweise in Form eines Beutels zunächst ohne damit verbundenen Ausgießer zu befüllen und dann in einem nachfolgenden Schritt den Ausgießer mit vollständig aufgesetzter Verschlusskappe mit dem Behälterkörper bzw. Beutel zu verschweißen. Auf diese Weise besteht nicht mehr das Problem, dass bei dem Verschweißen von Ausgießer und Beutel der Siegelbereich mit Produktresten kontaminiert ist. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß eine Möglichkeit geschaffen, einen bereits vollständig hergestellten Behälter, bei dem die Verschlusskappe noch abnehmbar ist, ohne dass dabei das ringförmige Originalitätssicherungselement zerstört wird, zu befüllen.
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Gleichzeitig ist ein wesentliches Kriterium der vorliegenden Erfindung, dass auch dann, wenn sich die Verschlusskappe in der ersten Position befindet und somit noch nicht endgültig auf dem Ausgießer aufgebracht (aufgedreht) ist, bereits eine Abdichtung zwischen Verschlusskappe und Ausgießer besteht, die verhindert, dass bei einem zuvor sterilisierten Behälter während des Transports in eine Befüllstation Keime ins Innere des Behälters dringen können. Dichtend bedeutet also, dass unter normalen Umgebungsbedingungen, wenn also kein Überdruck außerhalb des Behälters herrscht, sondern der Druck im Behälterinnern und außerhalb des Behälters im Wesentlichen gleich ist, kein Austausch zwischen Behälterinnerem und äußerer Umgebung stattfindet; die Verbindung zwischen Verschlusskappe und Ausgießer ist also in der ersten und der zweiten Position insoweit hermetisch dicht. Der Behälter muss also nicht zwingend im Innern der Befüllstation sterilisiert werden, bevor der eigentliche Befüllvorgang startet. Vielmehr kann der Behälter auch in großen Stückzahlen und in dafür optimierter Weise sterilisiert werden und dann im sterilen Zustand, wenn sich die Verschlusskappe in der ersten Position befindet, in die Befüllstation bzw. die Kammer, in der der Befüllvorgang stattfindet, transportiert werden.
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Im Folgenden werden nun verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung beschrieben, die die vorangehend beschriebenen vorteilhaften Effekte begünstigen und auf besonders einfache Weise die Herstellung eines mit einem Produkt befüllten Behälters, insbesondere einer Beutelverpackung, erlauben.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung liegt die Verschlusskappe in der ersten Position und in der zweiten Position dichtend am verschlussseitigen Ende des Ausgießers an. Besonders bevorzugt ist es, wenn erfindungsgemäß die Verschlusskappe in der ersten und der zweiten Position innenseitig am zweiten Ende des Produktfüllkanals anliegt. In diesem Fall überlappt also die Verschlusskappe, zumindest ein Teil davon, in radialer Richtung mit einem endseitigen Abschnitt des Ausgießers bzw. Produktfüllkanals.
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Wie zuvor erläutert, besteht zwischen der ersten Position und der zweiten Position ein axialer Abstand, also ein Abstand in der Verlaufsrichtung des Produktfüllkanals bzw. seiner Rotationsachse. Gemäß einer Ausgestaltung beträgt dieser axiale Abstand zwischen den beiden Positionen mindestens 0,5 mm, bevorzugt mindestens 1,0 mm, besonders bevorzugt mindestens 1,5 mm. Dieser Mindestabstand ist erforderlich, da die Verschlusskappe am unteren Ende, das im montierten Zustand dem Behälterkörper zugewandt ist, ein ringförmiges Originalitätssicherungselement aufweist und dieses Originalitätssicherungselement durch Bewegen der Verschlusskappe von der ersten Position in die zweite Position über einen radial umlaufenden Vorsprung am Ausgießer bewegt werden muss, um das Originalitätssicherungselement in die endgültige Position zu bringen. In dieser endgültigen Position bildet das Originalitätssicherungselement ein Siegel, das dem Verbraucher anzeigt, ob die Verschlusskappe nach dem Befüllen des Behälters bereits einmal geöffnet worden ist oder ob sich die Verschlusskappe noch im Originalzustand (Endzustand nach dem Befüllen und Verschließen) befindet.
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Bei der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verschlusskappe ein ringförmiges Originalitätssicherungselement aufweist, das mit der übrigen Verschlusskappe einstückig, beispielsweise über axiale Stege, die das Originalitätssicherungselement mit der übrigen Verschlusskappe verbinden, verbunden ist, wobei insbesondere am Ausgießer außen ein radial umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser eines Abschnitts des Originalitätssicherungselements ist, wobei in der ersten Position der Abschnitt des Originalitätssicherungselements in axialer Richtung zwischen dem verschlussseitigen Ende des Ausgießers und dem radial umlaufenden Vorsprung angeordnet ist und wobei in der zweiten Position der Abschnitt des Originalitätssicherungselements in axialer Richtung zwischen dem radial umlaufenden Vorsprung und dem behälterseitigen Ende des Ausgießers angeordnet ist. Es handelt sich bei dem Originalitätssicherungselement um ein ringförmiges Element, das beim Lösen (teilweisen oder vollständigen Abnehmen) der Verschlusskappe vom Ausgießer aus der zweiten Position von der übrigen Verschlusskappe zumindest teilweise gelöst (abgerissen) wird und/oder zerstört wird (Ringform wird zerstört). Um die Verschlusskappe von der ersten Position in die zweite Position zu bringen, ohne dabei das Originalitätssicherungselement zu zerstören, weist das Originalitätssicherungselement innenseitig an dem Abschnitt, dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des radial umlaufenden Vorsprungs des Ausgießers ist, eine umlaufende Abschrägung (Fase) auf, und zwar auf der Seite, die in der ersten Position der Verschlusskappe dem radial umlaufenden Vorsprung zugewandt ist. Auf der anderen Seite weist der Abschnitt, dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des radial umlaufenden Vorsprungs des Ausgießers ist, keine Abschrägung auf, sondern auf dieser Seite, die also in der zweiten Position der Verschlusskappe dem radial umlaufenden Vorsprung zugewandt ist, weist der Abschnitt eine im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung verlaufende, umlaufende Anlagefläche auf. Diese Form des besagten Abschnitts des Originalitätssicherungselements hat den Effekt, dass dann, wenn die Verschlusskappe von der ersten Position in die zweite Position gebracht wird, besagter Abschnitt über den radial umlaufenden Vorsprung am Ausgießer hinweggedrückt wird, wobei sich besagter Abschnitt aufgrund seiner Elastizität bzw. der elastischen Verbindung mit der übrigen Verschlusskappe etwas verformen kann, wohingegen dann, wenn die Verschlusskappe von der zweiten Position in die erste Position gebracht wird, die beschriebene Anlagefläche besagten Abschnitts des Originalitätssicherungselements an der Unterseite (der dem Behälterkörper zugewandten Seite) des radial umlaufenden Vorsprungs zur Anlage kommt und daran gehindert wird, den radial umlaufenden Vorsprung zu überwinden. Wird die Verschlusskappe in die erste Position bewegt, wird das Originalitätssicherungselement wie beschrieben von der übrigen Verschlusskappe zumindest teilweise gelöst und/oder zerstört.
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Die Verschlusskappe weist gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung an ihrer axialen Innenseite, das heißt der in axialer Richtung weisenden Fläche, einen sich in axialer Richtung erstreckenden (in axialer Richtung vorspringenden) Fortsatz auf. Insbesondere handelt es sich dabei um einen sich in axialer Richtung erstreckenden (in axialer Richtung vorspringenden) ringförmigen Fortsatz. Dieser Fortsatz dient dann insbesondere dazu, die dichtende Anlage zwischen Verschlusskappe und Ausgießer zu gewährleisten. So ist insbesondere vorgesehen, dass der Fortsatz in der ersten Position und in der zweiten Position dichtend am Ausgießer, bevorzugt am verschlussseitigen Ende des Ausgießers, insbesondere innenseitig am zweiten Ende des Produktfüllkanals, anliegt. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass der Fortsatz in der ersten Position und in der zweiten Position kraftschlüssig mit dem Ausgießer, bevorzugt mit dem verschlussseitigen Ende des Ausgießers, insbesondere mit der Innenseite am zweiten Ende des Produktfüllkanals, verbunden ist.
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Zum Gewährleisten einer besonders zuverlässigen Dichtigkeit zwischen Verschlusskappe und Ausgießer überlappt der Fortsatz mit einem endseitigen Teil des Ausgießers bzw. Produktfüllkanals in radialer Richtung in der ersten Position in einem Bereich von 1 bis 10 mm, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 5 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 3 mm. Die dichtende Anlage zwischen Fortsatz und Ausgießer besteht zumindest in einem Teilbereich der Überlappung, vorzugsweise im Bereich der gesamten Überlappung, und erstreckt sich über den ganzen Umfang des Berührungsbereichs.
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Die Aufgabe wird gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung auch bei einem Behälter zur aseptischen Aufnahme eines fließfähigen, zum Beispiel flüssigen oder pastösen, Produkts
- – mit einem Behälterkörper, zum Beispiel einem beutelförmigen Behälterkörper, und
- – mit einem mit dem Behälterkörper verbundenen, zum Beispiel verklebten oder verschweißten, Ausgießer,
dadurch gelöst, dass der Behälter eine wie zuvor definierte Verschlusseinrichtung aufweist und der Ausgießer Bestandteil der Verschlusseinrichtung ist.
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Die Aufgabe wird schließlich gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum aseptischen Befüllen eines Behälters mit einem Produkt, bei dem die folgenden Schritte, alle oder einige Schritte vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt werden:
- – Bereitstellen eines wie zuvor beschriebenen Behälters, wobei sich die Verschlusskappe in der ersten Position befindet, das heißt der Ausgießer ist mit dem Behälter fest verbunden und die Verschlusskappe ist nicht maximal auf den Ausgießer aufgesetzt bzw. aufgedreht,
- – Sterilisieren des Behälters, während sich die Verschlusskappe weiterhin in der ersten Position befindet,
- – Sterilisieren des Inneren einer Kammer einer Befüllstation einschließlich eines Füllkopfes der Befüllstation,
- – Transportieren des sterilisierten Behälters ins Innere der (sterilisierten) Kammer,
- – Abnehmen der Verschlusskappe im Inneren der (sterilisierten) Kammer,
- – Befüllen des Behälters mit dem Produkt im Inneren der Kammer,
- – Aufsetzen der Verschlusskappe, wobei die Verschlusskappe in die zweite Position gebracht wird, im Inneren der Kammer und
- – Transportieren des befüllten und vollständig verschlossenen Behälters aus der Kammer.
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Wie bereits zuvor erläutert wurde, lassen sich die genannten Verfahrensschritte mit dem erfindungsgemäßen Behälter und/oder der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung auf besonders einfache Weise durchführen und es wird dadurch während des Befüllvorgangs eine optimale Keimfreiheit gewährleistet.
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Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Schritt des Abnehmens der Verschlusskappe im Innern der Kammer und vor dem Schritt des Befüllens des Behälters mit dem Produkt im Innern der Kammer der Füllkopf aus einer Ausgangslage in Richtung des verschlussseitigen Endes des Ausgießers und insbesondere ein Teil des Füllkopfes ins Innere des Produktfüllkanals abgesenkt wird und wobei nach dem Schritt des Befüllens des Behälters mit dem Produkt im Innern der Kammer und vor dem Schritt des Aufsetzens der Verschlusskappe im Innern der Kammer der Füllkopf in die Ausgangslage zurückbewegt wird.
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Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Füllkopf nach dem Schritt des Befüllens des Behälters mit dem Produkt im Innern der Kammer, insbesondere während oder nach dem Zurückbewegen in die Ausgangslage, sterilisiert wird.
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Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Schritt des Befüllens des Behälters mit dem Produkt im Innern der Kammer, insbesondere nach dem Zurückbewegen des Füllkopfes in die Ausgangslage, Reste des Produkts, die am und/oder im Ausgießer anhaften, entfernt werden.
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Schließlich ist gemäß wiederum einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Sterilisieren des Behälters und/oder das Sterilisieren des Inneren der Kammer und/oder das Sterilisieren des Füllkopfes und/oder das Sterilisieren eines Greifers für die Verschlusskappe (dieser nimmt die Verschlusskappe in der Kammer vor dem Befüllen vom Ausgießer ab und setzt sie danach wieder auf) durch Bestrahlen mit UV-Strahlung, insbesondere mit pulsierender UV-Strahlung, oder durch Bestrahlen mit γ-Strahlung erfolgt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung, den erfindungsgemäßen Behälter und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Diesbezüglich sei einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
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1a) und b) zueinander senkrechte Schnittansichten eines Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Verschlusskappe in einer ersten Position relativ zum Ausgießer,
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2a) und b) zueinander senkrechte Schnittansichten eines Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Verschlusskappe in einer zweiten Position relativ zum Ausgießer, und
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3 eine schematische Darstellung mehrerer Verfahrensschritte zum aseptischen Befüllen eines Behälters gemäß den 1a) bis 2b).
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In 1a) ist ein Behälter 2 mit einer Verschlusseinrichtung 1 zur aseptischen Aufnahme eines fließfähigen Produkts in Form einer Beutelverpackung in einem ersten Schnitt parallel zur axialen Richtung X dargestellt. 1b) zeigt denselben Behälter 2 mit derselben relativen Anordnung der einzelnen Elemente zueinander in einem ebenfalls zur axialen Richtung X parallelen Schnitt, der senkrecht zu dem Schnitt in 1a) verläuft. Die 2a) und 2b) zeigen den 1a) und 1b) entsprechende Schnittansichten, wobei hier die einzelnen Elemente aber anders als in den 1a) und b) relativ zueinander angeordnet sind.
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Der Behälter 2 in den 1a) bis 2b) weist einen Behälterkörper 6 in Form eines flexiblen Beutels auf sowie eine Verschlusseinrichtung 1 bestehend aus einem Ausgießer 3 und einer Verschlusskappe 5, wobei die Verschlusseinrichtung 1 über einen beutelseitigen Abschnitt 3.2 des Ausgießers 3 mit dem Behälterkörper 6 bzw. Beutel verschweißt ist. Erfindungsgemäß kann zur Herstellung der Verbindung zwischen Ausgießer 3 und Behälterkörper 6 ein Heißsiegelverfahren oder ein Ultraschallsiegelverfahren verwendet werden.
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Die 1a) und b) zeigen den Beutel 2 und insbesondere die Verschlusseinrichtung 1 in einem Zustand, in welchem der Behälter 2 einer Befüllstation 7 (3) zugeführt werden kann. Die 2a) und b) zeigen einen Zustand nach dem Befüllen des Behälters 2 so, wie der Behälter 2 auch zu dem Endverbraucher gelangt.
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Die in den Figuren dargestellte Verschlusseinrichtung 1 weist einen einstückigen Ausgießer 3 mit einem Außengewinde auf, der einen sich von einem ersten Ende 4a zu einem zweiten Ende 4b axial, also parallel zur axialen Richtung X, erstreckenden Produktfüllkanal 4 mit einer zylindrischen Innenseite 4c aufweist. Das erste Ende 4a ist das behälterseitige bzw. beutelseitige Ende 3a des Ausgießers 3, also das untere Ende. Das zweite Ende 4b ist das verschlussseitige Ende 3b des Ausgießers 3, also dessen oberes Ende.
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Auf den Ausgießer 3 ist eine einstückige Verschlusskappe 5 aufgesetzt, die ein zu dem Gewinde des Ausgießers 3 komplementäres Innengewinde aufweist. Die Verschlusskappe 5 ist über das verschlussseitige Ende 3b des Ausgießers 3 auf den Ausgießer 3 aufgesetzt und verschließt das zweite Ende 4b des Produktfüllkanals 4.
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Die Verschlusskappe 5 befindet sich in den 1a) und b) in einer axialen ersten Position I und in den 2a) und b) in einer axialen zweiten Position II. In beiden Positionen I und II besteht aufgrund der Gewindeverbindung ein axialer Formschluss zwischen Verschlusskappe 5 und Ausgießer 3. Der axiale Abstand a zwischen den beiden Positionen I und II beträgt hier beispielhaft 1,5 mm.
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Die Verschlusskappe 5 ist in der ersten Position I, wie die 1a) und b) zeigen, nicht maximal auf den Ausgießer 3 aufgedreht, sondern kann noch bis in die zweite Position II, die in den 2a) und b) gezeigt ist, weiter gedreht werden. In beiden Positionen I und II liegt die Verschlusskappe 5 erfindungsgemäß dichtend am Ausgießer 3 an, was durch einen ringförmigen Fortsatz 5.2 im Innern der Verschlusskappe 5 erreicht wird, der in jeder der beiden Positionen I und II für eine hermetische Abdichtung des Produktaufnahmekanals 4 gegenüber der äußeren Umgebung sorgt.
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Die Verschlusskappe 5 weist ferner ein ringförmiges Originalitätssicherungselement 5.1 am beutelseitigen Ende der Kappe 5 auf, welches mit der übrigen Verschlusskappe 5 über axiale Stege 5.3 einstückig verbunden ist.
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Ferner ist am Ausgießer 3 außen ein radial umlaufender Vorsprung 3.1 ausgebildet, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser eines Abschnitts 5.11 des Originalitätssicherungselements 5.1 ist. Der Abschnitt 5.11 weist an seiner Unterseite einen, bezogen auf die axiale Richtung X, schrägen Verlauf (eine Fase) auf, wohingegen die Oberseite des Abschnitts 5.11 einen geraden Verlauf senkrecht zur axialen Richtung X hat.
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In der in den 1a) und b) gezeigten ersten Position I liegt die Unterseite des Abschnitts 5.11 mit dem schrägen Verlauf an dem Vorsprung 3.1 an, wobei der Abschnitt 5.11 in axialer Richtung zwischen dem verschlussseitigen Ende 3b des Ausgießers 3 und dem Vorsprung 3.1 angeordnet ist.
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Wird die Verschlusskappe 5 ausgehend von der in den 1a) und b) gezeigten Stellung weiter auf den Ausgießer 3 aufgedreht, wird der Abschnitt 5.11 des Originalitätssicherungselements 5.1, während sich das Originalitätssicherungselement 5.1 verformt, an dem Vorsprung 3.1 vorbeigeführt, bis die Verschlusskappe 5 die in den 2a) und b) gezeigte zweite Position II erreicht. In der Position II der Verschlusskappe 5 ist der Abschnitt 5.11 des Originalitätssicherungselements 5.1 in axialer Richtung X zwischen dem Vorsprung 3.1 und dem behälterseitigen bzw. beutelseitigen Ende 3a des Ausgießers 3 angeordnet.
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Der Fortsatz 5.2 an der axialen Innenseite 5a der Verschlusskappe 5 überlappt sowohl in der in den 1a) und b) dargestellten ersten Position I als auch in der in den 2a) und b) dargestellten Position II in radialer Richtung (also quer zur axialen Richtung X) mit dem Ausgießer 3, wobei im Überlappungsbereich in beiden Positionen I und II ein Kraftschluss und über den gesamten Überlappungsbereich eine hermetische Abdichtung erzielt wird.
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In 3 ist schematisch dargestellt, wie ein Behälter 2, wie er beispielsweise in den 1a) bis 2b) dargestellt ist, auf einfache Weise aseptisch mit einem Produkt befüllt werden kann.
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So wird zunächst ein wie zuvor beschriebener Behälter 2 bereitgestellt, was auf der linken Seite von 3 dargestellt ist. Mit dem Behälterkörper 6 ist der Ausgießer 3 durch Verschweißen fest verbunden. Die Verschlusskappe 5 ist nicht maximal auf den Ausgießer 3 aufgedreht, sondern befindet sich in der ersten Position I. In dieser Position I verschließt die Verschlusskappe 5 den Behälter 2 hermetisch dicht.
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Der solchermaßen bereitgestellte Behälter 2 wird nun in diesem Zustand sterilisiert, beispielsweise mittels γ-Bestrahlung.
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Der solchermaßen sterilisierte Behälter 2 wird dann in eine Kammer 7.1 einer Befüllstation 7 transportiert. Das Innere der Kammer 7.1 wurde zuvor ebenfalls sterilisiert, beispielsweise mittels γ-Bestrahlung und/oder UV-Bestrahlung. Die Befüllstation weist einen Füllkopf 7.2 zum Befüllen des Behälters 2 mit einem Produkt auf. Auch dieser Füllkopf 7.2 wurde sterilisiert, bevor der Behälter 2 in die Kammer 7.1 transportiert wurde.
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Im Innern der Kammer 7.1 der Befüllstation 7 wird, nachdem Kammer 7.1 und Füllkopf 7.2 sterilisiert sind, die Verschlusskappe 5 vom Ausgießer 3 entfernt bzw. abgedreht. Im nächsten Schritt wird der Behälter 2 über den Füllkopf 7.2 mit dem Produkt befüllt, wozu ein Teil des Füllkopfes 7.2 in den Ausgießer 3 abgesenkt werden kann. Nach dem Befüllen des Behälters 2 wird die immer noch sterile Verschlusskappe 5 wieder auf den Ausgießer 3 aufgesetzt und diesmal bis in die zweite Position II gedreht. Der Behälter 2 ist dann vollständig verschlossen und das Originalitätssicherungselement 5.1 befindet sich in der endgültigen Position, die wie zuvor erläutert zwischen dem Vorsprung 3.1 und dem unteren Ende 3a des Ausgießers 3 angeordnet ist.
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Als letzter Schritt (in 3 auf der rechten Seite dargestellt) wird der befüllte und vollständig verschlossene Behälter 2 aus der Kammer 7.1 der Befüllstation 7 entnommen und weiter transportiert.
