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Vorrichtung zur sterilen FUllun½", drucksicheren Lagerung und für
ebensolchen Transport, sowie für beliebig häufige sterile Entnahme, insbesondere
von Flüssigkeiten Im modernen Wirtschaftsleben spielt die mediengerechte Verpackung
eine wesentliche und manchmal die Hauptrolle.
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Flüssigkeiten werden allgemein entweder in Glasfalschen, solchen aus
Metall oder Kunststoff oder anderen starren Materialien verpackt. Hierbei entstehen
wesentliche Nachteile. Glasilaschen sind zwar vakuumdicht, können aber
nicht
unter Erhaltung des Vakuums entleert werden, außerdem erfordern si imer eine Gewisse
Restluft- oder Kohlensaäuremenge zum Druckausgleich bei Druckschwankungen. Dennoch
sind Glasflaschen z. B. niemals frostsicher, sondern würden beim Gefrieren zerplatzen
und sich auch beim Transport schlag- und stoßanfällig.
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Das Eigengewicht der Verpackung ist mei.;t größer. .L., das des Inbalts.
Je kleiner der Inhalt ist, um so schwerwiegender ist der Gewichtsanteil und der
Raumbedarf für die Leerflaschenlagerhaltung. such bei lietall- unil Kunststofflaschen
spielt neben den erheblichen Kosten und dem Beschädigungsproblem die sciir erhebliche
Lagerkapazität der Leeflaschen eine erhebliche Roll, zumal bei Festbehältern das
Volumen unabhängig von Füllungszustand unveränderlich groß ist.
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Ein weiterer schwerwiegenoer Nachteil besteht bei allen bisher üblichen
Behältern darin, daM bei der erstmaligen Teilentnahme, sofort nach dem erstmaligen
Offnen, die Sterilität des Inhaltes nicht mehr gesichert ist, da der Inhalt sofort
mit Außenluft und damit mit infizierenden Bakterien usw. in Berührung tritt.
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Schließlich bildet auch die Beseitigung unbrauchbar gewordener derartiger
Behälter im Sinne der Umwelt reinhaltung erhebliche Probleme.
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Die Brfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, diese Nachteile weitestgehend
zu verhindern und eine Verpackung insbesondere rür Flüssigkeiten zu schaffen, bei
der die Sterilität des Inhaltes
trotz beliebig häutiger.Entnahme
über den Gesamtzeitraum bis zu dem letzten Tropfen erhalten bleibt und die dennoch
gegen Beschädigung bei der Lagerung und beim Transport, selbst bei heftigen Stoßbeanspruchungen,
praktisch völlig unempfindlich ist und sich obendrein durch eine außergewöhnliche
Preiswürdigkeit auszeichnet. Weitere Vorteile sind geringes Gewicht und geringster
Gesamtraumbedarf, der den des Inhalts selbst beiAteilweiser Entnahme kaum überschreitet
und ganz besonders günstige Gewichts- und Raumverhältnisse bei
Lagerhaltung und Transport von Leergut. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß ein innerer dünner mediumdichter Beutel mit dicht zusammendrückbaren
Auslaßteil vorgesehen ist, der durch die Öffnung eines mit einem aus robusterem
Material bestehenden Außenbeutel dicht verbundenen ersten Kupplungsteiles bzw. Ringes
und derjenigen eines zweiten als Gegenstück dienend-en und einen Teil einer das
Auslaßende des Innenbeutels umfassenden Verschließvorrichtung hindurchragt, und
daß die Wandung des Außenbeutels innen mit einer Schaumstoffzwischenlage gepolstert
ist, an die sich weiterhin nach innen eine gasdichte, senkrecht zur späteren Ausdehnungsrichtung
des Beutels geschlitzte, aus gasdichtem Folienmaterial bestehende weitere Zwischenlage
anschließt, deren Schlitze auf der Schaumstoffseite durch bewegliche, gegen den
Schaumstoff angedrückte Folienklappen abgedeckt werden. Die Erfindung wird anhand
der Figuren, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, noch näher erläutert.
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Da.s neue System besteht im Prinzip aus drei Teilen:
A)
einem robusten Außenbeutel 1, der den Inhalt 2 vor äußeren mechanischen und physikalischen
Einwirkungen schützt, Born,-stabilität bewirkt und den Druck der eingefüllten Flüssigkeit
2 aufnimmt. (Fig. 1 und 2) B) einem aus dünner Folie hergestellten Innenbeutel 3
gleicher Form wie der Außenbeutel 1. Er dient zur Aufnahme des eigentlichen Füllgutes
2 und ist zu aiesem Zweck mit einem Füll-und Auslautschlauch 4 versehen. (ii1ig.
2) C) einem Verschluß 5, der einerseits über einen Anschluß- und Kupplungsteil eine
dichte Verbindung zwischen den beiden Beuteln 1 und 3 herstellt und andererseits
die sterile Abfüllung der Flüssigkeit ermöglicht und auch ein Eindringen von Luft
oder Bakterien in den jeweiligen Re st inhalt des Innenbeutels 3 bei teilweiser
Entnahme verhindert. (Fig. 3) A) Der Außenbeutel. (Fik. 1 und 2) Er besitzt vorzugsweise
flache Taschenform 1 mit drei abgerundeten und einer nicht abgerundeten Ecke, die
in eine Öffnung 6 mündet. Der Beutel 1 ist aus robustem flexiblem Material hergestellt
und dient der Aufnahme des Innenbeutels 3.
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Die robuste Umkleidung 1 ist innen mit Schaumstoff 7 gepolstert, was
einmal den mechanischen Schutz erhöht, zum anderen den Vakuumeffekt des Systems
ermöglicht, der im folgenden beschrieben wird. Die Polsterung 7 ist nach innen mit
einer sogenannten
Ventilfolie 8 lose verbunden bzw. an ihr anliegend.
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Die Ventilfolie 8 besteht aus mehr oder weniger starkem, jedenfalls
aber gasundurchlässigem Material, beispielsweise aus Aluminium-, Staniol- oder sonstiger
Metallverbundfolie mit Kunststoffträger. Diese Folie weist senkrecht zur Ausdehnungsrichtung
der Beutel eine Anzahl Schlitze 9 auf, die auf der dem Schaumstoff 7 zugewandten
Seite von beweglich angebrachten Folienstreifen 10 überdeckt werden. Nach Einlegen
des Innenbeutels 3, der nun zwischen zwei solche Ventilfolien bzw. in einen von
den Ventilfolien 8 gebildeten dritten Beutel zu liegen kommt, wird der zum Einlegen
des Innenbeutels 3 zunächst seitlich offene Außenbeutel 1 mittels eines sogenannten
Schweißkeilverschlusses 11 seitlich verschlossen (Fig. 1).
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Dieser Schweißkeilverschluß 11 besteht aus einem als Hilfskonstruktion
an den Seitenrändern des, wie erwähnt, zunächst an den Seiten noch offenen Außenbeutels
angebrachten Schienenverschluß, der nach Art eines Reißverschlusses wirkt, und dessen
dem Außenbeutel 1 zugewandte Seiten Anschlußteile 129, 13' aus gut verschweißbarem
Material besitzen, die mit den Wandungen bzw. Kanten des Außenbeutels 1 verschweißt
sind. Durch die Schienen 12, 13 wird eine diese zusammenziehende Andruckklammer
14, die unten-in einem erhitzbaren Schweißkeil 15 endet, geführt. Dabei schmilzt
das vom Keil berührte Material der beiden Anschlußteile 12', 13' an den Stirnflächen
der Teile 12', 13' und diese werden vom gleichzeitig geschlossenen Schienenverschluß
12,
13 fest gegeneinander gepreßt. Hierdurch wird eine haltbare und entlastete Schweißnaht
für die Verbindungsteile 12', 13' und für den Außenbeutel 1 erreicht.
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Der Schweißkeilverschluß 11 bewirkt einerseits einen hermetischen,
elastischen und damit materialgerechten Verschluß des Außenbeutels 1 bei höchster
mechanischer Beanspruchbarkeit und verhindert andererseits durch das Verschweißen
auch ein Öffnen des Beutels durch den Verbraucher selbst. Würde nämlich dieser den
unter leichte Uberdruck stehenden gefüllten Beutel 1 öffnen, was z. B. bei Verwendung
eines einfachen Reißverschlusses möglich wäre, könnte ein Platzen des Innenbeutels
die Folge sein, abgesehen davon, daß dabei die Systemfunktion teilweise zerstört
würde, für die
zwischen Innen-und Außenbeutel benötigt wird.
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Geöffnet vird dieser Verschluß zum Auswechseln eines entleerten Innenbeutel
durch ein in den Schienen geführte Trennmesser, uas aber mit dem Schweißkeil 15
identisch sein kann und zu diesem Zweck mit einer Heizvorrichtung versehen ist.
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Es ist vorgeseken, daß die Beutel nur im Abfüllbetrieb verschlossen
urld eröffnet erden, dort aber kann dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden.
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P) Der Innenbeutel und sein System (Fig. 2 und 3) Der sterile Innenbeutel
2, dessen Einfüll- und Auslaufschlauchende 4 im Frischzustand bei 4a zugeschweißt
ist, wird in den
über den Innenverschluß 11 seitlich geöffneten
Außenbeutel 1 so eingelegt, daß sein Schlauch 4 durch die dafür vorgesehene Öffnung
6 des Außenbeutels herausra.gt. Nach Verschließen der Seiten des Außenbeutels 1
in der beschriebenen Weise (Schienenverschluß) wird das Schlauchende des Innenbeutels
3 bei 4b abgetrennt und die gewünschte Flüssigkeit oder dgl. eingefüllt. Der dünne
innere Folienbeutel 3 ist vor und während des Büllvorganges steril und luftleer,
so daß das füllgut 2 mit Luft oder Bakterien zu keinem Zeitpunkt in Berührung kommt.
Dies ermöglicht z.B. auch in neuartiger Weise ein Kalt einfüllen -steriler ilüssigkeiten,
wofür bisher Erhitzung erforderlich war.- Die zwischen den beiden Beutelwandungen
befindliche Luft wird beim Füllvorgang durch die Schlitze der Ventilfolie und durch
die zu diesem Zeitpunkt noch nicht dichte Schlauchdurchgangsöffnung 6' zum geringen
Teil nach außen, im wesentlichen aber in den Schaumstoff 7 verdrängt. Da der Füllvorgang
erst bei mindestens leichtem tberdruck des Füllgutes beendet wird, der durch Druckstoß,
z.B. auch durch einfaches AuSstoßen vergrößert werden kann, entsteht zwischen der
Ventilfolie 8 und der Innenbeutelfolie 3 ein Vakuum, das bewirkt, daß diese beiden
sich berührenden Folien sich wie eine einzige Verbundfolie verhalten, während der
z.B. a.uf 1/5 zusammengedrückte Schaumstoff und die darin eingeschlossene Luft einen
erwünschten Puffer bildet. Das heißt zugleich, daß die Stabilität des dünnen Innenbeutels
3 der des robusten der Ventilfolie zugeordneten Außenbeutels 1 entspricht. Außerdem
wird durch die gasdichte Ventilfolie 8ein 100 %iger Aromaschutz für den Inhalt 2
erreicht, was bedeutet,
daß alle bei Glas so geschätzten hygienischen
Verpackungseigenschaften auch hier erzielt werden. Bei Erreichten des Endfülldruckes
wird noch unter Druck das Schlauchende bei 4c wieder zugeschweißt und zugleich durch
Schweißen und Abtrennen der überschüssigen Seiten der Schlauch bis kurz vor der
Kupplungsstelle auf einen gewünschten verringerten Auslaßdurchmesser gebracht, s.
Teil 4', so daß z.B. auch kleinere Gefäße, etwa ein Weinglas, beschickt werden können.
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Aufgrund der Anordnung der Ventilschlitze 9 und der Wirkung des Schaumstoffes
7 wird dieser Zustand der Verbundfolie auch während und bis zur völligen Entleerun;
des Inhaltes 2 aufrechterhalten. Auch bei Nachlassen der Eigenspannun wirken die
auf der Ge'enseite angebrachten Folien streifen wie Ventilklappen und die Schaumpolsterung
wie die dazugehöri;en Ventilfedern. Außerdem verengen sich die Schlitze bei abnehmendem
Innendruck. Auf diese Weise bildet die ursprdnglich einen Teil des Außenbeutels
darstellende Folie 8 nach dem ellen eine untrennbare Einheit mit dem Innenbeutel,
die sogar bei Teilzerstörung der robusten Außenhaut 1 erhalten bleibt, wenn nur
überhaunt noch ein Restdruck auf die Ventilklappen 10 ausgeübt wird.
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C) Wichte für die gas- und aromadichte Erhaltung des Systems ist die
Abdichtung der Durchtrittsöffnung 6' des Außenbeutels gegen den Innenbeutel, wenigstens
im gefüllten Zustand. Zu diesem Zweck ist diese Öffnung durch eine stabile ring-
oder rohrförmige Steckkupplung 16 gebildet, deren Gegenstück das ähnliche Anschlußstück
17
des Auslaufverschlusses 5 darstellt. Die beiden Teile 16, 17 können in Bezug auf
ihre gegenseitige Andrückwirkung ggf. verstärkt werden, z.B. durch einen Bügelveschluß
18.
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Durch die als Ring oder Rohr ausgebildete Kupplung 16, 17 hindurch
wird der Entleerungsschlauch 4, 4' nach außen geführt. Er ist mit einer Manschette
bzw. einem Kragen 19 fest verbunden, der ähnlich wie der Dichtungsring bei einem
Blaschenhebelverschluß zwischen die beiden Kupplungsteile 16, 17 eingepreßt wird
und als Dichtung dient. So wird eine absolute Abdichtung zwischen dem Innenbeutel
3 und der mit dem Außenbeutel 1 verbundenen Ventilfolie 8 und damit au.ch des Beutelinneren
gegen die Außenatmosphäre erreicht und gleichzeitig ein Verdrehen oder Verrutschen
des dünnwandigen i'üll- und Entleerungsschlauches 4' verhindert, wobei wie erwähnt,
die zwischen Innenbeutel 3 und Außenbeutel 1 eingeschlossene Luft einen erwünschten
Puffer bildet.
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Der Schlauch 48 wird beutelseitig aufgenommen von einem zangenartigen
lammerverscluß 5, dessen besondere Eigenschaft darin besteht, daß er mit seinen
Zangenarmen bzw. Schließbacken 20, 21 beim Öffnen an seiner Einlaufseite (beutelseitiges
Ende) zuerst öffnet und beim Schließen an seiner Auslaufseite (Außenende) zuerst
schließt. Dadurch wird jede Saugwirkung vor außen nach innen beim Öffnen und Schließen
verhindert und somit das Eindringen von Bakterien und Luft in das Füllgut 2 unmöglich
gemacht. Diese Eigenschaft wird erreicht durch Auskleidung der flachen Schließbacken
20, 21 mit elastischem Material 22, das zum Auslaufende hin keilförmig verdickt
ist0
Das Auslaufende bilden zwei gegeneinandergerichtete schmale
Schließkeile 23, deren Höhe von der Elastizität des zugehörigen Kissens 22 abhängig
ist. An einem der Schließbacken 23 ist ein Trennmesser 24 oder eine Trennsäge angebracht
zum
Abschneiden und dadurch erstmaligen Offnen des gefüllten Beutels 3 an der Stelle
4d des Schlauches 4. Dies Öffnen kann nur geschehen bei geschlossenem Verschluß.
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Um eine Bakterienbesiedlung am Schlauchende zu verhindern, soll der
Schlauch unmittelbar an den Schließkeilen enden, was durch die Lage des Trenmmersers
24 gesichert wird.
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Da die Schlauchwandung vorzugsweise aus dünnem Folienmaterial besteht,
besitzt der Schlauch selbst keine ausreichende rückbildende Elastizitätsspannung.
Er soll daher mit den Schließbacken unmittelbar verbunden werden, die ihn dadurch
bei eigener Öffnung zwangläufig mit öffnen. Der Schlauch 4' kann zu diesem Zweck
entlang zwei einander gegenüberliegender Streifen 4" mit einer Noppenbeschichtung
versehen werden, derer. Gegenstüch 2 sich auf dem Kissen 22 und den anschließenden
Schließbacken-Punkt 25' vor dem armen 20, 21 etwa bis zum/Zangendrehpunkt 25 befindet.
Die den Schlauch 4, 4' umfassenden, mit entsprechendem Halbrundprofil ausgebildeten
beutelseitigen Zangenarnie 26,- 27 dienen als Handgriffe, die z.B. aurch wei gespreizte
oder eine im Dogen um den Schlauch herum geführte Schraubenfede 28 im Ruhezustand
espreizt und dadurch die flachen Schließbacken 20, 21 zusammengepreßt werden.
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Der Außenbeutel 1 ist wie oben beschrieben für mehrmaligen Gebrauch
bestimmt. Der Innenbeutel 3 ist dagegen als Wegwerfpackung für einmaligen Gebrauch
gedacht, zumal er während eines Süllvorganges und Entleerungsvorganges eine mehrmalige
Verkürzung seines Füllachlauches erfährt.
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Wie geschildert, werden fast ohne technischen Aufwand durch einfaches
Füllen zwei getrennte Folien (3, 8) zu einer vakuumdichten-Verbundfolle zusammengefügt,
die auch bei völligem Nachlassen des Innendruckes bzw. bei Teilentnahme des Inhaltes
erhalten bleibt.
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Die beiden laigenschaften, höchste Flexibilität der außerordentlich
dünnen Folie des Innenbeutels 3 und die Formstabilität, Druck, Schlag- und Stoßfestigkeit
des relativ dicken Materials der Außenhülle 1 mit dem Schaumstoff und dem darin
eingeschlossenen Luftpolster werden dabei vereinigt. Durch die Vakuumdichtheit schmiegt
sich der Behälter bei Entleerung nach unten stets genau dem Inhalt 2 an.
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Die Herstellungskosten für einen eine Flasche ersetzenden Innenbeutel
3 betragen nur Bruchteile (1/100 bis 1/1000) der bisher üblichen Glasflaschenkosten.
Der Aufwand für die Flaschenreinigung entfällt. Die bakteriologische und chemische
Wirkung der in Glasflaschen zum Druckausgleich nötigen Restluft auf das Süllgut
braucht nicht berücksichtigt zu werden, da bei der Füllung keinerlei Gas vorhanden
ist und bei Lagerung und selbst bei Entnahme der Flüssigkeit, wenn die Öffnung nach
unten gerichtet wird, nicht eindringen kann. Beim Füllen unter Druck tritt auch
die bisher problematische Schaumbildung nicht auf.
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Das neue System ermöglicht damit, daß erstmalig luft- und bakterienemptindliche
Flüssigkeiten, wie Obst- und Fruchtsäfte, Mineralwässer oder Gärprodukte, wie Obst-,
Beeren- und iraubenweine unter absolut sterilen Bedingungen gefüllt, gelagert, transportiert
und beim Anbruch des Inhalts in beliebigen Intervallen entnommen werden können,
ohne daß sich das eingefüllte Erzeugnis verändert, d.h. irgendwelche Qualitätsverluste
erleidet oder gar verdirbt.
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Durch das neue System werden in außerordentlicher Weise Kosten eingespart.
Diese Einsparung bezieht sich sowohl auf die Lagerungs- als auch auf die Transportkosten.
Das Emballagenlagervolumen beträgt nur noch winzige Bruchteile der bisher üblichen
stabilen Flüssigkeitsverpackung. Ausgehend z.B. von einer 10 1 Einheit erfordert
die Füllkapazität von einer Million Halbliterflaschen für die neuen Innenbeutel
nur einen Platzbedarf von ca. 2 Kubikmeter Lagerraum, so daß etwa der Kellermeister
einer Großkelterei nur einen Platz für die Verpackung im Maß von 1/6000 bis 1/8000
des bisherigen Bedarfs bereitzustellen hat.
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Der Außenbeutel, der etwa mit Flaschensteigen verglichen werden kann,
erfordert nur 1/40 bis 1/30 des hierfür bisher benötigten Lagerraumes.
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Sehr einschneidend wirken sich die Ersparnisse auch an Transportkosten
aus. Als Beispiel dient wieder eine 10 1 Einheit. Das Emballagegewicht je Liter
Flüssigkeit beträgt hier etwa 50 g.
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Beim Glasflaschentransport beträgt dieses rund 1 kg, also das 20-fache.
Im Leih-Flaschenverfahren muß bei 10 1 Flüssigkeit ein Leergutgewicht von 20 kg
zurücktransportiert werden. Das Lager-und Transportvolumen der erfindungsgemäß gefüllten
Einheit beträgt dagegen nur 1/4 des Flaschenst eigen systems, woraus sich eine 4-fache
Ausnutzung bestehender Lager- und Dransportkapazitäten ergibt. Das neue System ist
auch die umweltfreundlichste aller bisher bekannten Flüssigkeitsverpackungen. Spül-
und Desinfektionsmittelrückstände fallen nicht an. Beim 10 1 System beträgt das
Gewicht des Wegwerfinnenbeutels etwa 1 g Je Litereinheit. Die Wegwerfbeutel werden
nicht vom Verbraucher, sondern vom Abfüller entnommen und können dann als homogenes
Material, beispielsweise in Makadamanlagen, dem Asphalt beigemengt und im Straßenbau
verwendet werden. Somit ist eine sehr umweltfreundliche und zudem praktisch kostenunschädliche
oder gar noch gewinnbringende Beseitigung ermöglicht. Die Erfindung ist auch für
andere Zwecke verwendbar, z.B0 im Wasserverkehr als beutelartiger billiger und hochfester
Schleppkahn für Benzin, Schweröl usw.