DE4036421A1

DE4036421A1 - Packing plastics bottles with hot viscous fluids - involves drop of liq. gas to clear condensable vapours from dead space volume

Info

Publication number: DE4036421A1
Application number: DE19904036421
Authority: DE
Inventors: Olaf Babel; Klaus B Dr Harder; Winfried Beckmann
Original assignee: Air Products GmbH
Current assignee: Air Products GmbH
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1992-05-21

Abstract

When packing hot viscous fluids in a first stage the dead space volume of the bottle (6) is first flushed out with sterile air and then in a second stage a drop (5) of deep-cooled gas is dripped into the bottle before the capsulating process. The size of the drop of gas is measured so that the volume increase conditioned by the temp. rise corresponds exactly to the volume contraction of the fluid. USE/ADVANTAGE - The plastics bottle retains its shape during packing of hot viscous fluids.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formerhaltung von Kunststoff laschen bei der Verpackung von heißen, viskosen Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Nicht formstabile Flaschen neigen da zu, bei dem Verpackungsvorgang und danach sich unter Formveränderung zusammenzuziehen oder auszudehnen. Verantwortlich für diese Formver änderung ist neben dem Kunststoffmaterial selber das Totraumvolumen, welches sich von Fülltemperatur auf Umgebungstemperatur zusammenzieht sowie ggf. gelöste Gasblasen in der Flüssigkeit, die nach oben stei gen. Veränderungen der Form der Kunststofflasche beeinflussen den Absatz dieser Produkte. Insbesondere viskose, heiß verpackte Flüssig keitsprodukte können aus den genannten Gründen bisher nur einge schränkt in Kunststofflaschen verpackt und dem Kunden zum Verkauf an geboten werden.The invention relates to a method for maintaining the shape of plastic reload when packaging hot, viscous liquids the preamble of claim 1. Bottles that are not dimensionally stable tend to be there to, during the packaging process and then changing shape contract or expand. Responsible for this form In addition to the plastic material itself, the change is the dead space volume, which contracts from filling temperature to ambient temperature as well as any gas bubbles dissolved in the liquid that rise upwards Changes in the shape of the plastic bottle affect the Sales of these products. Especially viscous, hot packaged liquid For the reasons mentioned, speed products can only be used up to now restricts packed in plastic bottles and on sale to the customer be offered.

Es ist bekannt, daß bei Verkapselung der Kunststofflaschen nach dem Abkühlvorgang der heiß verpackten Flüssigkeitsprodukte das Problem be hoben ist. Bei der Verpackung von Lebensmitteln, Fetten und Ölen ist eine Reaktion mit Luftsauerstoff zu vermeiden und der Abkühlvorgang bei unverschlossener Flasche und eine anschließende Verkapselung schließt sich praktisch aus. Typische Flüssigprodukte können stark wasserhaltige flüssige Lebensmittel, Arzneisäfte und Emulsionen wie Fette, Mayonnaise, Babynahrung und Ketchup sein. Bei der Heißverpackung von stark wasserhaltigen Flüssigprodukten enthält der Totraum der Flasche den zur Temperatur entsprechenden Wasser-Partialdruck. Beim Abkühlvorgang tragen diese kondensierbaren Gasbestandteile er heblich zur Volumenkontraktion bei: It is known that when encapsulating the plastic bottles after the Cooling process of the hot packaged liquid products be the problem is raised. When packaging food, fats and oils to avoid a reaction with atmospheric oxygen and the cooling process with an unsealed bottle and a subsequent encapsulation practically excludes itself. Typical liquid products can be strong aqueous liquid foods, medicinal juices and emulsions such as Fats, mayonnaise, baby food and ketchup. With hot packaging dead water contains liquid products with a high water content the bottle the water partial pressure corresponding to the temperature. During the cooling process, they carry these condensable gas components significant to the volume contraction at:

Aufgrund des Abfüllvorganges treten geringfügige Schwankungen in der Füllmenge (+/- 5 p. m.) und der Temperatur (+/- 2°C) auf. Zusätzlich kann sich je nach Konsistenz des Flüssigkeitsproduktes eine konkrete Schaummenge bei dem Füllvorgang auf der Flüssigkeit absetzen. Bei Rührvorgängen zur Herstellung des Flüssigproduktes ist das die Flüssigkeit bedeckende Gas, typisch Luft, mit in die Flüssigkeit eingerührt worden. Je nach Viskosität des Flüssigproduktes steigen nun diese Gasblasen, die anteilig mit Gas und Flüssigkeit entsprechend dem Dampfdruck gefüllt sind, nach oben. Aus den genannten Gründen schwankt das Totraumvolumen und nach der Verkapselung der Kunststoffflasche damit deren Form.Due to the filling process, there are slight fluctuations in the Filling quantity (+/- 5 p. M.) And the temperature (+/- 2 ° C). In addition Depending on the consistency of the liquid product, a specific Put the amount of foam on the liquid during the filling process. At This is the stirring process for the production of the liquid product Liquid covering gas, typically air, in the liquid been stirred. Depending on the viscosity of the liquid product increase now these gas bubbles, which are proportionate with gas and liquid are filled according to the vapor pressure, upwards. From the reasons mentioned the dead space volume fluctuates and after Encapsulation of the plastic bottle with its shape.

Versuche zur Einbringung eines Flüssigkeitstropfens bestehend aus flüssigem Gas, welches verdampft, schlugen fehl, da die Verdampfungs zeit abhängig ist von der Oberflächenbeschaffenheit des Flüssigpro duktes, insbesondere von deren Schaumanteil. Aufgabe des Flüssigtro pfens sollte sein, in einer vorgegebenen Zeit bis zur Verkapselung der Flasche das Totraumvolumen frei von kondensierbaren Dämpfen zu spülen und durch tiefkaltes Gas zu verdrängen. Der Tropfen war in seiner Größe entsprechend groß gewählt.Attempts to introduce a drop of liquid consisting of liquid gas, which evaporates, failed because of the evaporation time depends on the surface properties of the liquid pro duct, especially of their foam content. Task of the liquid trough pfens should be in a given time until encapsulation the dead volume to the bottle free of condensable vapors rinse and displace with cryogenic gas. The drop was in chosen large according to its size.

Das vorgegebene Verfahren zur Formerhaltung von Kunststofflaschen zur Verpackung von heiß abgefüllten, viskosen Flüssigkeiten soll errei chen, daß Volumenkontraktionen durch kondensierbare Gase und Abkühlen des Totraumvolumens unter Formerhaltung der Flasche ausgeglichen wer den. Schwankungen in der Füllmenge und der Temperatur der Flüssigkeit sollen einen zu vernachlässigenden Einfluß auf die Formveränderung der Kunststofflasche ausüben.The specified procedure for maintaining the shape of plastic bottles Packaging of hot-filled, viscous liquids should achieve Chen that volume contractions through condensable gases and cooling of the dead space volume while maintaining the shape of the bottle the. Fluctuations in the filling quantity and the temperature of the liquid are said to have a negligible influence on the shape change the plastic bottle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Totraumvolumen frei von kondensierbaren Gasbestandteilen zu spülen und es so gegen tiefkaltes Gas auszutauschen, daß nach Verkapselung die Volumenzunahme bedingt durch die Erwärmung des Totraumvolumens genau der Volumenkontraktion durch Abkühlen des Flüssigproduktes entspricht.The invention has for its object to free the dead space volume to flush condensable gas components and so against cryogenic Exchanging gas that after encapsulation causes the increase in volume by heating the dead space volume exactly the volume contraction by cooling the liquid product.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Gas, z. B. Luft oder Stickstoff, vor der Verkapselung der Kunststofflasche in das Totraumvolumen der noch nicht verkapselten Flasche eingeblasen wird und die dort zur Kondensation neigenden Gasbestandteile ver drängt. In einem zweiten Schritt wird ein vom Volumen her genau be messener Flüssiggastropfen, z. B. ein Tropfen flüssiger Stickstoff, in die Flasche eingetropft, der von der Größe so bemessen ist, daß er bevor es zur Verkapselung kommt, definiert verdampft ist. Dieser Tro pfen ist im Vergleich zu dem oben beschriebenen Versuch klein ge wählt.This object is achieved in that gas, for. B. Air or nitrogen, before encapsulating the plastic bottle in the dead space volume of the not yet encapsulated bottle is blown in is ver and the gas components there tend to condense urges. In a second step, the volume is precisely determined measured liquid gas drops, e.g. B. a drop of liquid nitrogen, dropped into the bottle, the size of which is such that it before it comes to encapsulation, it has evaporated in a defined manner. This tro pfen is small compared to the experiment described above chooses.

In der Fig. 1 ist die Vorrichtung gemäß dem erfinderischen Verfahren wiedergegeben. Das zu schließende Gefäß (6) durchläuft auf der Förder straße eine Lichtschranke (2), die den Impuls an ein Steuergerät (1) weiterleitet. Das Totraumvolumen des Gefäßes (6) wird im Bereich der Düse (3) mit steriler Luft oder Stickstoff gespült. Zeitlich versetzt tropft ein Tropfen tiefkalten Gases (5) aus dem Tropfendosierer (4) mit definierter Größe in das Gefäß. In Fig. 1 the device is shown in accordance with the inventive method. The vessel ( 6 ) to be closed passes through a light barrier ( 2 ) on the conveyor road, which transmits the pulse to a control unit ( 1 ). The dead space volume of the vessel ( 6 ) is flushed with sterile air or nitrogen in the area of the nozzle ( 3 ). Temporally offset dropwise a drop of cryogenic gas (5) from the pouring device (4) of defined size in the vessel.

example 1

An eine Förderstraße zur Abfüllung von Flüssigprodukten, welche heiß und viskos sind, zum Beispiel Ketchup, wurde eine Vorrichtung instal liert, mit deren Hilfe ein Flüssiggastropfen tiefkalten Stickstoffs in die sich im Transportvorgang befindende Kunststofflasche einge tropft wurde. Die Tropfengröße wurde durch Variation der Öffnungszeit eines Ventils bestimmt. Sie betrug 80 ms entsprechend einem Verbrauch von flüssigem tiefkalten Stickstoff von 4,3 g pro Liter-Flasche Ket chup. Die Formstabilität der Flasche lag unter 80%.On a conveyor line for filling liquid products that are hot and are viscous, for example ketchup, a device has been installed with the help of a liquid gas drop of cryogenic nitrogen into the plastic bottle in the process of being transported was dripping. The drop size was determined by varying the opening time of a valve. It was 80 ms corresponding to consumption of liquid cryogenic nitrogen of 4.3 g per liter bottle of ket chup. The shape stability of the bottle was below 80%.

Example 2

Eine Förderstraße zur Befüllung und Verkapselung in nicht formstabi len Kunststofflaschen von Ketchup wurde durch eine Vorrichtung zur Bedüsung mit steriler Preßluft und zum Eindosieren eines Flüssiggas tropfens tiefkalten Stickstoffs ergänzt. Die Transportgeschwindigkeit lag bei 2000 Flaschen pro Stunde. Über eine Düse wurde sterile Luft mit einer Spülmenge von 500 l/Std. auf die sich im Transportvorgang befindenden gefüllten Kunststofflaschen mit einem Totraumvolumen von 90 ml bei einem Flaschenvolumen von 1 l ständig eingedüst. Vor der Verkapselung der Flasche wurde mit Hilfe einer Vorrichtung zur Erzeu gung eines Flüssiggastropfens tiefkalten Stickstoffs ein definiertes Volumen in die Flasche eingetropft. Der spezifische Verbrauch flüssi gen Stickstoffs lag bei 1,3 g pro Liter-Flasche Ketchup entsprechend einer Öffnungszeit des Ventils von 25 ms. Über 93% der Flaschen zeig ten die gleiche Form nach dem Abkühlvorgang wie vor der Befüllung. A conveyor line for filling and encapsulation in non-dimensionally stable len plastic bottles from Ketchup was replaced by a device for Spraying with sterile compressed air and for dosing a liquid gas added drop of cryogenic nitrogen. The transport speed was 2000 bottles per hour. Sterile air was passed through a nozzle with a flush volume of 500 l / h on which are in the transportation process filled plastic bottles with a dead space of 90 ml constantly injected with a bottle volume of 1 l. Before the Encapsulation of the bottle was carried out using a device a drop of cryogenic nitrogen a defined Volume dropped into the bottle. The specific consumption liquid The nitrogen level was 1.3 g per liter bottle of ketchup an opening time of the valve of 25 ms. Show over 93% of bottles the same shape after the cooling process as before filling.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß kostengünstig das Totraumvolumen der Flasche mit dem 2-10-fachen Volumen an steriler Luft unter Verdrängung der kondensierbaren Gasbe standteile ausgespült wird, ohne daß heiß abgefüllte Nahrungsmittel durch Einwirkung von Luftsauerstoff im Hinblick auf Geschmack und Aroma sich verändern. Die Formerhaltung einer Kunststofflasche bei der Heißabfüllung von viskosen Flüssigkeiten wird anschließend da durch erreicht, daß ein in seiner Größe vorbestimmter Tropfen tief kalten Gases, z. B. flüssiger Stickstoff, definiert verdampft und das Totraumvolumen bis zur Verkapselung durch ein inertes Gas verdrängt und nach der Verkapselung die Volumenzunahme durch den Temperaturan stieg des Gases genau der Volumenkontraktion der Flüssigkeit ent spricht.The advantages achieved with the invention are in particular that inexpensively the dead space volume of the bottle with 2-10 times Volume of sterile air, displacing the condensable gas components is rinsed out without hot filled food by exposure to atmospheric oxygen in terms of taste and Aroma change. The shape maintenance of a plastic bottle the hot filling of viscous liquids is then there by achieving a drop that is predetermined in size and deep cold gas, e.g. B. liquid nitrogen, evaporated and defined Dead space volume until encapsulation is displaced by an inert gas and after the encapsulation the increase in volume due to the temperature the gas rose exactly from the volume contraction of the liquid speaks.

Claims

1. A method for maintaining the shape of plastic bottles for the packaging of hot filled viscous liquids, characterized in that in a first step the dead space volume of the bottle is flushed out by sterile air and in a subsequent second step a drop of cryogenic gas before the encapsulation process in the bottle is added dropwise, the size of which is such that the increase in volume due to the temperature rise corresponds exactly to the volume contraction of the liquid while maintaining the shape of the plastic bottle.

2. The method according to claim 1, in which the flushing amount of sterile air Corresponds to 2-10 times the dead volume of the filled liquid bottle, typically with a 5-fold dead volume.

3. The method according to claim 1, in which the evaporating cryogenic gas Is nitrogen.