DE10240933A1

DE10240933A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Begasung von flexiblen Verpackungen

Info

Publication number: DE10240933A1
Application number: DE2002140933
Authority: DE
Inventors: Anja Wendland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Begasung von flexiblen Verpackungen durch Auf- und Absenken des Flüssigkeitsspiegels in einer Verpackung in einer mit Beraumungsgas befüllten Mikroatmosphäre, beispielsweise durch mechanisches Quetschen der Verpackungen. Durch das Auf- und Absenken des Flüssigkeitsspiegels entsteht eine Art Pumpwirkung, die den schädlichen Luftsauerstoff im Verpackungskopfraum durch beispielsweise einen anderen gasförmigen Stoff ersetzt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Begasung von flexiblen Verpackungen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Begasung von flexiblen Verpackungen.
Es ist bekannt befüllte Verpackungen entweder mit flüssigem oder gasförmigem Stoff zu beraumen, um entweder einen gewissen Innendruck in der Packung zu erzeugen, oder um andere Gase wie, beispielsweise Sauerstoff zu verdrängen. Setzt man Flüssigkeiten ein, so sind diese durch ihr oft langsames Verdampfungsverhalten meist nur zur Bildung von Überdrücken in Verpackungen geeignet. Sauerstoff kann damit nur schwer verdrängt werden. Soll Sauerstoff verdrängt oder substituiert werden, so setzt man meist gasförmigen Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid ein. Die Schwierigkeit hierbei besteht vor allem darin, in kurzer Zeit möglichst viel Sauerstoff zu verdrängen. Vor allem bei Flaschen ist dieses Problem sehr groß, da der Kopfraumsauerstoff durch die meist kleine Flaschenöffnung ausgetauscht werden muss. Des weiteren verhindern Störströmungen, meist verursacht durch das Transportieren der Flasche, ausreichendes Begasen des Kopfraums. Speziell bei der Abfüllung von sehr sauerstoffempfindlichen Produkten wie beispielsweise Bier sind Systeme gefragt, die den Sauerstoff sicher aus dem Kopfraum verbannen. Bei Glasflaschen die beispielsweise mit Bier befÜllt sind, löst man dieses Problem, indem man mit einem Sterilwasserstrahl das Produkt aufschäumt (Hochdruckeinspritzung, HDE). Dabei wird gelöstes Kohlendioxid aus dem Produkt freigesetzt und verlässt meist zusammen mit dem Produktschaum die Verpackung und verdrängt damit den Sauerstoff aus dem Kopfraum. Anschließend wird mittels eines Verschließers ein Kronkorken aufgebracht. Durch anschließendes Abspritzen des Kronkorkens sind nahezu alle Schaumreste entfernt und der Kronkorken bietet eine sicheren und hygienischen Verschluss der Verpackung. Setzt man nun aber andere Materialien, wie beispielsweise PET oder modifiziertes bzw. beschichtetes PET ein, so besitzen diese Flaschen meist Schraubverschlüsse. Will man hier diese Überschäummethode anwenden entstehen große Probleme hinsichtlich Schimmelbildung. Denn das aufgeschäumte Produkt fließt über das Gewinde ab und sammelt sich auf und zwischen den Gewindegängen. Dadurch kann sich nach dem Aufsetzen des Verschlusses zwischen Verschluss und Gewinde Schimmel bilden, welcher aus hygienischer Sicht auf jeden Fall zu vermeiden ist. Kombinierte Methoden, wie beispielsweise die Hochdruckeinspritzung mit Sterilwasser und zusätzlicher Gewindeabspritzung mit Sterilwasser und/oder Alkohol haben sich als teuer und nicht effektiv herausgestellt, da die Schaumbildung dabei gesteuert werden muss und diese von der Einspritzzeit abhängt; die Einspritzzeit wiederum durch die Maschinengeschwindigkeit beeinflusst wird. Selbst bei gleichbleibender Einspritzzeit und Aufschäumung sind die Ergebnisse hinsichtlich Schimmelbildung und Sauerstoffverdrängung nicht zufriedenstellend.
Aus der Patentschrift DE 199 20 761 C1 vom 5.5.1999 ist ein Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Kunststofflaschen bekannt, welches durch mechanisches Quetschen der Flasche den Flüssigkeitsstand der abgefüllten Flüssigkeit erhöht.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass der Sauerstoff nur dann effektiv verbannt werden kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel so weit erhöht wird, dass keinerlei Luft sich in der Flasche befindet. Ist dies der Fall, so überläuft die Flasche mit Produkt oder zumindest mit Produktschaum und führt zur Benetzung des Gewindes und dadurch zu den selben Problemen wie bereits beschrieben. Des weiteren ist dieses Verfahren ausschließlich geeignet um Flüssigkeiten mit Überdruck abzufüllen, da bei drucklosen Flüssigkeiten die Rückverformung der Flasche aufgrund des Verschließens im gedrückten Zustand nicht mehr möglich wäre.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die das Begasen von flexiblen Verpackungen gewährleistet.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Begasung von flexiblen Verpackungen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Verfahren nach dem Anspruch 1 hat den Vorteil, dass durch das Auf- und Absenken des Flüssigkeitsspiegels eine Art Pumpwirkung ergibt. Der Flüssigkeitsspiegel wirkt wie eine Membran und sorgt dafür, dass das unerwünschte Kopfraumgas die Verpackung verlässt und das Beraumungsgas eintreten kann. Somit ist es möglich vorzugsweise den Sauerstoff derart zu verbannen, dass eine längere Produkthaltbarkeit gegeben ist. Vorteilhaft ist weiterhin, dass dieses Verfahren unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit arbeitet und auch mehrere Verpackungen hintereinander durch die Vorrichtung transportiert werden können. Besonders vorteilhaft ist auch die Wiederholbarkeit des Auf- und Absenkens des Flüssigkeitsspiegels nach Anspruch 2. Dadurch erreicht man eine noch höhere Gassubstitutionswahrscheinlichkeit.
Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit nach Anspruch 3, die es erlaubt auch Verpackungen mit noch nicht dicht schließendem Verschluss durch die Vorrichtung zu transportieren. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise Schraubkappen, die einen relativ großen Luftinhalt haben, können beim Aufbringen keinerlei Störgas mit in die Verpackung einschleppen.
Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass sich beim Heben des Flüssigkeitsspiegels das Kopfraumgas aus dem Öffnungsbereich entfernt und sich weitgehend nicht mit dem Beraumungsgas vermischt und dadurch wenig ungewünschte Störgase in die Verpackung gelangen.
Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 hat den Vorteil, dass beim Verpackungstransport vorzugsweise keine Störgase durch die Verpackungsöffnung ins innere der Verpackung gelangen können.
Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung in 1 beschrieben. Es zeigt: eine schematische Seitenansicht einer Begasungseinrichtung mit verschiedenen Verfahrensschritten, die mit A bis E gekennzeichnet sind. Die Gasleitschiene 4 ist dabei im Schnitt dargestellt.
In einem Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft durch eine Vorrichtung realisiert, die aus einer Fördereinrichtung 1, einer bzw. mehreren Packungen 2, einer Quetscheinrichtung 3 und einer Gasleitschiene 4 gebildet ist. Die Begasungseinrichtung nach 1 ist zum Begasen von flexiblen Verpackungen geeignet. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Verwendung von Kunststofflaschen, beispielsweise aus PET, nachstehend kurz Flaschen genannt, die mit einem vorzugsweise sauerstoffempfindlichen Stoff, befällt und anschließend begast werden. Die Begasungseinrichtung befindet sich vorzugsweise als Teilelement in einer handelsüblichen Füll- und Verschließmaschine, beispielsweise in einem Abschnitt nach der Befüllung, aber noch vor dem Verschließen der Flaschen.
Trotz Spülung vor der Befüllung mit beispielsweise Co₂, ist die anschließend befüllte und in aufrechter Position ankommende Flasche 2, in ihrem Kopfraum immer noch mit Umgebungsluft angereichert, die den normalen Sauerstoffanteil enthält. Die bis zur Füllhöhe H1 befüllte Flasche wird nun über die Fördereinrichtung 1, welche vorzugsweise Bestandteil der Abfüllmaschine ist, in den Bereich der Bagasungseinrichtung eingeführt. Beim Eintritt der Flasche 2 in die Begasungseinrichtung wird vorzugsweise die Flaschenmündung in die Gasleitschiene 4 eingeführt, in die Beraumungsgas 5 eingeführt wird. Dadurch entsteht eine Mikroatmosphäre in der sich die Flaschenöffnung befindet (Verfahrensschritt A). Die so ankommende Flasche gelangt nun in den nächsten Wirkungsbereich, indem sie vorzugsweise durch eine Quetscheinrichtung 3, so beansprucht wird, dass sich der Flüssigkeitsspiegel beispielsweise bis zur Höhe H2 hebt. Dabei tritt Kopfraumgas aus der Flasche 2 aus und wird durch den Beraumungsgasstrom, verursacht durch die Gasleitschienen 4 aus dem Bereich der Flaschenöffnung entfernt (Verfahrensschritt B). Im nächsten Wirkungsbereich werden die Quetscheinrichtungen entspannt und die Füllhöhe somit auf Niveau H1 zurückgestellt. Dabei vergrößert sich das Kopfraumvolumen und zieht Beraumungsgas 5 aus der Umgebung ein (Verfahrensschritt C). Im Ausführungsbeispiel werden zur Sicherheit die Verfahrensschritte B und C nochmals wiederholt. Anschließend verlässt die Verpackung die Begasungseinrichtung und kann beispielsweise verschlossen werden.

1: Fördereinrichtung
2: Packung
2': gequetschte Packung
3: Quetscheinrichtung
4: Gasleitschiene
5: Beraumungsgas

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zur Begasung von flexiblen Verpackungen, bei dem eine Fördereinrichtung eine und/oder mehrere Packungen durch eine Vorrichtung transportiert, wobei das Kopfraumgas verbannt bzw. durch ein anderes Gas (Beraumungsgas) substituiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine und/oder mehrere Packungen auf der Fördereinrichtung die Vorrichtung passieren, dass beispielsweise eine Verpackungsöffnung mit dem Beraumungsgas umgeben ist, dass mittels einer Einrichtung das Flaschenvolumen verkleinert wird und dadurch der Flüssigkeitsspiegel steigt und dass dabei das Kopfraumgas die Verpackung verlässt und dass beim Entspannen der Packung der Flüssigkeitsspiegel wieder sinkt und dass dabei Beraumungsgas in die Verpackung gelangt.
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begasung durch die Auf und Absenkung des Flüssigkeitsspiegels beliebig oft wiederholt werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsöffnung bereits mit einem noch nicht dicht schließenden Verschluss versehen sein kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begasungseinheit so gestaltet ist, dass das Kopfraumgas möglichst schnell und sicher von der Verpackungsöffnung abtransportiert wird und sich vorzugsweise nicht mit dem Beraumungsgas vermischt.
Vertahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begasungseinheit so gestaltet ist, dass beim Transport der Packungen keine Störströmungen Störgase in die Packung wieder eindringen.