DE3538810A1

DE3538810A1 - Papierbehaelter fuer fluessigkeit, der im oberen raum mit gas abgeschlossen ist sowie ein verfahren und eine vorrichtung zum einblasen des gases

Info

Publication number: DE3538810A1
Application number: DE19853538810
Authority: DE
Inventors: Youichi Nishiguchi; Kazuo Tokio/Tokyo Sasaki
Original assignee: Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1986-05-22
Also published as: US4805768A; FR2572708B1; DE3538810C2; FR2572708A1; US4869047A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Papierbehälter für Flüssigkeit und betrifft insbesondere einen Papierbehälter für Flüssigkeit, der durch Gas in einem oberen Raum des Behälters nach dem Einfüllen der Flüssigkeit verschlossen wird, sowie ein Verfahren zum Einblasen des Gases in den Behälter und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Papierbehälter für Flüssigkeit wird gewöhnlieh verschlossen, um ein Eindringen von Bakterien oder Luft zu verhindern, um die Lebensdauer des Inhalts ebenso wie bei einem Behälter, wie z.B. einer Dose oder einer Flasche, zu verlängern.

Insbesondere findet bei Säften, Milch oder Kaffee durch den Sauerstoff der Luft eine Oxidation statt, wodurch der Geschmack oder die Farbe merklich verändert wird, und der Inhalt des Behälters durch die Bakterien in der Luft verschlechtert wird, wodurch derartige Waren innerhalb kurzer Zeit verderben.

Bei Papierbehältern wird daher die Flüssigkeit von der äußeren Atmosphäre durch Verpackungsmaterialien abgedichtet, die aus laminierter Aluminiumfolie oder einer Kunstharzfolie auf dem Papier bestehen, die eine geringe Gaspermeabilität haben. Weiter wird die in einem Behälter eingefüllte Flüssigkeit zum Sterilisieren erhitzt und dann abgekühlt, um ein Verderben zu verhindern.

Unmittelbar nachdem, die Flüssigkeit auf 60 bis 95° C erhitzt wurde, wird die Flüssigkeit eingefüllt und dann in dem sterilisierten Behälter verschlossen, um zu verhindern, daß Bakterien in den Behälter gelangen, was üblicherweise als das Heißfüllverfahren bezeichnet wird. Entsprechend diesem Verfahren wird die Luft im oberen Raum durch den Dampf der Flüssigkeit evakuiert, woraufhin dann der Behälter verschlossen wird. Der Einfluß der Luft auf den Inhalt des Behälters kann auf diese Weise bis zu einem gewissen Grad ausgeschaltet werden, jedoch kann eine gewisse Veränderung der Qualität der eingefüllten Flüssigkeit infolge der Wärmebehandlung nicht verhindert werden.

Um den Einfluß der Luft in den oberen Raum, des Behälters auszuschalten, wird die Luft im oberen Raum durch Kohlendioxid oder Stickstoff ersetzt, wenn der Behälter mit einem festen Inhalt gefüllt wird. Wenn jedoch Kohlendioxid bei einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter verwendet wird, wird das Gas in der Flüssigkeit aufgelöst, und hat somit möglicherweise einen Einfluß auf den Geschmack des Lebensmittels. Somit kann dieses Verfahren praktisch nicht durchgeführt werden. Wenn Stickstoff bei einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter verwendet wird, wird das Gas schnell aufgelöst, wodurch sich die Farbe und der Geschmack des Lebensmittels ändert.

Wenn ein Papierbehälter mit Stickstoff gefüllt werden soll, ist es natürlich erforderlich, die Gasspülung zu überwachen, festzustellen,ob Nadellöcher in dem Behälter vorhanden sind, und das geeignete Verschließen des Behälters vor der Auslieferung des Behälters zu überwachen. Es gibt Verfahren zur Überwachung derartiger Behälter, indem man Gas von dem Produkt abzieht und analysiert und ein Verfahren, bei dem man Flüssigkeit durch die Öffnung des Behälters abzieht und untersucht. Bei diesen Verfahren kann der untersuchte Behälter jedoch nicht in den Handel gebracht werden und die Untersuchung ist sehr zeitaufwendig und praktisch somit nicht durchführbar. Es gibt somit keine andere Möglichkeit, als eine probenweise Untersuchung, die die notwendige Zuverlässigkeit aufweist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Papierbehälter für Flüssigkeiten zu schaffen, der vollständig durch das bloße Auge untersucht werden kann.

Diese Aufgabe wird aufgrund der Erkenntnis gelöst, daß ein Papierbehälter durch eine geringe Druckminderung infolge der Auflösung von Kohlendioxid in der im Behälter befindlichen Flüssigkeit verformt wird und sich die Verformung als eine Einbauchung an der Oberseite der Behälterwand des Behälters zeigt.

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Mit der Erfindung wird ein Papierbehälter für Flüssigkeit geschaffen, der einen oberen Luftspalt zur Abdichtung von Kohlendioxid allein oder Kohlendioxid oder Inertgas aufweist. Eine Einbauchung an dem Behälter durch eine kleine Druckminderung in dem Behälter wird dann erzeugt, wenn das Kohlendioxid sich in der Flüssigkeit löst und die Einbauchung wird als Bewertungsmaßstab für den Gasaustausch, das Vorhandensein von Nadellöchern in dem Behälter und der geeigneten Abdichtung des Behälters verwendet.

Das Mischungsverhältnis zwischen dem Stickstoff und dem Kohlendioxid wird durch das Betrachten der Festigkeit des Materials des Papierbehälters, der Form und Größe des Behälters und des Volumens im oberen Teil des Behälters bestimmt. In jedem Fall ist es erforderlich, das Kohlendioxid zu verschließen, um eine Einbauchung an der Oberseite der Wand des Papierbehälters durch eine Druckminderung infolge der Lösung des Kohlendioxidgases in dem Behälterinhalt zu beobachten.

Bei Papierbehältern für unterschiedliche auf dem Markt befindliche Flüssigkeiten ist ungefähr 30 % Kohlendioxid vom Volumen des oberen Raums des Behälters ausreichend, um eine Druckminderung zu bewirken, und ein Verhältnis von 1:1 von Stickstoff zu Kohlendioxid ist bei normalen Papierbehältern ausreichend, bei denen eine Einbauchung nur schwierig erzeugt werdenkann, um

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eine Einbauchung zu erzeugen. Das im Behälterinhalt gelöste Kohlendioxid hat normalerweise keinen Einfluß auf den Geschmack, sondern vielmehr einen vorteilhaften Einfluß. Im Fall von großen Behältern mit einem Volumen von einem Liter kann man eine Einbauchung beobachten, nur wenn 100 % Kohlendioxid eingeblasen wird. Bei kleinen Behältern mit einem Volumen von 500 ml oder weniger kann der Papierbehälter unnormal durch eine Anzahl von Einbauchungen verformt werden. Insofern ist das Mischungsverhältnis von Kohlendioxid wichtig, und es sollte an der unteren Grenze des Erforderlichen liegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Papierbehälters für Flüssigkeit, der mit einer Gasmischung gefüllt ist;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Papierbehälters für Flüssigkeit in dem Fall, in dem 100 % Inertgas oder überhaupt kein Gas eingeblasen wurde;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines ungeeignet ausgebauchten Behälters;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Gasspülstation;

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Figur 5 ein mittlerer Längsschnitt des Papierbehälters zur Darstellung des Einblasens des Gases an der Gasspülstation;

Figur 6 eine Aufsicht auf die Station;

Figur 7 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Inertgasausfließgeschwindigkeit und dem Spulverhältnis;

Figur 8 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Gasspülstation;

Figur 9 ein mittlerer Längsschnitt des Papierbehälters zur Darstellung des Gaseinblaszustandes an der ersten Gasspülstation;

Figur 10 eine Aufsicht der ersten Gasspülstation;

Figur 11 einen mittleren Längsschnitt der zweiten Gasspülstation zur Darstellung des Einblasens des Inertgases; und

Figur 12 eine Aufsicht auf die zweite Gasspülstation.

Ausführungsformen von Papierbehältern für Flüssigkeit, die eine erfindungsgemäße Konstruktion aufweisen, sollen im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.

Die Erfindung kann bei Papierbehältern mit einem Inhalt von 80 ml, L30m· 200 ml, 250 ml,

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500 ml, 1000 ml und 2000 ml oder größer angewendet werden. Figur 1 bis 3 zeigen Papierbehölter mit einer gegabelten Oberseite mit einem Volumen von 1000 ml, die auf dem Markt für die verschiedensten Produkte verwendet werden. Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Papierbehälters, der als ein guter Behälter ausgewählt wurde. Eine Einbauchung 2 ist im oberen Abschnitt der Wand des Papierbehälters 1 und eine Ausbauchung 3 am unteren Abschnitt des Behälters 1 ausgebildet. Figur 2 zeigt einen Papierbehälter in dem Fall, daß 100 % Stickstoff eingeblasen wurden, wobei eine Ausbauchung 3 am unteren Abschnitt ausgebildet wird, jedoch am oberen Abschnitt keine Einbauchung beobachtet wird. Ein üblicher Papierbehälter, bei dem das Gas nicht eingeblasen wurde, sieht ähnlich aus. Figur 3 ist ein Papierbehälter, der als ein fehlerhafter Behälter anzusehen ist. Eine Ausbauchung 3 aufgrund einer Verschlechterung der Qualität des Inhaltes ist über den gesamten Behälter zu beobachten.

Erfindungsgemäß wird Stickstoff und Kohlendioxid in einem vermischten Zustand eingeblasen. Es können jedoch vorzugsweise getrennte Düsen für die entsprechenden Gase vom Standpunkt der Bedienung und Vereinfachung verwendet werden.

Kohlendioxid wird mit Stickstoff gemischt und ein Teil des Kohlendioxids in der Flüssigkeit gelöst, mit dem Ergebnies, daß sich das Volumen des

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oberen Raums vermindert. Der Einfluß der Verminderung des Volumens auf das Profil des Papierbehälters kann nicht allgemein infolge der Unterschiede der Arten der Papierbehälter, der Arten der Flüssigkeit, der Füllbedingungen und der Konservierungsbedingungen festgelegt werden. Beispielsweise kann in einem Papierbehälter für Milch mit 1000 ml Inhalt eine Einbauchung von 2 bis 3 mm an einer Höhe von ungefähr 1/4 der Oberseite des Behälters als Mittelpunkt ausgebildet werden.

Wenn eine ungeeignete Abdichtung oder Nadellöcher vorhanden sind, oder eine Gasspülung nicht vorgenommen wurde, wird diese Ausbauchung durch eine Verschlechterung der Qualität durch das Eindringen von Bakterien von außen, durch einströmende Luft (Sauerstoff) oder durch andere Fremdmaterialien nach einer bestimmten Zeitdauer nach dem Verschließen des Behälters aufgehoben, und es zeigt sich eine Ausbauchung von 5 bis 8 mm. Das heißt, das Vorhandensein der Einbauchung am Behälterkörper kann auf einfache Weise festgestellt werden, wodurch man beurteilen kann, ob der Behälter intakt oder defekt ist.

Beispiele von Papierbehältern für Flüssigkeiten sollen im folgenden im einzelnen beschrieben werden.

Beispiel 1

Es wurden 160 Papierbehälter mit gabelförmiger Oberseite mit einem Volumen von 1000 ml, die

unten verschlossen waren, mit 1 1 Wasser mit einer Temperatur mit 200° C gefüllt. Dann wurde die Luft in ihren Kopfräumen nur durch Kohlendioxid und durch Stickstoff allein oder durch Gasmischungen mit verschiedenen Verhältnissen von jeweils 20 Behältern gespült und die Behälter an den Oberseiten verschlossen. Nachdem dann in die entsprechenden Behälter destilliertes Wasser gefüllt wurde, wurden 20 Behälter ohne Gasspülung an den Oberseiten verschlossen bzw. nicht verschlossen und wurden in die Gruppen I und II aufgeteilt. Nach einer Lagerung der Behälter bei Raumtemperatur über 2 Monate wurde das Volumen der Kopfräume gemessen und ein Säuretest bei jeweils 10 Proben durchgeführt.

Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Die Kopfräume der Papierbehälter, bei denen 100 % Stickstoff ersetzt wurde, zeigten Ausbauchungen an den unteren Abschnitten der Behälter, wie in Figur 1 dargestellt, hielten jedoch im horizontalen Schnitt eine nahezu quadratische Form. Die Gruppen I und II zeigten ähnliche Zustände und hatten das gleiche Volumen wie normale Papierbehälter, die ohne Gasspülung verschlossen wurden.

Wenn Kohlendioxid und Stickstoff in einem volumetrischen Verhältnis von 70:30 oder höher ver-

mischt wurden, verminderte sich das Volumen

des Kopfraums und eine Einbauchung des oberen Abschnitts des Behälters, wie in Figur 1 dargestellt, konnte deutlich mit bloßem Auge beobachtet werden.

Ein Säuregeschmack konnte bei den Behältern der Gruppe I bei volumetrischen Mischungsverhältnissen von Stickstoff und Kohlendioxid von
90:10 bis 50:50 nicht festgestellt werden, wenn das Verhältnis jedoch 20:80 überschritt, wurde ein Säuregeschmack festgestellt.

Beispiel 2

Es wurden die gleichen Papierbehälter wie bei dem Beispiel I mit 100 %igem Orangensaft (mit einem Gehalt von 40 mg% Vitamin C), der durch UHT sterilisiert wurde, und dann auf 10° C
gekühlt wurde, gefüllt, wobei 160 Behälter
mit 1 1 Saft gefüllt wurden, dann Stickstoff
und Kohlendioxid allein oder Mischungen davon mit verschiedenen Mischungsverhältnissen eingeblasen wurden, und die Behälter an ihren
Oberseiten verschlossen wurden. Es wurden jeweils 20 Behälter mit einer Gasspülung (Gruppe III) und 20 Behälter ohne Gasspülung und

ohne UHT-Sterilisation (Gruppe IV) ausgebildet.

Die gefüllten Behälter wurden dann in zwei Zehner gruppen unterteilt, wobei die erste Zehnergruppe

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10 Minuten stand und dann die Volumen der Kopfräume und der Einbauchungen (maximale Einbauchung) an den oberen Abschnitten der Behälter und die Ausbauchungen gemessen wurden, und die Mittelwerte festgestellt wurden. Bei der zweiten Zehnergruppe wurde eine Standzeit von 3 Monaten bei 25° C vorgesehen, wobei der Vitamin C-Gehalt monatlich gemessen wurde. In den 1000 ml-Behältern wurde eine maximale Einbauchung bei einer Höhe von etwa 1/4 von der Oberseite des Quadrats mit Ausnahme des gegabelten Abschnitts beobachtet. Die maximalen Einbauchungen wurden tatsächlich 50 mm von der Höhe gemessen, und die maximalen Ausbauchungen wurden tatsächlich bei 50 mm vom Boden gemessen. Die Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 dargestellt.

Wie man aus Tabelle 2 sieht, zeigen die Volumina der Kopfräume der Papierbehälter der ersten Gruppe im wesentlichen den gleichen Wert wie jene der mit Wasser gefüllten Behälter in Tabelle Die Behälter der Gruppe IV, die nicht sterilisiert waren, waren verdorben, und die oberen und unteren Abschnitte der Behälter waren beide ausgebaucht und konnten leicht von den anderen sterilisierten Behältern mit bloßem Auge unterschieden werden.

Bei den Papierbehältern mit flüssigen Lebensmitteln, die mit Gasmischungen gefüllt waren, wobei das Verhältnis von Stickstoff zu Kohlendioxid 70:30

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bis 50:50 betrug und die Luft herausgespült wurde, konnten leicht durch ihr äußeres Aussehen durch den ungleichförmigen Zustand des oberen Abschnittes des Behälters und dem Vorhandensein der Gasspülung festgestellt werden.

Der Vitamin C-Gehalt zeigte sich unmittelbar nach dem Befüllen mit 40 mg% und verminderte sich ein wenig nach 1 Monat auf 3 5 mg%, woraufhin jedoch dann die Verminderung sogar nach 3 Monaten sich nur noch bis auf lediglich 30 bis 33 mg% zeigte. Bei der Gruppe III verminderte sich der Vitamin C-Gehalt aufgrund des Alterns und infolge der Oxidation nach 3 Monaten um etwa die Hälfte verglichen mit dem Gehalt beim Befüllen.

Tabelle 1: Versuchsergebnisse für Papierbehälter gefüllt mit destilliertem Wasser

volu- Grup- Grup-

metri- pe I pe II

sches 100:0 90:10 80:20 70:30 50:50 30:70 20:80 0:100 Mischungs- nicht nicht

verhält- gesp. gesp.

nis (ob. (ob.

N-:CO- Ver- Ver

schluß) schluß)

Kopfraum 50 (ml)	47	43	38	28 18	15 3	5=	50
Vorhanden- nein sein von Säuregeschmack	nein	nein	nein	nein -	ja ja	nein	nein

In der Gruppe I wurden 10 Proben erkannt, wobei "ja" bedeutet, daß 5 oder mehr erkannt wurden, und "nein" bedeutet, daß alle 10 nicht erkannt

wurden, und " -" bedeutet, daß weder "ja" noch "nein" zutrifft.

Tabelle 2: Versuchsergebnisse (1) von mit Orangensaft gefüllten Papierbehältern

VDlumetri- Gruppe Gruppe

sches 100:0 90:10 80:20 70:30 50:50 30:70 20:80 0:100 HE IV

Mischungsverhältnis-

Kopfraum 50 47 44 43 35 21 18 3 50

Max. Tiefe (ausgebaucht)

d. Ein- 0 0.1 0.3 0.5 1 1 1.5 2.5 0 bauchung (mm)

Max. Größe

d. Aus- 3 2.2 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2-5 3 bauchung

Tabelle 3: Versuchsergebnisse (2) mit Orangensaft gefüllten Papierbehältern

volumetri-

sches 100:0 90:10 80:20 70:30 50:50 30:70 20:80 0:100 Gruppe III

Mischungsverhältin

Nach d.

• Julien 40 40 40 40 40 40 40 40

a Sn. 1 Mon 35 35 35 35 35 35 35 35

Β jn.2 MOn 35 33 32 33 33 34 32 34

ω ·πη.3 Mon 33 32 30 33 33 32 31 33

-vf-

. η.

Bei dem Papierbehälter, bei dem eine Gasspülung im Kopfraum mit einer Gasmischung gemäß der Erfindung stattgefunden hat, können ein ungeeigneter Verschluß, und Nadellöcher ausgeschaltet werden, und wenn die Gasspülung abgeschlossen ist, wird eine kleine Einbauchung im oberen Abschnitt des Behälters ausgebildet, um ein Merkmal für ein ordnungsgemäßes Produkt darzustellen. Wenn der Verschluß fehlerhaft ist, und Nadellöcher vorhanden sind, kann eine Ausbauchung des Behälters festgestellt werden, und eine ungenügende Gasspülung wird durch das Nichtvorhandensein der Einbauchung im oberen Teil des Behälters festgestellt.

Da mit der Erfindung die Eigenschaften des Papierbehälters aktiviert werden, kann eine Probennehmung ausgeschaltet werden, und eine untersuchung der Behälter durch das bloße Auge durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Aussortieren der Papierbehälter wirksam und auf einfache Weise durchgeführt werden.

Im folgenden soll ein Verfahren zum Einblasen des Gases in den Papierbehälter beschrieben werden, um zu verhindern, daß der Inhalt oxidiert, und es wird weiter eine Vorrichtung zum Einblasen des gleichen Gases im einzelnen beschrieben.

Bei dem Einblasen eines inerten Abdichtgases in den Kopfraum einer Metalldose,einer Glasflasche oder einem Plastikbehälter werden Flüssigkeits-

tröpfchen des Inertgases in den Behälter eingebracht oder das Inertgas wird als Dampf durch eine Düse eingeblasen. Ein Verfahren zum Ausspülen des Gases in einem Papierbehälter mit einem Kopfraum für Flüssigkeiten ist relativ neu. Beispielsweise wird in der japanischen Offenlegungsschrift 73521/83 und in der japanischen Offenlegungsschrift 216526/83 ein Verfahren zum Einblasen eines Gases durch eine transparente Membran beschrieben, damit das Gas eingeblasen wird und nicht unter die Flüssigkeit gelangt, oder durch Abdichten mittels einer mittleren Abdeckung und dann durch Umkehren eines Behälters beschrieben.

Diese Verfahren benötigen besondere Übertragungsmembrane, eine große Gasblaseinrichtung und können nicht das Spülen des Gases in einer Füllmaschine durchführen, wobei lediglich die normal verwendete Maschine ein wenig verändert werden muß. Bei dem üblichen Verfahren, bei dem Flüssigkeitströpfchen des Inertgases eingebracht werden, bewirkt der Innendruck des Flüssigkeitsbehälters nach dem Verschließen eine übermäßige Druckerhöhung aufgrund der Verdampfung der Flüssigkeitströpfchen, wodurch der Papierbehälter beschädigt werden kann, so daß dieses Verfahren keine praktische Anwendung gestattet.

Der Geschmack und der Geruch der Bestandteile des Inhalts des Behälters, wie z.B. Saft, werden aufgrund von Oxidation verändert, wenn Sauerstoff nach

dem Verschließen des Behälters in dem Behälter verbleibt. Das übliche Verfahren zur Gasspülung, um eine Oxidation des Inhaltes des Behälters zu verhindern, weist die oben erwähnten Nachteile auf.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters geschaffen, der aus einer Papierlage mit einer Harzbeschichtung oder einer Aluminiumfolie oder einer Papierlage mit einer Polyäthylenbeschichtung besteht, wobei die oben erwähnten Nachteile behoben sind, und das Gasspülen durch einfaches Hinzufügen einer einfachen Einheit an eine Abfüllmaschine durchgeführt werden kann, wobei der Geschmack, der Geruch und die Bestandteile des Inhalts des Behälters 4 Monate lang oder länger aufrechterhalten werden.

Es wird ein Verfahren zum Füllen und Verschließen eines Behälters für Flüssigkeit geschaffen, wobei der Behälter mit einem oberen Raum an der Füllmaschine ausgebildet wird, indem man eine Flüssigkeit in den Behälter füllt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß darauffolgend die im oberen Raum befindliche Luft durch Einblasen von Inertgas unmittelbar vor dem Verschließen des oberen Teils des Behälters ausgespült wird. Zur Durchführung des Verfahrens ist weiter eine Vorrichtung zum Einblasen von Inertgas in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter vorgesehen, die eine Gasspülstation zwischen der Füllstation und der Schließ-

station der Füllvorrichtung, eine höhenmäßig bewegbare Einblasdüse, die unmittelbar vor der Schließstation an der Gasspülstation höher als die obere Kante des mit Flüssigkeit gefüllten Behälters mit einem solchen Abstand angeordnet ist, daß durch das Einblasen kein Verspritzen der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsoberfläche auftritt, aufweist.

Die"Spülvorrichtung ist an der Abfüllmaschine an einer Stelle angeordnet, an der die oberen Verschlußlaschen der Schließvorrichtung zugeführt werden, wobei sie sich jedoch vor der Einrichtung zum Erwärmen und Verschließen der oberen Laschen befindet, wobei an dieser Stelle eine oder zwei Spülstationen angeordnet sind., Es ist eine Einblasdüse mit einer Öffnung geeigneter Größe vorgesehen, wobei die Einblasöffnung gegen die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Behälter bewegt wird. Dann wird Inertgas mit einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit eingeblasen, um die Gasspülung durchzuführen, woraufhin dann unmittelbar danach das Verschließen der oberen Laschen durchgeführt wird, um den flüssigkeitsgefüllten Behälter vollständig zu verschließen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist es nicht notwendig, eine teuere Inertgasspülvorrichtung an der Füllvorrichtung vorzusehen, da die Spülstation an den Raum vor der Schließstation vor-

gesehen sein kann, so daß die Gasspülung durchgeführt werden kann, um eine Oxidation und eine Verschlechterung des Geschmacks oder des Geruchs des Inhalts des Behälters, um eine Haltbarkeit von 4 Monaten oder langer zu gewährleisten, durchgeführt werden kann.

In den Figuren 4 bis 6 ist eine erste Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung beschrieben. Wie in Figur 4 dargestellt, bewegen sich die mit Flüssigkeit gefüllten Papierbehälter 1 auf der Abfüllmaschine, wobei ihre oberen Laschen 13 mit Führungsschinen 12 in Berührung stehen. Zur Verschließstation auf einem Förderer 17 in Richtung eines Pfeils A.

Die Führungsschinen 12, 12 sind an beiden Seiten in Bewegungsrichtung des Papierbehälters 1 vorgesehen, wobei ihr Abstand ein wenig größer als die Breite des Behälters an der ■ Füllstationseite (linke Seite in Figur 4) ist, dann im wesentlichen parallel gleich der Breite des Behälters 1 ist, und sich dann allmählich verringert, wobei sich die Lasche 13 an beiden Seiten des Behälters 1 bis zur Verschließstation (rechte Seite in Figur 4) annähern.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Raum, in dem die Führungsschinen 12, parallel verlaufen und einen Abstand entsprechend der Breite des Behälters haben, für die Spülstati-

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on 18 für den Spülvorgang verwendet.

An der Station 18 befindet sich eine Gaseinblasdüse vertikal über dem Behälter 1. Die Düse 14 ist mit einer Öffnung von relativ großem Durchmesser versehen, so daß sich eine verminderte Ausströmgeschwindigkeit des Inertgases ergibt und ist höhenmäßig zwischen einer oberen Stellung, die höher als die obere Kante des Behälters 1 ist und einer unteren Stellung bewegbar, wobei die untere Stellung ein Verspritzen der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsoberfläche in den Behälter ausschließt, wenn das Inertgas von der Düse in den Behälter - strömt, wie dies in Figur 5 dargestellt ist.

Wenn die Düse 14 zur unteren Stellung bewegt wird, wird das Inertgas mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit aus der Düse 14 für eine bestimmte Zeitdauer (einige Sekunden) eingeblasen. Die oben erwähnte untere Stellung und die Inertgasströmungsgeschwindigkeit werden so eingestellt, daß kein Verspritzen von Flüssigkeit von der Oberfläche 16 der Flüssigkeit stattfindet, wobei der Durchmesser der Düsenöffnung relativ groß ist, jedoch nicht mit dem Behälter 1 in Berührung komnmt, d. h., die Öffnungsfläche der Düse 14 beträgt etwa 30 % der Öffnungsfläche des Behälters 1.

Figur 5 und 6 zeigen den Gasspülzustand.

Das aus der Düse 14 ausströmende Inertgas wird in die Nähe der Flüssigkeitsoberfläche 16 bewegt und dann in den Behälter 1 verteilt, wie dies.' durch den Gasstrom 15 dargestellt ist. Das Inertgas strömt gegen die Flüssigkeitsoberfläche 16, und wird dann an der Innenwand des Behälters verteilt, wobei es sich wolkenförmig mit einer bestimmten Dicke nach oben in Richtung der Verschlußlaschen 13 bewegt. Die Geschwindigkeit des sich nach oben bewegenden Inertgas wird u. a. vom Dichteverhältnis des Inertgases und der Luft, der Ausströmgeschwindigkeit und dem Kopfraum des Behälters an der Flüssigkeitsoberfläche 16 bestimmt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers 17, der die darauf angeordneten Behälter 1 bewegt, kann infolge des zusätzlichen Gasspülverfahrens nicht verändert werden, da das Abfüllen und das Verschließen bereits vorher festgelegt wurden.

Das Gasspülen kann in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden, wenn die Ausströmgeschwindigkeit des Gases schneller als die Geschwindigkeit des Förderers ist. Wie in Figur 4 dargestellt, ist der nach der Gasspülstation an der Verschlußstationseite angeordnete Behälter 1 (rechte Seite inFigur 4) während einer kurzen Zeitdauer geöffnet, wobei die Verschlußlaschen

allmählich verschlossen werden, so daß Luft nach dem Spülen des Behälters 1 eindringen kann.

Um dies zu verhindern, wird ein wenig mehr Inertgas in den Kopfraum des Behälters 1 eingeblasen, so daß eine kleine Menge Inertgas beim Verschließen der Laschen 13 ausströmt, wenn sich der Behälter 1 an der mittleren rechten Seite in Figur 4 bewegt, und die Verschlußlaschen 13 werden thermoversiegelt, so daß das eingefüllte Inertgas im wesentlichen im Kopfraum verbleibt und damit den Behälter verschließt. Es wurden versuchsweise die Ausströmgeschwindigkeit des Inertgases und das Spülverhältnis der Luft im Kopfraum gemessen, wobei die Ausströmgeschwindigkeit verändert wurde, wodurch man das in Figur 7 wiedergegebene Diagramm erhielt. Es wurde festgestellt, daß, wenn die Ausströmgeschwindigkeit des Inertgases zunimmt, das Spülverhältnis zunimmt, daß jedoch, wenn die Auströmgeschwindigkeit übermäßig zunimmt, das Spülverhältnis umgekehrt abnimmt. Um einen Verlust von Inertgas zu vermeiden und ein vollständiges Spülen des Gases zu erhalten, müssen die optimalen Werte der Größe des Kopfraumes des Behälters 1, der Größe des inneren Durchmessers der Düse 14, die Einblasmenge des Inertgases, die Einblaszeit und die Ausströmgeschwindigkeit versuchsmäßig bestimmt werden.

In den Figuren 8 bis 12 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der Spülschritt in der gleichen Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform an der Gasspülstation 18 durchgeführt, die sich zwischen der Füllstation und der Verschließstation befindet, jedoch ist die Spülstation in eine erste Gasspülstation 18 a in der Nähe der Füllstation auf der linken Seite in Figur 8 und eine zweite Spülstation 18 B in der Nähe der Verschließstation auf der rechten Seite in Figur 8 unterteilt, so daß das Gasspülen in einem ersten Spülschritt an der ersten Spülstation 18 A und in einem zweiten Spülschritt an der zweiten Spülstation 18 B durchgeführt wird.

Die erste Station 18 A ist nach der Füllstation angeordnet und eine erste Einblasdüse 14 A mit einem großen Durchmesser ist höhenmäßig bewegbar über der Öffnung des Behälters 1 auf dem Förderer 17 angeordnet.

Die zweite Spülstation 18 B ist nach der ersten Spülstation 18 A in dem Bereich angeordnet, in dem die Behälteröffnung sich verringert und eine zweite Einblasdüse 14 B mit kleinerem Durchmesser ist über dem Behälter bewegbar angeordnet.

Der Behälter 1 wird auf dem Förderer 17 von der Füllstation zur ersten Station 18 A gefördert,

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wie dies in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist. Dort wird Inertgas in den Kopfraum 15 A während einer kurzen Zeit durch die Düse 14 A eingeblasen, die gegen die Oberfläche 16 der Flüssigkeit bewegt wird, wodurch kein Inertgas aus dem Kopfraum nach außen fließt. In diesem Fall wird die Luft in dem Kopfraum nicht vollständig durch das Inertgas ausgespült. Der Behälter 1 wird dann durch den Förderer 17 zur zweiten Station 18 B gefördert und Inertgas wird mit einer relativ schnelleren Geschwindigkeit durch die zweite Düse 14 B (die einen kleineren Durchmesser aufweist)und in die schmalere Öffnung hineinbewegt wird, eingeblasen, wie dies in Figur 11 und 12 dargestellt ist. Der durch das erste Einblasen nicht gefüllte Raum, der, wie in den Figuren 11 und 12 verschmälert wird, wird hier mit Inertgas gefüllt, um einen Verlust des Inertgases zu vermindern, woraufhin dann das Verschließen des Behälters an der Verschließstation durchgeführt wird, wobei der Kopfraum vollständig mit Inertgas gespült wurde.

Der Grund der kleineren Düse 14 b liegt in der kleineren zur Verfügung stehenden Eintrittsfläche, da die beiden Laschen 13 sich schon fast in geschlossenem Zustand befinden, so daß die Düse ohne eine Beschädigung eingeführt werden kann.

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Gemäß der oben beschriebenen Erfindung benötigt das Verfahren und die Vorrichtung zum Einblasen des Inertgases keine Übertragungsmembran, noch braucht sie Einheiten zum Umkehren des Behälters und erreicht das Spülen mit dem Gas durch einfaches Verbessern der Gaseinblasdüse, wobei eine Gasspülstation zwischen dem Füllen und Verschließen bei einer gewöhnlichen Abfüllmaschine durchgeführt wird. Hierdurch verringern sich die Kosten der Gasspülmaschine, ohne daß eine Verminderung der Fördergeschwindigkeit und somit des gesamten Füll- und Verschließvorgangs notwendig ist.

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE ^ R ^ P 8 1 Π 0 0 0 O 0 I U PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN ■ DIPL.-INQ. W. LEHN D1PL.-INS. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DIPL.-ΙΝΘ. K. SORG DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE JUJO PAPER CO., LTD. 42886 Tokyo / Japan Papierbehälter für Flüssigkeit, der im oberen Raum mit Gas abgeschlossen ist sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einblasen des Gases Patentansprüche

1. Papierbehälter für Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen oberen Luftspalt zur Abdichtung von Kohlenmonoxid allein oder Kohlendioxid und Inertgas.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis von Kohlendioxid zu Inertgas in einem Bereich von 100:0 bis 30:70 liegt.

3. Verfahren zum Füllen und Verschließen eines Behälters für Flüssigkeit, wobei der Behälter mit einem oberen Raum der Füllmaschine ausgebildet wird, indem man eine Flüssigkeit in den Behälter füllt, dadurch gekennzeic h n e t, daß darauffolgend die im oberen Raum befindliche Luft durch Einblasen von Inertgas unmittelbar vor dem Verschließen des oberen Teils des Behälters (1) ausgespült wird.

ARASELLAi3TRASSS 4 · O-i'COQ MCNCHErJ 31 · TELEFON CO39} 311037 - TELEX 5-23619 CPATHE^ · TELEKOPIEREP. ~-1

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausspülen des Inertgases durch Annähern einer Einblasöffnung einer Gasdüse (14) an einer Stelle unmittelbar vor dem Verschließen des oberen Teils des Behälters (1) nach dem Befüllen bis zu einer Entfernung durchgeführt wird, die kein Verspritzen der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsoberfläche durch das Einblasen des Inertgases gewährleistet, daß das Gas mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit von der Einblasöffnung eingeblasen wird, und daß die Luft im oberen Raum ausgespült wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß das Einblasen des Inertgases in zwei Schritten durchgeführt wird, und zwar in einem ersten Schritt mit einer ersten Einblasdüse (14 A), bei der das Inertgas mit einer langsameren Geschwindigkeit an einer ersten Spülstation (18 A) eingeblasen wird, an der der Behälter (1) nach dem Füllen mit Flüssigkeit eine weite Öffnung aufweist, und dann in einem zweiten Schritt mit einer zweiten Einblasdüse (14 B), bei der das Inertgas mit einer größeren Geschwindigkeit an einer zweiten Spülstation (18 B) eingeblasen wird, an der der Behälter (1) eine kleinere Öffnung aufweist.

6. Vorrichtung zum Einblasen von Inertgas in einen mit Flüssigkeit befüllten Behälter, gekennzeichnet durch eine Gasspülstation (18) zwischen der Füllstation und der Schließstation der Füllvorrichtung, eine höhen-

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mäßig bewegbare Einblasdüse (14), die unmittelbar vor der Schließstation an der Gasspülstation (18) höher als die obere Kante des mit Flüssigkeit gefüllten Behälters mit einem selchen Abstand angeordnet ist, daß durch das Einblasen kein Verspritzen der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsoberfläche (16) auftritt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einblasdüse (14) eine erste Düse (14 A) für langsames Einblasen des Gases an einer ersten Gasspülstation (18 A) unmittelbar nach dem Einfüllen der Flüssigkeit, an der der Behälter eine weite Öffnung aufweist, und eine zweite Düse (14 B) für schnelleres Einblasen des Gases an einer zweiten Gasspülstation (18 B), an der der Behälter eine schmalere Öffnung aufweist, umfaßt.